电磁铁设计手册

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.階府磁性砑料的基禾磁凭曲幾和数据表 ■··■▲■白山ddd面山d■■山 ………215 符号說明 ■■■■■■φ■pψψ↓■·ψ中P『暑p即卓■■ ■■贔昏■■■■■冒』』ψ甲■b 222 尝文献 ■口■鲁■。■■■如■山 ■■■■■ ………!,224 第一章 榜論 1-1电磁鉄的基本組成部分和工作原理 电磁鉄是一种通电以后对鉄磁物质产生吸力、把电磁能 蟑換为机楸能的电器。它的应用范圍极厂,許多自动化电器 (例如继电器、接鮑豁、变換器等)和自控、遜痉中操纵各种 气閥、洲閥的电磁閥,都是以电磁机构为主体构成的;在-般 工程技术頠城內,如超重吊車上的制动磁鉄,起重各种鋼 鉄、廢鉄和分散的鉄砂等物的超重电磁鉄,电力傅动中钢电磁 孤合器,作为机槭工具的迫动錘,机床上代替一般夹具的电磁 卡盘等,都是电磁铁应用的具体例子。利用电磁吸力可以代 替笨重的体力劳动,使劳动强度减輕、生产效率和产品质量提 高,因此在妆术革新中也常常用到电磁铁。电磁铁的应用还 远远不生这些—在原子能工业中,亘大的回旋加速器需要 个很大的电磁铁;在常生活中应用的电耸,需要一个小型 的电磁鉄。总之,电磁鉄的应用是十分广泛附。 电磁铁的型式很多,但它們的基本組成邮分和工作原理 却是相间的。电磁鈇的蔣构井不十分复杂,~般由溅圈、鉄心 和衡二个主要部分所組成。但也可以是沒有銜铁锕,而以 工作物作为可动破吸体,相当于衡銖的作用。个以拍合式电 磁鉄为例来說明这几个基本瓶成部分的工件原理及其彼此之 的关系 图1-1是拍合式电磁鈇的转构簡图。籍圈I套在鉄心2 上,两固定不动,銜鉄3是运动部分。当能圈通过一定数 A屯流之孱,在鉄心、衡和气屮就产 生一定数量的磁通φ。图中虚所示 为磁通流过的路徑。在磁瓶的作用 下,产生一定大小的电磁吸力,将銜鉄 吸问鉄心,企图使气原生碱到最小。图 中箭头装示銜铁吸理时运动的方向。 图1-1拍合式电磁鉄当圈中电流停止后,电磁吸力就消 失。可見圈悬电磁鉄获得电磁的量的源泉,通了电流的 圈就产压一定的磁势。磁逦④經鉄心、銜鉷和气隙形成一个 閉合回路,这个閉合河路称为碰路。 1-2电磁鍈的分类 电磁鉄的种类很多,可以搂照它的动作方式激磁闊中 电流的种类、圈同外电路的接方式、动作速度、銜铁运动 方式与磁路的独造而分。 1.按动作方式一切比磁鉄按动作方式,都可归魎为保 持式与败引式两大类。保持式电磁鉄用于保持住任何机械 件、磁性物质的負戴、被加工和被运輸的物件等。这补电磁鉄 沒有可动部分的鉄,磁通是以破保持的工件(当然工件是鉄 磁物质)为回路而粥合的。属于这类磁铁的有电磁离合器、 电磁卡盘、趣重电碰鉄和金属加工机床的台架等。圾引式电 磁鉄則本身带有一个起劲的街鉄,象图-所示的拍介式电 磁机构就属于这兆。当触圈电之后,就将銜铁吸引一定的距 离,井将这个运动卷到其他需要机械动作的負載上去。各 种自动电器继电器、接触器中的电破机构、电碰閥閂、电动 电鉛等都是属于贬引式电磁鉄。 .按激磁錢圈供电的种类可分为流电磁铁和交流 电磁鉄两科。庭流电磁铁的圈通的是流电,历魏立的磁 通是不随时間而变的恒定磁通,在鉄心中沒有渦流和磁损 榖,鈃心材料町以用整块的鋼或工程弒鉄制造,由于加工方 便,套耪图部分的鉄心常常做成圓柱形。交流电磁铁的激磁 戀圈通的悬交流电,所魏立的磁通随电源的一定煩率而变化。 因而磁通所經过的鉷磁物体中有渦流和碰滯損粕,这时候鉄 心就不能再用整块的鋼鉄制造,一般是用許多很薄的电工鋼 片迭制而成。为了制造方便,鉄心就做成方形的,幾圈出往往 制成方形。 3.按饑的連接方式电磁鉄搂圈蓮接来分,有串联 和井联两种因为串联圈的匝数一般不多,并且用粗导颍 制,其电阻与电感值都較小,故对电路的影可以忽略不計。 因此,串联圈的电流值,不是由幾圈木身付电阻与电感所决 定,而是由所串联的負载大小决定(图12a)。但是通过并联 圈的电流值,却仅由彩圈本身的电阻(对交流箍圈而言还有 电抗)所决定图1-2b)。因些,并联能圈的匝数較多,导幾直 徑較細,电路的全部电压都加在癮圈两端,它的阻和电扰 (对交流而詈)都远比串联秘圈为大。 耳 ■■t 窗1-2磁鉄慈圈的蕙接方式 4.按照动作速度电磁鉄以动作速度可分为快速动作、 正常动作和延霰动作三种。其中快速动作和延緩动作电磁 鉄,都是在普通的电磁机构中朵用了方法来改变它的动 作速度的。 5.按鉄的运动方式电磁铁按衔铁的运动方式分为 值动式和轉动式两种。图1-3中,除、國及9为轉动式外, 其余都是在动式电醚鉄。 6·按碱路的形状电磁鉄以磁璐形状又可分为开路导 磁体与閉路导磁体两种。图1-8中,除a为开路导磁体巾磁 鉄外,其余都是閉路导磁体的。图1-3中称为蜗管式,b称 为盘式C和d称为拍合式,e称为Ⅱ形,∫称为装啡螺管式, 风斗风 图1-3电磁铁跌的翅式 g称为形咆磁鉄。另外,还有一种鉄心虽是形的,仙衡 为吓板形,我們称它为I形电磁鉄(图8-28) 拍合式和Ⅱ形电磁鉄,在流和交流电路上都用得很 用在流电路中时,其幾圈的形状較獲长(图13c)而磁 路中仅有一个很小的空气隙(簡称气隙)δ,这就是衔铁和鉄心 中間的气。也是直流电磁铁的特点。用在交流电路上的拍 合式电磁鉄(图13ω,其豬构与直流的褙有不同,磯路中共 有两个气喉,其总长度較直流电磁鉄荺个气陈的为大。殺 囵的形状也不同,长度鞍短而較大,这也是由交流电磁鉄 的特点所决定的。这些特点之所以不同,将在后面論邈。 图13中b是一种直流起重电磁鉄的磁路构,因为整 个磁路精构象一个圓盘,故艾称为盘式电磁鉄。利用这种电 磁鉄来怍为起重的喪匱,将被吊运的鋼錠、鋼材、铁片原鉄砂 等磁性物蜃吸住:磁通籮过一个儿乎密合的气隙,能产生很大 的贬力。这种磁路轱构也是电磁离合器的主要形式,利用电 磁力将銜铁吸仕,用来傅递或隔勝两軸間的力短,飞的結构簡 单、动作快、控制功率小、在自动搭制中得到广泛的应用。 螺管式电磁鉄(图13中a和在交流和直流电路上都 用得很厂泛。这种电磁鉄的气随全部在激磁幾圈中雨,吸力 較大。的多引电磁鉄和制动电磁鉄都是朵用这种髅踏秸构 形式 图13中g表示用在交流电路内的卫形电磁铁的磁路 活构图。其中所有的磁通都过中問的鉄心,再由外而的两 殳鉄心作为返回的通路,形成两个并联的回路。这种磁路共 有三个气隙δ、81和δ2吸引时,中央的鉄心伸人粳圈大,这 作用和螺件式电碰跌相类似,故吸力較强大。在許多交流接 触器和制动电磁鉄中祁朵用这种转构。 上远各和电磁铁归納趣来,可以合井为三大茶型:拍合 式螺管式和1形!磁鉄。囡为盘式和Ⅱ形电碱鉄从特性上 来說,都和拍合式似,所以从原理上来說,在工业上应川的 切电磁鉄辖构都可包括在这三大类型里面。其中拍合式 磁鉄的行糕最短,而螺管式电磁铁的行程最长,E形电磁铁則 介于西著之問 1电磁铁应用举剑 电磁铁是自动化电器中的主要元件之一,在电磁鉄可动 部分的銜铁上装上触头,便构成∫各种关型的继电器和接陋 器。图1-4是J3系列直流延时继电器的精构图,它山一个 自轴 啦·十·影 图14拍合选电磁糕应用于直流死时继器中 拍合式电磁动作。图中虛幾部分表示圓形的铁 用弯成 U宇形的工团鋼制成,鉄心和鉄軛构成了一个整体,減少了 井工作气隙。鉄心用鲲制的底座固定。图1是拍合式电磁 鉄应用于J4系列交流电磁继电器的实例,萁导磁体用硅鐲 片迭成方形,在鉄心柱的端部裴有分磁环2用来至衡铁合 时发生摁动而产生噪声。銜鉄繞轉軸而作旋轉运动。图1-6 图16拍合式电磁铁应用于交流电磁继电器中 E 3 图1-6拍合武九磁铁应用于直流接鲰器中 1.軛;呂.支架;3·銜鉷;生。埊玦;百。阴合彈簧

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