Vergleich von DC- und AC-Magneten
Vergleichen Elektromagnete Wechselstrom mit Gleichstrom-Elektromagneten. Ein solcher Vergleich ermöglicht es, für jeden dieser Elektromagnettypen die geeigneten Einsatzgebiete zu ermitteln.
Zugkraft von Elektromagneten
Bei einer gegebenen Querschnittsfläche der Pole, die den Arbeitsluftspalt bilden, ist die durchschnittliche Kraft im Wechselstrom-Elektromagneten halb so groß wie die Kraft im Gleichstrom-Elektromagneten. Dies gilt gleichermaßen für einphasige und mehrphasige Systeme. Mit anderen Worten: Die Verwendung von Stahl in einem Wechselstrom-Elektromagneten ist mindestens zweimal schlechter als in einem Gleichstrom-Elektromagneten.
Eine Masse von Elektromagneten
Bei gegebener Greifkraft und gegebenem Ankerhub weist der Wechselstrom-Elektromagnet eine deutlich größere Masse auf als der Gleichstrom-Elektromagnet, da mindestens doppelt so viel Stahl verwendet und dadurch das Kupfervolumen deutlich erhöht werden muss dass eine gewisse Leistung erforderlich ist.
Mindestblindleistung erforderlich.Es wird während seiner Aktivierung von einem Wechselstrom-Elektromagneten verbraucht Blindleistung hängt eindeutig mit der Menge an mechanischer Arbeit zusammen, die von diesem Elektromagneten benötigt wird, und kann nicht durch Vergrößerung seiner Größe verringert werden. Bei Gleichstrom-Elektromagneten besteht ein solcher Zusammenhang nicht, und wenn die Frage der Wirkungsgeschwindigkeit keinen Einfluss hat, kann der Stromverbrauch bei entsprechender Vergrößerung verringert werden.
Geschwindigkeit von Elektromagneten
Wechselstrom-Elektromagnete sind grundsätzlich schneller als herkömmliche Gleichstrom-Elektromagnete. Dies liegt daran, dass ihre elektromagnetische Zeitkonstante normalerweise dem Wert einer Wechselstromperiode entspricht und z. usw. c. Die aus der Bewegung des Ankers resultierende Selbstinduktion ist deutlich geringer als die angelegte Spannung.
Bei Permanentelektromagneten kann die Ansprechzeit durch besondere Maßnahmen verkürzt werden, die auf eine Verringerung des Verhältnisses von Selbstinduktionsspannung zu angelegter Spannung, eine Verringerung von Wirbelströmen usw. hinauslaufen. All dies führt letztendlich jedoch zu einem Anstieg des Stromverbrauchs, da a Generell gilt: Bei gleicher Ausgangsleistung und gleichen Betriebszeiten hat ein Gleichstrom-Elektromagnet in der Regel einen geringeren Stromverbrauch als ein Wechselstrom-Elektromagnet.
Wirkung von Wirbelströmen
Um das Auftreten übermäßiger Wirbelstromverluste zu verhindern, müssen die Magnetkreise von Wechselstrom-Elektromagneten laminiert oder getrennt werden, während dies bei Gleichstrom-Elektromagneten nur für Hochgeschwindigkeits-Elektromagnete erforderlich ist.
Diese Gestaltung des Magnetkreises führt zu einer Verschlechterung der Volumenfüllung mit Stahl und bestimmt auch die prismatische Form der Teile des Magnetkreises. Letzteres führt zu einer Vergrößerung der durchschnittlichen Windungslänge der Spule und führt zu einigen strukturellen und technologischen Nachteilen.
Die Verluste gehen weiter Wirbelströme, sowie die Umkehrung der Magnetisierung führt zu einer Erhöhung der Erwärmung des Elektromagneten. Bei Gleichstrom-Elektromagneten entfallen alle oben genannten Einschränkungen.
Anwendungsgebiete von DC- und AC-Elektromagneten
In herkömmlichen stationären Industrieanlagen, die von einem Wechselstromnetz (50 Hz) mit ausreichender Leistung gespeist werden, stellen viele der oben genannten negativen Punkte kein Hindernis für den Einsatz von Wechselstrom-Elektromagneten dar.
Der höhere Blindleistungsverbrauch zu Beginn des Taktes wird andere Nutzer nicht wesentlich beeinträchtigen. Wenn am Ende des Ankerhubs des Elektromagneten die Luftspalte unbedeutend sind, ist die beim Ziehen des Ankers verbrauchte Blindleistung gering.