De hysteresekoppeling en de permanente-magneetkoppeling zijn beide contactloze magnetische koppelingen — maar ze verschillen fundamenteel in koppelgedrag: de PMK werkt synchroon en slipvrij tot aan haar doorslipkoppel; de hysteresekoppeling levert een constant slipkoppel onafhankelijk van toerental en slip, en mag permanent slippen. Beide brengen koppel over contactloos via een magnetisch veld — zonder mechanische verbinding tussen aandrijf- en uitgangszijde.
Als u het verkeerde ontwerp kiest, loopt u het risico op ongecontroleerde overbelasting of onnauwkeurige snelheidssynchronisatie – afhankelijk van de specifieke eisen van de toepassing. In dit artikel worden beide werkingsprincipes uitgelegd, worden ze naast elkaar vergeleken en worden duidelijke selectiecriteria voor de praktijk gegeven.
Kernpunt: Permanente-magneetkoppeling (PMK) = synchroon, hoog rendement, nauwkeurige toerentaloverdracht, abrupt overbelastingsgedrag. Hysteresekoppeling = constant slipkoppel ongeacht slip en toerental, soepele aanloop, ideaal voor sluitmachines, wikkelmachines en koppelbegrenzers.
Koppeling met permanente magneet: werking en kenmerken
Bij de koppeling met permanente magneet zijn de permanente magneten die afwisselend op de aandrijf- en aangedreven rotor zijn aangebracht zo geplaatst dat hun magnetische polen naar elkaar zijn gericht en elkaar aantrekken. Wanneer de aandrijfrotor draait, trekt deze de aangedreven rotor synchroon mee – pool aan pool – zonder enig mechanisch contact.
Het overgebrachte koppel is belastingafhankelijk: Het neemt toe naarmate de belasting toeneemt, totdat het zijn maximum bereikt: het doorslipkoppel. Dit doorslipkoppel is sterk afhankelijk van de luchtspleet tussen de rotoren; een grotere spleet vermindert het overdraagbare koppel onevenredig sterk.
Als het doorslipkoppel wordt overschreden, breekt de magnetische koppeling plotseling: De koppeling slipt volledig, waardoor de aandrijving en de aangedreven onderdelen van elkaar worden losgekoppeld. Dit gedrag fungeert als een ingebouwd overbelastingsbeveiligingsmechanisme, maar het betekent ook dat er bij overbelasting geen soepele overgang plaatsvindt.
- Voordelen: Nauwkeurige snelheidssynchronisatie, hoog rendement, betrouwbare overbelastingsbeveiliging en goede schaalbaarheid tot hoge koppelwaarden.
- Nadelen: Plotseling overbelastingsgedrag, koppel sterk afhankelijk van de luchtspleet, continu bedrijf met slip niet mogelijk.
Hysterese-koppeling: werking en kenmerken
De hysterese-koppeling werkt volgens een fundamenteel ander principe: een magnetische rotor (aandrijfzijde) draait ten opzichte van een ring van hysteresemateriaal (uitgangszijde). Het wisselende magnetische veld magnetiseert en demagnetiseert de hysteresering continu; deze voortdurende omkering van de magnetisatie zorgt voor het overgebrachte koppel.
Het belangrijkste verschil: het koppel dat op deze manier wordt gegenereerd, is bijna constant en onafhankelijk van slip en snelheid. Of de ingangs- en uitgangszijde nu synchroon lopen of voortdurend slippen, het koppel blijft stabiel op het ingestelde niveau. Slippen is een ontwerpkenmerk en vormt geen risico zolang de warmteontwikkeling binnen de perken blijft.
- Voordelen: Soepele, trillingsvrije aanloop; duidelijk gedefinieerd en stabiel slipkoppel (ideaal voor sluitmachines, wikkelmachines en baanspanningsregeling); continue slip mogelijk; aandrijvingen met koppelbegrenzing zonder abrupte uitschakelingen.
- Nadelen: Voortdurende slip zorgt voor warmteontwikkeling en vermindert het rendement; doorgaans kunnen deze koppelingen een lager koppel overbrengen dan koppelingen met permanente magneten, en zorgen ze niet voor een exacte snelheidssynchronisatie.
Slipwarmte berekenen en koppeltolerantie
Loopt een hysteresekoppeling met slip, dan wordt al het bij de slip omgezette vermogen omgezet in warmte. Dit verliesvermogen bepaalt of continu slipbedrijf thermisch toelaatbaar is:
P = M · Δn / 9,55
P = slipvermogen [W] | M = overgebracht koppel [Nm] | Δn = sliptoerental, verschil aandrijf–afdrijfzijde [min⁻¹]
Rekenvoorbeeld:
Gegeven: M = 5 Nm, Δn = 500 min⁻¹
P = 5 · 500 / 9,55 ≈ 262 W
262 W continuwarmte moet veilig worden afgevoerd, anders oververhit de hysteresering. Het toelaatbare continue slipvermogen geeft de fabrikant per bouwgrootte op.
Koppeltolerantie: Het slipkoppel van een hysteresekoppeling is nauwkeurig instelbaar en blijft over toerental en slip nagenoeg constant (typische tolerantie ±10 %). Het doorslipkoppel van de permanente-magneetkoppeling hangt daarentegen sterk af van de luchtspleet — al kleine spleetveranderingen verschuiven het duidelijk (fabricagetolerantie typisch ±10–15 %). Waar een nauw getolereerd, toerentalonafhankelijk koppel vereist is, heeft de hysteresekoppeling daarom duidelijke voordelen.
Vergelijking in één oogopslag
In de onderstaande tabel worden de belangrijkste kenmerken van beide typen rechtstreeks met elkaar vergeleken. Beide zijn gebaseerd op contactloze koppeloverbrenging, maar ze verschillen fundamenteel wat betreft koppelverloop, slipgedrag en voornaamste toepassing.
| Kenmerk | Hysterese-koppeling | Koppeling met permanente magneet |
|---|---|---|
| Koppelcurve | Constant, onafhankelijk van de snelheid | Belastingafhankelijk, synchroon |
| Slip | Continu slippen mogelijk | Alleen tot het doorslipkoppel |
| Aanloopgedrag | Zacht / soepel | Direct (synchroon) |
| Gedrag bij overbelasting | Soepel (glijdt gemakkelijk) | Plotseling (koppeling valt weg) |
| Snelheidssynchronisatie | Nee (slip) | Ja (precies) |
| Rendement | Laag (slipwarmte) | Hoog |
| Typisch koppelbereik | Kleine momenten | Klein tot groot |
| Typische toepassing | Sluitmachines, wikkelmachines, koppelbegrenzers | Pompen, roerwerken, precisieaandrijvingen |
Kiezen: welk type voor welke situatie?
De keuze tussen de twee ontwerpen hangt in de eerste plaats af van de vraag of de toepassing een exacte snelheidssynchronisatie vereist of een bepaald, stabiel slipkoppel.
Kies de koppeling met permanente magneet als …
- synchrone overbrenging zonder slip vereist is,
- hoog rendement en geringe verliezen bij continu gebruik vereist zijn,
- een nauwkeurige positionering of een constante uitgangssnelheid vereist zijn,
- de toepassing een hermetische afscheiding via een spleetpot vereist (bijv. chemische pompen, roerwerken).
Kies de hysteresekoppeling als …
- een vast, constant slipkoppel vereist is, ongeacht het toerental en de slip,
- een zachte, trillingsvrije start is belangrijk (bijv. kwetsbare goederen, plastic folie),
- tijdens het oprollen of verwerken van materialen moet een constante baanspanning worden gehandhaafd,
- overbelastingssituaties soepel en continu moeten worden opgevangen, zonder dat de koppeling abrupt losschakelt.
Typische toepassingen
Permanente-magneetkoppelingen domineren overal waar hermetische afdichting en synchrone overdracht samen vereist zijn. Klassieke toepassingen zijn hermetische pompen en roerwerken in de chemie, farmaceutica en levensmiddelentechniek, waarbij de luchtspleet via een spleetpot wordt gerealiseerd. Het ontwerp met beschermende mantel en de invloed daarvan op de materiaalkeuze en het rendement worden uitgebreid beschreven in het artikel Magneetkoppeling spleetpot.
De hysteresekoppeling is de voorkeurskeuze voor sluitmachines (constant aandraaimoment, ongeacht de sluitsnelheid), op- en afwikkelaars (gelijkmatige baanspanning), en voor koppelbegrenzers die zelfs bij voortdurende slip betrouwbaar een constant koppel moeten handhaven. De TEA-magneetkoppelingen (PMKC) bestrijken een breed koppelbereik en worden op aanvraag ook voor speciale toepassingen uitgelegd.
Praktische tip van TEA:
In ons advieswerk zien we bij de hysteresekoppeling het vaakst dat de aanvraag alleen het slipkoppel noemt, maar niet het sliptoerental Δn bij continu bedrijf – en juist dat bepaalt de warmtebalans (P = M · Δn / 9,55). Al 5 Nm bij 500 min⁻¹ slip leveren ongeveer 260 W continue warmte op; zonder die opgave is de bouwgrootte thermisch niet te borgen. Bij de permanente-magneetkoppeling is het de luchtspleet: toleranties uit de aslift, de spleetpotwand en de montage werken onevenredig door in het doorslipkoppel – geef daarom altijd de werkelijk ingebouwde spleet op (niet alleen de nominale waarde) en het vereiste doorslipkoppel met veiligheidsfactor, doorgaans 1,5 tot 2 ten opzichte van het belastingskoppel.
Hoe de koppeling met permanente magneet zich verhoudt tot mechanische afdichtingsoplossingen leest u in het artikel Magnetische koppeling versus mechanische afdichting.
Hoe vind ik de juiste magnetische koppeling?
Onze ingenieurs kunnen u helpen bij de keuze tussen een hysteresekoppeling en een permanente-magneetkoppeling – vanaf uw eerste aanvraag tot en met een volledig uitgewerkte oplossing.
Bekijk magneetkoppelingen →Gerelateerde artikelen
Magnetische koppeling versus mechanische afdichting
Vergelijking, levenscycluskosten en richtlijnen voor besluitvorming met betrekking tot hermetische koppelingen versus mechanische afdichtingen.
Magneetkoppeling spleetpot: hermetische scheiding en materialen
Werking van de spleetpot, materiaalvergelijking (roestvrij staal, Hastelloy, keramiek, PEEK), wervelstroomverliezen en ontwerprichtlijnen.
Magnetische koppelingen: themaoverzicht
Een overzicht van alle handleidingen, basisprincipes en hulpmiddelen met betrekking tot magnetische koppelingen.