In DC-Kleinmotoren werden heute fast ausschließlich Permanentmagnete zur Erzeugung des magnetischen Erregerflusses eingesetzt. Vier unterschiedliche Magnetwerkstoffe (Hartferrit, AlNiCo, SmCo und NdFeB) stehen zur Verfügung, die sich im Wesentlichen durch die folgenden Parameter unterscheiden: Temperaturverhalten, Korrosionsverhalten, Kosten, vor allem aber durch die Remanenzflussdichte und die Koerzitivfeldstärke.
Im Folgenden werden die Eigenschaften der vier Werkstoffe verglichen.
Hartferrite
Hierbei handelt es sich um oxidische Werkstoffe mit Barium oder Strontium, die mengenmäßig die größte Bedeutung im Bereich von Kleinmotoren haben. Die erforderlichen Rohstoffe sind preiswert und leicht verfügbar. Nachteilig ist die geringe Remanenz von unter 0,5 T (T Einheitenzeichen für die Einheit Tesla) und die große Abhängigkeit der magnetischen Eigenschaften von der Temperatur.
AlNiCo-Werkstoff
Bei diesem Permanentmagnettyp handelt es sich um metallische Guss- und Sinterwerkstoffe aus Aluminium, Nickel und Cobalt mit einer Remanenz von knapp unter 1 T. Magnete aus AlNiCo- Werkstoff besitzen nur eine sehr kleine Koerzitivfeldstärke und sind deshalb leicht zu entmagnetisieren. Dies gilt insbesondere für T-Ankermotoren wegen deren ausgeprägter Ankerrückwirkung. Große Ströme, zum Beispiel solche, die im Fehlerfall »fließen«, können zur Entmagnetisierung oder Teilentmagnetisierung des Magneten führen und so den Motor unbrauchbar machen. Glockenankermotoren sind aufgrund ihrer Bauart weniger gefährdet. Der Vorteil der AlNiCo-Magnete ist ihre Verwendbarkeit bei hohen Temperaturen, ihr sehr kleiner Temperaturgang und ihre sehr gute Korrosionsbeständigkeit.
SmCo-Werkstoffe
Seltenerd-Cobalt-Werkstoffe sind gesinterte Werkstoffe aus Samarium und Cobalt (SmCo5, Sm2Co7) mit sehr hoher Koerzitivfeldstärke und einer Remanenz von ca. 1,1 T. Sie weisen genau wie AlNiCo-Werkstoffe einen sehr kleinen Temperaturgang auf. SmCo-Magnete sind sehr teuer, weshalb sie mehr und mehr durch NdFeB-Magnete verdrängt werden. Ihr Einsatz ist immer dann angezeigt, wenn ein sehr leistungsfähiger Motor für einen Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen gefordert wird und besondere Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit gestellt werden.
NdFeB-Werkstoff
Bei dieser Gruppe von Permanentmagneten handelt es sich um anisotrope Verbundwerkstoffe aus Neodym, Eisen und Bor. Sie weisen eine ca. 20 % höhere Remanenz als SmCo-Magnetwerkstoffe auf. Nachteilig ist der im Vergleich zu SmCo höhere Temperaturgang sowie das schlechtere Korrosionsverhalten, vorteilhaft der günstigere Preis. Zum Schutz vor Korrosion können spezielle Beschichtungen notwendig werden. Daher ist eine genaue Kenntnis der Einsatzbedingungen unerlässlich.
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