Elektrische Maschinen Teil: 1 u. 2
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Prof. Dr.-Ing. E. Nolle 1-11 <strong>Elektrische</strong> <strong>Maschinen</strong><br />
Im Gegensatz dazu gibt es für Magnetfelder einerseits keine Isolatoren und andererseits leiten auch die<br />
technischen Magnetwerkstoffe das Magnetfeld nur etwa 10 3 … 10 4 mal besser als Vakuum. Das<br />
bedeutet, dass Magnetfelder auch durch ferromagnetische Stoffe nicht vollständig in vorgegebene<br />
Bahnen gezwungen werden können. Ein <strong>Teil</strong> des Feldes wird also stets als unerwünschter Streufluss<br />
auftreten.<br />
Betrachtet man den Magnetkreis nach Bild 1.11 als Elektromagnet, so gehören nur diejenigen Feldlinien<br />
die nirgends im Joch verlaufen zum Streufluss. Stellt der gleiche Magnetkreis aber eine Einrichtung zur<br />
induktiven Erwärmung dar, so sind alle Feldlinien außerhalb der Luftspalte dem Streufluss zuzuordnen.<br />
Die Abgrenzung Nutz- zu Streufluss kann also letztlich nur anhand der konkreten Aufgabenstellung<br />
derart erfolgen, ob ein bestimmter Flussanteil an der beabsichtigten Wirkung beteiligt ist oder nicht.<br />
Bild 1.11 Magnetkreis mit Nutz- und Streufluss<br />
1.4.3 Das Hopkinsonsche Gesetz<br />
Θ = N ⋅ I<br />
Betrachtet man in Analogie zum stationären Strömungsfeld den einfachen Magnetkreis in Bild 1.12, so<br />
gilt zunächst unter Vernachlässigung des Streuflusses<br />
Φ<br />
Fe<br />
= A<br />
Θ = H<br />
= Φ<br />
Fe<br />
Fe<br />
⋅ B<br />
l<br />
Fe<br />
Fe<br />
= Φ = A⋅<br />
B<br />
+ Hδ<br />
= l<br />
Fe<br />
BFe<br />
A<br />
μ A<br />
Fe<br />
( RmFe<br />
+ Rmδ<br />
) = ΦRm<br />
Fe<br />
Fe<br />
Φ<br />
⎛<br />
⎜<br />
BA lFe<br />
+ δ = Φ⎜<br />
μ A ⎜ μ A<br />
= Ohmsches Gesetz für magnetische Kreise<br />
= Hopkinsonsches Gesetz.<br />
0 Fe Fe<br />
⎜ 1243<br />
RmFe<br />
⎝<br />
⎞<br />
⎟<br />
δ<br />
+ ⎟<br />
μ A ⎟<br />
{ 0<br />
⎟ Rmδ<br />
⎠<br />
Dabei wird die Materialeigenschaft BFe = f(HFe), z.B. in Form einer Magnetisierungskennlinie, als bekannt<br />
vorausgesetzt.<br />
Prinzipiell kann auf diese Weise für jeden angenähert homogenen Abschnitt des Magnetfeldes der sog.<br />
magnetische Widerstand<br />
Vm<br />
l<br />
Rm<br />
= =<br />
Φ μ A<br />
angegeben werden. Zusammen mit den Durchflutungen Θm als Ursache des Magnetfeldes lassen sich<br />
so allgemein Magnetkreise analog zu Gleichstromnetzwerken durch magnetische Ersatzschaltungen<br />
beschreiben.
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