1 直流电磁铁设计 共 2 6 页 编写： 校对： 2 直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B=S （T） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A） 3、磁场强度H=LNI （A/m），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率=HB 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 0=4π×10-7 享/米 相对磁导率r=0 5、 磁通Φ=MRNI 磁阻 RM=sl 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。 3 6、磁感应强度的定义式B=qvF ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0n I。对于长螺线管，端面处的 B=21 μ0n I。 8、磁效率 ψ电磁铁工作循环图0ψ0ψ44ⅠIⅢⅡ231 当电磁铁接上电源，磁力还不足克服反力，按 0～2 的直线进行磁化，达到期初始工作点 2。当磁力克服反力使气隙减小直至为零时，工作点由 2～3。断电后工作点由 3～0。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。 4 我们的目的是使 Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 K 1=0AA A ：输出的有效功 A 0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 K 2=0AG G =电磁铁重量。 A 0：电磁铁可能完成的最大功。 K 2 不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。 11、结构系数Kφ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁 铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数KJ...
