永久磁石と電磁石の違い・比較・選定

磁界を発生させる仕組みが基本的な違い

永久磁石は着磁後に磁気状態を保持します。その有効な磁界は、材料、形状、着磁、エアギャップ、磁束帰路、温度、反磁界、組み立て、および測定位置に依存します。電磁石は、通常は磁性コアと定義されたギャップを持つコイルに電流を流して、励磁中に磁界を生成します。

この違いにより、2つのシステム方式が生まれます。1つは磁界源では受動的ですが、材料と回路設計の管理が必要です。もう1つは電気的制御を提供しますが、コイル、配線、絶縁、駆動用電子回路、電源、発熱、制御ロジック、および故障挙動が追加されます。

停電・故障時の状態と制御性

電源が消えたときに製品が何をする必要があるかを尋ねてください。永久磁石は保持、バイアス、ラッチ、感知、またはモータの磁束の供給を継続する場合があります。その持続性が要件であったり、危険であったりすることがあります。電磁石は電源停止時に解放される場合もあれば、バネや機械的ラッチで保持される場合もあり、異なる安全側のシステム設計を必要とする場合もあります。正しい状態は、仮定ではなく設計される必要があります。

磁界をオフにしたり、変化させたり、逆にしたり、フィードバックループで制御する必要がある場合、電磁石は魅力的になり得ます。磁界が最小限の電力で連続的に存在するべき場合、永久磁石はコイル電力の負担を軽減できます。どちらの記述も、システム全体を単独で決定するものではありません。

発熱、デューティ比、消費電力

電磁石の電流は熱を発生させ、これをデューティサイクル、周囲環境、コア損失、絶縁、冷却、配線、および駆動限界と共に検討する必要があります。永久磁石は磁界源でのコイル銅損を避けられますが、その動作点、温度、あるいは反磁界マージンが不適切な場合、役立つ出力を一時的または不可逆的に失うことがあります。

磁気回路、エアギャップ、有効出力

両方の経路において、有効出力は完全な磁気回路に依存します。隙間の長さ、極面積、ヨーク、漏れ、飽和、整列、公差、動き、および測定ポイントが結果を支配する可能性があります。同じ力、磁場、トルク、移動量、応答、温度、受け入れ定義に基づいて両方のシステム方式を比較してください。

システム方式を決める実務フロー

1. 位置、時間、温度、製品状態にわたって有効な磁気結果を定義します。
2. 通常、起動、停止、電源喪失、詰まり、故障、およびサービス時の挙動を定義します。
3. 利用可能な電力、熱、体積、質量、配線、制御、および保守予算を設定します。
4. 完全な磁気回路と機械的インターフェースのモデルまたはプロトタイプを作成します。
5. 公差、使用条件、環境、および故障条件にわたる代表的なアセンブリを検証します。

永久磁石の材料群、用途、製品群、カスタム磁気アセンブリを比較してください。永久磁石方式を採用する場合は、図面と使用条件を見積依頼から送付してください。

適用範囲： この比較から、普遍的な力、エネルギー、反応、温度、コスト、サイズ、安全性、または効率の勝者は存在しません。電磁コイル、駆動、制御、および電源の製造は、Elite Magnets製品の主張の対象外です。