电磁铁设计

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直流电磁铁设计

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1234、磁导率μ=

H

B

建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10

-7

享/米相对磁导率μr =

μμ 5、 磁通Φ=

M

R NI

磁阻R M =

s

l 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。 6、磁感应强度的定义式B=

qv

F

，磁感应强度与力的关系。 7

8作点由（2）9、机械效率

K 1=

0A A

A ：输出的有效功

A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数

G

K2=

A

G=电磁铁重量。

A0：电磁铁可能完成的最大功。

K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。

11

K

Q

12

一部分用来建立磁场，当电流达到稳定值后，磁场的能量不再增加，电磁铁从电源吸收的能量全部消耗于线圈子的发热上，磁场的能量用来产生吸力和作功。

13、工作制

（1）热平衡公式

热平衡公式：Pdt=CGdτ+μsτdt

式中：Pdt供给以热体的功率和时间

CGdτ-提高电磁铁本身温度的热量。C-发热体比热

G-发热体质量dτ-在dt时间内电磁铁较以前升高的温度。

μsτdt-发散到周围介质中的热量。μ-散热系数。S-散热面积。τ-电磁铁超过周围介质的温度。

（2

升。

（3

度达不到温升τy。工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度。短期工作制CGdτ（产品本身热容）是主要的方面。

短期工作制电流密度按13～30A/mm2。

重复短期工作制：产品工作和停止交替进行，工作时产品温度达不到温升τy，停止时产品降不到周围介质温度。

重复短量工作制电流密度按5～12A/mm2

14、漆包线等的耐温等级

Y：90℃A；105℃Q

E：120℃QQQAQH

B：130℃QZ云母石棉

F

H

C

B

C

1

2、

吸力F减小。3

4

5

6、铁心分磁环：直流无，交流有。

7、线圈外形：直流细而高，交流短而粗。

8、振动情况：直流工作平稳无振动，交流有振动和噪音。

9、交流电磁铁比较重，而且它的吸力特性不如直流电磁铁。

三、一个简单电磁铁产品的结构图

五、直流电磁铁的要求

1、航空电磁铁应在下列条件下正常工作

（1）周围的的温度从-60℃～+50℃，而耐热的结构应达到+125℃。（2）大气压的变化由790～150mmHg。

（3）相对湿度达98%。

（4）飞机起飞、滑跑和着陆时的冲击。

（5）2500Hz以上的振动。

（6）线加速达8g以上。

还有电网压降，工作持续时间，绕组温升，最低作动电压、作动时间、释放电压和使用期限等。

2

3～4ms

3

（3）吸力和气隙的关系

六、直流电磁铁的计算

（一）、电磁铁的原始数据

1、初始吸力Q H（公斤）

2、衔铁的行程δH（厘米）

3、容许温升（℃）

4、工作制：长期工作制τ=1；短时工作制τ＜1；重复短时工作制τ＜1。重复短时工作制还应给出接通时间或循环时间。

5、电磁铁的工作电压。 （二）、计算

h

L

（线表2 表3 表4

表2、表3、表4、表5是电磁铁长期工作的B δ，如果是短时工作制或反复短时工作制，应加大10～15%。

对于比值

12R R L -=h

L

（线圈子的长高比，也叫窗口尺寸），如果吸力增大或

行程减小，可减小此值。减小此值后，每匝线圈的平均长度增加，铜的用量增加，而导磁体的长度缩短了，钢的用量减小。最优设计的电磁铁，此值为1～7。

表5

盘式和拍合式电磁铁最优磁通密度曲线

（三）、初算

2

2

12吸力行程δ式中α3R C =R1

CT

B B σδ

式中：B CT =4000～12000

根据电磁铁要求的灵敏度,灵敏度高的选小值。 σ=1.3～3

拍合式电磁铁的铁心和衔铁

4、线圈的总磁动势方程 F ∑=

π

δδ4.0B k ct

k ct =1.2～1.55

试验表明，导磁体内磁动势占电磁铁总磁动势的10～25%，非工作气隙中的磁动势占总磁动势的5～10%，则材料选择最经济。

F F CT F φ5（1f K -填充系数

表7f K 填充系数

表8K-散热系数

(2)R2=

L

L

K

K+R1

β:螺管式取β=7～８7、确定漆包线直径

d=0.2

U

F h

R

K )

1

2(+

θ

ρ

U-工作电压。

（四）、复算

1

2

3

4

θ

q

式中：线圈漆包线长度L0=2πR cp W

R cp=

22

1∆

+

+R

R

5、线圈电流

I=

R

U

6、线圈磁势