Übung ET2-07.04 – Hubmagnet dimensionieren

Prof. Dr. Thorsten Jungmann (Stand 2026-05-05)

Bezug zu ET2-07 Magnetischer Kreis

Aufgabe

Ein Hubmagnet (Topfmagnet) für eine Förderanlage soll im Luftspalt eine Flussdichte von $B=1,0\mathrm{T}$ erzeugen, damit die geforderte Anziehkraft am Anker erreicht wird. Die Geometrie und das Kernmaterial liegen fest. Gesucht ist der erforderliche Spulenstrom.

• Windungszahl: $N=600$
• mittlere Eisenweglänge: $l_{\mathrm{Fe}}=0,15\mathrm{m}$
• Luftspaltlänge: $l_{\mathrm{Luft}}=0,80\mathrm{mm}$
• Querschnitt (Eisen = Luftspalt): $A=2,5\mathrm{c}{\mathrm{m}}^2$
• relative Permeabilität des Kerns: ${\mu }_r=1800$
• gewünschte Flussdichte im Luftspalt: $B=1,0\mathrm{T}$

Streuflüsse werden vernachlässigt.

a) Berechnen Sie den erforderlichen magnetischen Fluss $\Phi$.

b) Berechnen Sie $R_{\mathrm{m},\mathrm{Fe}}$, $R_{\mathrm{m},\mathrm{Luft}}$ und $R_{\mathrm{m},\mathrm{ges}}$.

c) Berechnen Sie die erforderliche Durchflutung $\Theta$ sowie die magnetischen Spannungsabfälle $V_{m,\mathrm{Fe}}$ und $V_{m,\mathrm{Luft}}$.

d) Berechnen Sie die erforderliche Stromstärke $I$. Welcher Anteil der Durchflutung wird allein vom Luftspalt benötigt?

Lösung

a) $\Phi =2,50\cdot 10^{-4}\mathrm{Wb}$
b) $R_{\mathrm{m},\mathrm{Fe}}\approx 2,65\cdot 10^{5}A/Wb$, $R_{\mathrm{m},\mathrm{Luft}}\approx 2,55\cdot 10^{6}A/Wb$, $R_{\mathrm{m},\mathrm{ges}}\approx 2,81\cdot 10^{6}A/Wb$
c) $\Theta \approx 703\mathrm{A}$, $V_{m,\mathrm{Fe}}\approx 66,3\mathrm{A}$, $V_{m,\mathrm{Luft}}\approx 636\mathrm{A}$
d) $I\approx 1,17\mathrm{A}$; Anteil Luftspalt $\approx 90,6\%$

▶️ Vollständiger Lösungsweg