关于气隙磁场的大小，求助一个问题。

西门子6688

最近准备做一个实验，需要一个气隙磁场。因为是要便携式的，所以采用的是钕铁硼永磁体。

有两种方案：
第一种方案就是两块单独的磁铁中间留一气隙，组成一个全开磁路。
第二种方案是在永磁体外包裹一圈导磁材料，组成一个留有气隙的半封闭磁路。

现在有两个问题：
第一个问题是对于永磁体来说，全开磁路和半封闭磁路哪个能在气隙中产生更强的磁场呢，还是说都一样？
第二个问题是对于半封闭磁路，在磁铁外面包裹的导磁材料的导磁率和气隙磁场的强度有关系吗？也就是说用一般的铸铁或者硅钢片做成磁路和气隙磁场的强度有关系吗？

我对于第二个问题，感觉导磁率应该是和电磁感应相对应的，对于永磁体不知道导磁率是不是能影响气隙气场的强度。我用磁铁吸硅钢片和吸一般的铸铁，感觉吸力是一样的，不知道对不对。

全开磁路：



半封闭磁路：

标准答案

第一个问题是对于永磁体来说，全开磁路和半封闭磁路哪个能在气隙中产生更强的磁场呢，还是说都一样？
答：半封闭磁路的方案产生的气隙磁场强！
第二个问题是对于半封闭磁路，在磁铁外面包裹的导磁材料的导磁率和气隙磁场的强度有关系吗？也就是说用一般的铸铁或者硅钢片做成磁路和气隙磁场的强度有关系吗？
答：在磁铁外面包裹的导磁材料的导磁率和气隙磁场的强度有关系！外面包裹的导磁材料的导磁率越高气隙磁场就越强。但是由于铸铁和硅钢片都属于铁磁材料，其磁导率远远大于气隙磁导率，铁芯中的磁压降几乎可以忽略，气隙磁压降占据了绝大部分，因此铁芯材料对气隙磁场强弱虽有影响，但只要都是铁磁材料就影响不大（如果是非铁磁材料如木材影响会很大），而气隙的大小对气隙磁场影响要大得多。

西门子6688

非常感谢！明白了。

搞清楚了上两个问题，那就选半封闭磁路了，现在还有一事不明，还想继续请教。

由于是便携式的实验设备，所以要考虑到一个体积的问题，现在有两个方案：

第一个是磁铁外面的铁芯紧紧的包裹住磁铁。
第二个是磁铁和外面的铁芯两侧留有一定的距离。

这两个方案对气隙磁场的大小有不同吗。
我的意思是第一个方案是铁芯紧紧的包裹住磁铁，磁铁的上下及两侧都与铁芯接触，这样磁铁的两侧会不会有一些磁通直接传导到铁芯里面去了，而对中间的气隙磁通产生影响？



铁芯紧紧的包裹住磁铁



铁芯与磁铁的两侧留有一定距离

xiao2hei

磁路磁阻越小，磁势越高（永磁体越厚），那么磁密就越大

张老五

两个问题其实是一个原理，就是磁路的磁阻大小，磁阻越小，磁密就越大

西门子6688

恩，之前的那两个问题已经搞清楚了，现在是磁铁和贴芯的接触问题，不知道对气隙磁场的大小有没有影响。

标准答案

选第二种方案，即磁铁和外面的铁芯两侧留有一定的距离。

西门子6688

选第二种方案，即磁铁和外面的铁芯两侧留有一定的距离。
标准答案 发表于 2011-1-14 15:01

                               
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恩，我想知道这两个方案区别大吗？因为我想选第一个方案，主要是加工起和制作来都方便点，第二个方案制作的难度会大很多，要是两个方案区别不是特别大，例如区别小于5%的话，我想用第一种方案。

标准答案

两个方案还是有比较大的区别的，至于到底差多少需要进行磁路计算，不知道你做这个东东干什么用，磁钢厚度、铁芯截面及长度、以及侧面的缝隙大小都会影响到气隙磁密，建议你根据你的使用要求，如需要的气隙磁密、需要的气隙大小及截面等条件先做一下电磁计算，再制造。一般两侧缝隙需要大于3倍的气隙长度即可。
除以上两个方案外还可以考虑做成U型的铁芯，即不用两侧都被铁芯包裹起来，只包裹一面即可，但铁芯截面要足够大。

xyl

原理分析李师爷已经很全面了  具体定量的分析  可以使用任何一款电磁场有限元软件进行计算，非常简单

譬如ansoft maxwell  ，ansys，flux，magnet都可以轻松摆平

西门子6688

现在把参数列上来了，哪位能帮用软件模拟一下？我想知道磁隙中的磁场强度是多少，单位是特斯拉。
上传这个图片中的磁铁，看到的是20mm*10mm的那一面。
我的目标是在磁隙中获得最大强度的磁场，不过磁隙最小就是0.5mm了，再小就不能用了。
或者谁能告诉我半闭合磁路中的磁隙计算公式(要有单位哦)，我自己算。

磁铁间隙：0.5mm
磁铁材质：N35
充磁方向：厚度方向充磁
磁铁大小：20mm*10mm*60mm
磁铁两侧与铁芯间距：5mm
外裹铁芯横截面尺寸：10mm*10mm*60mm
外裹铁芯长度（单边）：70mm
外裹铁芯材质：一般铸铁

标准答案

回复 11# 西门子6688

不太明白“外裹铁芯横截面尺寸：10mm*10mm*60mm，外裹铁芯长度（单边）：70mm”具体指的是哪些尺寸。

西门子6688

是这样，铁芯横截面积就是铁芯的尺寸，写错了，不好意思，是10mm*60mm，外裹铁芯的长度是指从N级到S级的长度，

从新画一下吧。就是这样：

绿色的地方就是这个外裹铁芯的横截面积：10mm*60mm
红色线的地方就是指铁芯单边长度，就是一边的长度。

西门子6688

谁能帮我模拟一下，我是业余爱好做一个东西，所以软件很难学，也没时间学，希望能帮用软件模拟一下。

标准答案

不好意思，最近有点忙，迟复见谅！
我还真不会整那些软件，我让手下的兄弟做了一下，现把结果发表出来，供你参考！
1 从仿真计算来看，气隙磁密为1.18T左右。
2 从磁密云图上可见，你的轭铁截面没有必要那么大，也就是说，你图上标的那个60的尺寸没有必要那么大，有45mm就足够了。当然这个东西本身也不大，不改也没有什么只是稍微浪费一丁点材料而已。
3 到现在我也不知道你做这个东东的用途是什么，不妨告诉大家一下也让大家开开眼，当然如果不方便透露也不勉强。

标准答案

可惜俺不会发图，你看不到仿真的图片

西门子6688

多谢老大了，我做这个是用来磁化汽油的。我之前已经做过相关实验，实验对象是水，水经过磁化后，一些物理特性会发生改变，对于汽油我想也是一样的。

磁化汽油产品已经很多了，国内外都有，并且实验证明是有效果的。但通过观察市面上的磁化器，发现一个问题，就是用来磁化汽油的磁场强度太低了，往往都是绑在输油管上面。输油管最小都有6mm的直径，那么大的气隙而且还是开路的，磁场强度太低了，所以我想设计一种小气隙，高强度的磁场，让汽油直接穿过其中。磁场越强效果越明显。

我设计的是在圆钢内部通过线切割开孔，只是为了方便计算，所以画了一个等效的方形图。

实际产品的剖面图如下：

灰色的部分代表圆钢，也就是轭铁。在轭铁中间用线切割切除一个形状，上下放入两块磁铁。绿色的部分是铝，目的是防止两块磁铁的侧面与轭铁相接而损失气隙中的磁通量。

两块磁铁我简化表示了，是厚度方向充磁的。中间白色的就是气隙，汽油直接从气隙中经过。从一些资料中查到，这种内磁式的磁路，漏磁小，磁通利用系数高。气隙中的磁通往往接近磁铁的剩磁。模拟的结果也证明是这样的。

张老五

真的么？磁化以后有什么功能？汽油更耐烧？

标准答案

回复 17# 西门子6688

个人认为，这样做个磁路比较靠谱，至于用它来磁化水、磁化油不大靠谱！

西门子6688

至于靠不靠谱，先搞个实验吧，呵呵。

不过现在还有个问题，就是我要做的磁化器较长，需要两块磁铁并排连起来才行。结构如下图：

共有ABCD四块磁铁，AB和CD组成上下两对，中间是气隙。A和B中间、C和D中间是相斥的，目的是为了保证上下磁极的一致，也避免磁力线在磁铁内部循环。

想问下这样的结构可以吗？