电磁铁设计计算书河北科技大学电气工程学院张刚电磁铁设计中有许多计算方法,但有许多计算原理表达的不够清楚,本人参照“电 磁铁设计手册〞一书,对相关内容进行了整理补充,完成了一个直流 110V 拍合式电磁铁的 计算.设计一个拍合式电磁铁,它的额定工作行程为 4mm,该行程时的电磁吸力为 0.8 公 斤,用在电压 110V 直流电路上,线圈容许温升为 65℃.1〕初步设计第一步：计算极靴直径电磁铁的结构因数为：Fj08K --2 2.2.50.4从图中可查得,气隙磁感应强度最好取为 Bp =2000Gso 极靴的外表积为：极靴直径为:取 dn =2.5cm,那么 Sn - 4.9cm2.磁感应强度 BJ 增加为 2040Gs.第二步,计算铁芯直径 材料采用低碳钢,其磁感应强度取 B =11000Gs,漏磁系数.取2,那么:(、25000 2 -0.8 x (5000)2 、2000)—5cm 2〃'4 S'4 x 5dn—Vk -¥而-2.52cm查空气气隙磁感应强度与结构因数的经济表格,如下列图所示:. B S n _ 2 x 2040 x 4.9 _ 118cgB n 11000. cm2cm铁芯直径为:第三步,计算线圈磁动势线圈的磁动势 NI 为工作气隙磁动势、铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和,记 为:NI = ( NI ； + ( NI) +(NI)计算中,可取：(NI) +(NI) = a (NI)这里 a=0.15〜0.3,也就是铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和约占总磁动势的 15%〜30%.因此,线圈的磁动势应为:B 22040 x10-4 x 0.4 x10-2一^・O=氏 932 安匝口(1- a)4 兀 x 10-7 (1- 0.3)系统一般要求电压降到 85%U 时仍能正常工作,在额定电压 U 下的磁动势为:nNI M^NX = 1095 安匝0.85计算温升时,一般取额定电压 Un的 1.05〜1.1 倍,此时的磁动势为:(NI) = NI x1.05 = 1150 安匝2第四步,计算线圈尺寸1)推导计算线圈厚度公式线圈的温升公式为：从• S这里：0 :温升,单位℃；P：功率,单位 W；R :线圈的散热系数,单位 W/cm2•℃；S：线圈的散热外表积,单位 cm2.a〕线圈散热系数的经验值如下表所示.表线圈散热系数 um的经验值Scm取 d = 1.5 cm ,cB k—p- -O(NI) =-^0— 11 — acm线圈温升 0 〔℃〕N (W / cm 2 • ℃ )A 类 线圈与铁芯柱间热传导良好时B 类 线圈与铁芯柱间热传导不良时11.00 X10-49.84 X10-440A 二11.20 X10-410.01 X10-4455011.41 X10-410.19 X10-45511.62 X10 -410.37 X10-46011.80 X10-410.54 X10-46512.04 X10 -410.72 X10 -47012.25 X10 -410.99 X10-475QH12.46 X10-...
