电磁铁设计计算书

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晰，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： 0 .82 .20 .4FK 查空气气隙磁感应强度与结构因数的经济表格，如下图所示： 从图中可查得，气隙磁感应强度最好取为pB =2000Gs。 极靴的表面积为： 2225 0 0 05 0 0 00 .852 0 0 0npSFcmB 极靴直径为： 4452 .5 23 .1 4nnSdcm 取nd =2.5cm，则24 .9nScm。磁感应强度pB 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cmB=11000Gs，漏磁系数 取 2，则： 22 20404.91.1811000pncmcmB SScmB 铁芯直径为： 44 1.811.52cmcSdcm 取1.5cdcm，则21.77cmScm 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： cmnNINININI 计算中，可取： cmnNINIa 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： 4207102040 100.4 10932114101 0.3ppBBNIaa安匝 系统一般要求电压降到85% Un时仍能正常工作，在额定电压Un下的磁动势为：110950.85NINI 安匝 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： 21.051150NINI安匝 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： mPS 这里：  ：温升，单位℃； P：功率，单位W； m ：线圈的散热系数，单位 2/W cm ℃； S：线圈的散热表面积，单位2cm 。 a)线圈散热系数的经验值如下表所示。 表 线圈散热系数mu 的经验值 线圈温升 (℃) m (2/W cm ℃) 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 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 11.00410 11.20410 11.41...