学术报告-吕鑫源

电磁铁简介报告人:吕鑫源2016年7月11日主要内容2024/1/111总结电磁铁的基本概念电磁铁的吸力特性124电磁铁的时间特性31.电磁铁的基本概念1.1电磁铁的基本组成和工作原理定义

电磁铁是通电以后对铁磁物质产生吸力，把电磁能转换为机械能的一种电器。应用

自动化电器（继电器、接触器、变换器）；电磁阀；制动电磁铁、起重电磁铁及电磁离合器、电动锤和电磁卡盘；回旋加速器等。2024/1/1121.1电磁铁的基本组成和工作原理结构

线圈：通入激磁电流

铁心：导磁

衔铁：可运动，产生机械功2024/1/1131.1电磁铁的基本组成和工作原理工作原理

拍合式电磁铁2024/1/1141.2电磁铁的分类按动作方式分保持式：没有可动部分的衔铁，磁通是以被保持的工件（当然工件是铁磁物质）为回路而闭合的，用于保持住任何机械零件、磁性物质的负载、被加工和被运输的物件等。电磁离合器、电磁卡盘、起重电磁铁和金属加工机床的台架等。吸引式：吸引式电磁铁则本身带有一个运动的衔铁，像拍合式电磁铁，当线圈通电之后，将衔铁吸引一定的距离，并将这个运动传送到其他需要机械动作的负载上去。各种自动电器继电器、接触器中的电磁机构、电磁阀门、电动锤、电铃等。2024/1/1151.2电磁铁的分类按激磁线圈供电的种类分直流：直流电、磁通恒定、铁心中没有涡流和磁滞损耗、整块的钢或工程纯铁。交流：交流电、磁通变化、有涡流和磁滞损耗、电工硅钢片迭压。2024/1/1161.2电磁铁的分类按线圈的连接方式分串联：匝数不多，粗导线绕制，电阻与电感值都较小，串联线圈的电流值由负载决定。并联：线圈匝数多，导线直径较细，电阻和电抗较大，线圈电流由本身的电阻和电抗决定。2024/1/1171.2电磁铁的分类

串联连接方式2024/1/1181.2电磁铁的分类并联连接方式2024/1/1191.2电磁铁的分类按照动作速度分

快速动作

正常动作

延缓动作2024/1/11101.2电磁铁的分类按衔铁的运动方式分直动式、转动式2024/1/11111.2电磁铁的分类按磁路的形状分开路导磁体、闭路导磁体。2024/1/1112电磁铁在电铃中的应用

2024/1/11131.3电磁铁的应用举例

2.电磁铁的吸力特性2.1电磁铁吸力产生的原因2024/1/11142.1电磁铁吸力产生的原因带有可动衔铁的磁系统2024/1/11152.1电磁铁吸力产生的原因为什么被磁化后的导磁体会受到电磁吸力的作用呢？（或者说为什么同性磁极相斥，异性磁极相吸）磁力线性质：力图缩短长度。当衔铁被磁化后，磁力线通过衔铁而闭合，由于磁力线的“收缩”作用产生电磁吸力，使衔铁“拉”向铁心。2024/1/11162.2计算吸力的基本公式

计算电磁吸力的基本公式为式中F——电磁吸力；B——磁感应强度；

S——磁极表面的总面积；

u0——空气磁导率

2024/1/11172.2计算吸力的基本公式

上式可改写为

（1）

（2）式中

Φ——磁极端面磁通2024/1/11182.3电磁铁的吸力特性和负载特性

吸力特性直动式电磁铁转动式电磁铁2024/1/11192.3电磁铁的吸力特性和负载特性

静态：稳态过程吸力特性

动态：过渡过程，与负载有关2024/1/11202.3电磁铁的吸力特性和负载特性负载反力特性2024/1/11212.3电磁铁的吸力特性和负载特性吸合运动过程中

电磁吸力>负载反力释放运动过程中

电磁吸力<负载反力2024/1/11223.电磁铁的时间特性3.1动作时间和释放时间

直流电磁铁2024/1/11233.1动作时间和释放时间吸合过程2024/1/11243.1动作时间和释放时间电磁铁的动作时间

式中tcp——电磁铁动作时间；

t1——触动时间；t2——衔铁运动时间。2024/1/11253.1动作时间和释放时间释放过程磁通的衰减曲线2024/1/11263.1动作时间和释放时间

电磁铁的释放时间式中tom——电磁铁释放时间；

t3——磁通衰减时间；

t4——衔铁返回运动时间。2024/1/11273.1动作时间和释放时间2024/1/1129

触动时间动作时间

衔铁运动时间时间特性

磁通衰减时间释放时间

返回运动时间

3.2加速或延缓电磁铁动作的方法

本身结构

时间特性影响因素

线路

2024/1/11303.2.1本身结构改变电磁铁动作的方法时间常数触动电流稳定电流2024/1/11触动时间线圈电阻线圈电感31匝数涡流2024/1/11电磁吸力衔铁重量行程大小运动时间323.2.1本身结构改变电磁铁动作的方法2024/1/11磁通衰减快慢衔铁重量行程大小释放时间333.2.1本身结构改变电磁铁动作的方法3.2.2线路改变电磁铁动作的方法动作时间的改变缩短电磁铁的动作时间2024/1/1134延缓电磁铁动作时间的方法2024/1/11353.2.2线路改变电磁铁动作的方法延缓电磁铁释放时间的方法1.附加阻尼元件2024/1/11363.2.2线路改变电磁铁动作的方法2.线圈自行短接2024/1/11373.2.2线路改变电磁铁动作的方法3.并联电阻2024/1/11383.2.2线路改变电磁铁动作的方法4.并联半导体整流器2024/1/11393.2.2线路改变电磁铁动作的方法3.2加速或延缓电磁铁动作的方法5.并联电容器2024/1/1140电阻R的确定方法式中U——电源电压（伏）；

Iom——电磁铁释放电流（安）；

R`——电磁铁线圈电