电工基础043.第43课时.电磁铁与变压器(电磁铁部分)

1、电工电子技术电工电子技术首首 页页3-3-3 3-3-3 交、直流电磁铁交、直流电磁铁1 1、电磁铁及其分类；、电磁铁及其分类；2 2、电磁铁的工作原理；、电磁铁的工作原理；3 3、电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关；、电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关；4 4、电磁铁的优点及在日常生活和生产中的应用。、电磁铁的优点及在日常生活和生产中的应用。电工电子技术电工电子技术首首 页页l电磁铁是利用通电线圈吸引衔铁运动，电磁铁是利用通电线圈吸引衔铁运动，将将电能电能转化为转化为机械能机械能的一种的一种。电工电子技术电工电子技术首首 页页 电磁铁的工作原理是电磁铁的工作原理是电流的磁效应电流的磁效应。 铁芯被磁

2、化后的磁场与螺线管的磁场铁芯被磁化后的磁场与螺线管的磁场叠加叠加，使电磁铁的使电磁铁的磁性增强磁性增强。3.电磁铁的工作原理：电磁铁的工作原理：图图3-1 3-1 磁场的产生磁场的产生电工电子技术电工电子技术首首 页页4 4、电磁铁的分类、电磁铁的分类线圈通入直流电，称为线圈通入直流电，称为直流直流电磁铁。电磁铁。线圈通入交流电，称为线圈通入交流电，称为交流交流电磁铁。电磁铁。电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页n6、影响电磁铁磁性强弱的因素？、影响电磁铁磁性强弱的因素？（1 1）增大线圈中的）增大线圈中的电流电流；（2 2）在电流一定时增加线圈的）在电流一定时

3、增加线圈的匝数匝数；（3 3）在线圈中）在线圈中插入铁芯插入铁芯等方法使电磁铁等方法使电磁铁的磁性强些。的磁性强些。 电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页电磁铁可以做成电磁吸盘，用于冶金、矿山、机械、交通运输等行业吊运钢铁等导磁性材料作业中，也可用于电磁机械手，夹持钢铁等导磁性材料，图1-18所示为轧钢厂里吊运钢卷用的电磁吸盘。图图1-18 1-18 电磁吸盘电磁吸盘1. 在起重设备中的应用在起重设备中的应用电工电子技术电工电子技术首首 页页图图a) a) 制动电磁铁制动电磁铁 b) MQ1b) MQ1牵引电磁铁牵引电磁铁电工电子技术电工电子技术首首 页页 电磁

4、抱闸电磁抱闸用电磁铁来制动机床和起重机的电动机 v当接通电源时，电磁铁动作而拉开弹簧2把抱闸3提起于是打开装在电动机轴上的制动轮4，这时电动机便可自由转动。v当电源断开时，电磁铁的衔铁落下，弹簧便把抱闸压在制动轮上，于是电动机就被制动停转 M电磁铁l的线圈与电动机M并联电工电子技术电工电子技术首首 页页电铃电铃门铃门铃电话电话听筒听筒电磁继电器电磁继电器l小型电磁铁常用作接触器、电磁阀、继电器等元件的基本部件。小型电磁铁常用作接触器、电磁阀、继电器等元件的基本部件。电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页图图 交直流接触器和电磁继电

5、器交直流接触器和电磁继电器电工电子技术电工电子技术首首 页页二位三通阀电工电子技术电工电子技术首首 页页二、交流电磁铁二、交流电磁铁1 1、什么是交流电磁铁？、什么是交流电磁铁？线圈通入交流电，称为交线圈通入交流电，称为交流电磁铁。流电磁铁。2 2、结构组成：、结构组成：线圈、铁心和衔铁构成。线圈、铁心和衔铁构成。其中衔铁是可动的其中衔铁是可动的。3 3、工作原理：、工作原理：当线圈得电时，吸引衔铁当线圈得电时，吸引衔铁与铁心吸合，衔铁可以和与铁心吸合，衔铁可以和多种机械结构连接，实现多种机械结构连接，实现电磁控制。断电时，释放。电磁控制。断电时，释放。电工电子技术电工电子技术首首 页页4 4

6、、交流线圈的磁通、交流线圈的磁通当当u u为定值时，则为定值时，则也为定值。也为定值。m44.4fNU5 5、有磁滞损耗和涡流损耗、有磁滞损耗和涡流损耗用硅钢片叠加做成铁芯用硅钢片叠加做成铁芯6 6、在衔铁吸合的过程中：、在衔铁吸合的过程中：磁阻磁阻R R变小变小 吸合后吸合后i i变小变小( (比吸合之前比吸合之前) )。 因此，电磁铁在工作时，动因此，电磁铁在工作时，动静铁芯一定要吸合好，若有静铁芯一定要吸合好，若有空气隙，则线圈就会因长时空气隙，则线圈就会因长时间通过大电流而过热，甚至间通过大电流而过热，甚至烧毁。烧毁。短短路路环环叠压式叠压式铁心铁心v直流电磁铁的电磁吸力 F=（107

7、/8）B2Sv交流电磁铁的最大电磁吸力 Fm =107m/8S m交流磁通幅值 若加在交流线圈上电压U稳定时，交流电磁铁中的磁通幅值m U/4.44fN不变，交流电磁铁的平均电磁吸力为最大电磁吸力的一半。即 Fev= Fm/2 =107m/16S电工电子技术电工电子技术首首 页页dmFTft( ) td( )f t图可知图可知：f f在在0-Fm0-Fm之间脉动；之间脉动；频率为频率为22。结论：结论：是交变的，每周期内是交变的，每周期内要要过零两次过零两次过零时电磁力减小过零时电磁力减小会使衔铁振动而产生会使衔铁振动而产生噪声噪声。结论：结论：电工电子技术电工电子技术首首 页页交变分量造成衔

8、铁震动，为了消除交流电磁铁交变分量造成衔铁震动，为了消除交流电磁铁的震动，往往在交流电磁铁静铁心的端面上，的震动，往往在交流电磁铁静铁心的端面上，装一个装一个短路铜环短路铜环。l利用短路环可以建立一个利用短路环可以建立一个辅助磁场辅助磁场，以保证主磁场和辅助磁场以保证主磁场和辅助磁场不同时过零不同时过零，以减小振动。以减小振动。如果没有短路环或者短路环损坏，如果没有短路环或者短路环损坏，电磁铁的噪声和磨损都会增大，电磁铁的噪声和磨损都会增大，同时温度上升，同时温度上升，其使用寿命会大大缩短。其使用寿命会大大缩短。电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页交流电磁吸力包

9、括两个部分交流电磁吸力包括两个部分 f fd d= =F Fdpdp+ +f fdididmdp2FF其中， 平均电磁力或吸力直流分量dmFTdpFft( ) td( )f tdpFdi( )ftdmdicos22Fft 电磁力的交变分量20(1 cos2)22mdmddmFfttFA（）计算时候只靠考虑计算时候只靠考虑电磁吸力的平均值，电磁吸力的平均值，是个定量，不变化。是个定量，不变化。电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页三、直流电磁铁三、直流电磁铁1 1、什么是直流电磁铁？、什么是直流电磁铁？线圈通入直流电，称为直线圈通入直流电，称为直流电磁铁。流电磁铁。

10、2 2、结构组成：、结构组成：线圈、铁心和衔铁构成。线圈、铁心和衔铁构成。其中衔铁是可动的。其中衔铁是可动的。3 3、工作原理：、工作原理：当线圈得电时，吸引衔铁当线圈得电时，吸引衔铁与铁心吸合，衔铁可以和与铁心吸合，衔铁可以和多种机械结构连接，实现多种机械结构连接，实现电磁控制。断电时，释放。电磁控制。断电时，释放。电工电子技术电工电子技术首首 页页5 5、在衔铁吸合的过程中、在衔铁吸合的过程中, ,直直流电磁铁的磁通流电磁铁的磁通变大变大. .当为直流当为直流U U时，则时，则I I为定值，为定值，I=U/R,I=U/R,F F= =NINI恒定恒定，随着衔铁，随着衔铁的吸合，空气隙变小，

11、磁路的吸合，空气隙变小，磁路对磁通的阻碍作用减小，磁对磁通的阻碍作用减小，磁感应强度感应强度B B变大，变大，=BS变大。变大。4 4、无磁滞损耗和涡流损耗、无磁滞损耗和涡流损耗能量损耗小，铁芯常用整块能量损耗小，铁芯常用整块软钢做成。软钢做成。6 6、在衔铁吸合的过程中：、在衔铁吸合的过程中：吸合后吸合后电磁吸力变大电磁吸力变大( (比吸合比吸合之前之前) )。 电工电子技术电工电子技术首首 页页v注意： 即使额定电压相同的交、直流电磁铁也绝不能互换使用 内内 容容 直流电磁铁直流电磁铁 交流电磁铁交流电磁铁 铁芯结构由整块软钢制成, 无短路环 由硅钢片制成, 有短路环 吸合过程 电流不变,

12、 吸力逐渐加大 吸力基本不变, 电流减小 吸合后 无振动 有轻微振动 吸合不好时 线圈不会过热 线圈会过热, 可能烧坏 直流电磁铁与交流电磁铁比较直流电磁铁与交流电磁铁比较 电工电子技术电工电子技术首首 页页n课后习题、课后习题、n例题例题2个个电工电子技术电工电子技术首首 页页某含有气隙的铁芯线圈，线圈两端加有效值为U的交流电压，当气隙增大时，铁芯中的主磁通是增大还是减小？线圈中的电流如何变化？气隙增大时，铁芯磁路中的磁阻增加，但由于电源电压效值为U和频率f 并无改变，根据主磁通原理可知，铁芯磁路中的工作主磁通并不发生改变。根据磁路欧姆定律： mRIN 磁通不变，则上式中的比值也应不变。因此，当磁阻Rm增大时，线圈中通过的电流必定增大。电工电子技术电工电子技术首首 页页一个交流电磁铁，因出现机械故障，造成通电后衔