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1、我将有关电磁铁吸力的计算方法稍作整理，如下：1、凡线圈通以直流电的电磁铁都称之为直流电磁铁。通常，直流电磁铁的衔铁和铁心均由软钢和工程纯铁制成。当电磁线圈接上电源时，线圈中就有了激磁电流，使电磁铁回路中产生密集的磁通。该磁通作用于衔铁，使衔铁受到电磁吸力的作用产生运动。从实践中发现，在同样大小的气隙 下，铁心的激磁安匝越大，作用于衔铁的电磁吸力x 就越大；或者说，在同样大小的激磁安匝下，气隙 越小，作用于衔铁的电磁吸力x 就越大。通过理论分析可知，电磁吸力x 与和 之间的关系可用下式来表达：x5.1I 2（dL/d）( 其中 L线圈的电感) （11）在电磁铁未饱和的情况下,可以近似地认为线圈电
2、感 L=W2G (式中 G 气隙的磁导)。于是式（11）又可写为 Fx=5.1(IW)2d G /d （13）这就是说，作用于衔铁的电磁吸力 Fx 是和电磁线圈激磁安匝数 IW 的平方以及气隙磁导随气隙大小而改变的变化率 d G /d 成正比。气隙磁导 G 的大小是随磁极的形状和气隙的大小而改变的。如果气隙中的磁通 为均匀分布，则气隙磁导可以表示为：G = 0（KS/ ） （亨） （14）式中： 0空气的磁导率，=1.2510-8(亨/厘米)；S决定磁导和电磁吸力的衔铁面面积（厘米 2） ；气隙长度，即磁极间的距离（厘米） ；K考虑到磁通能从磁极边缘扩张通过气隙的一个系数，它大于 1，而且 值
3、越大，K 值也就越大。可以推导出：d G /d= 0（S/ 2）于是有：Fx=5.1 0 (IW)2S/式中的负号表示随着气隙 的减小，电磁吸力 Fx 随之增大，若不考虑磁极边缘存在的扩散磁通的影响（K1 ） ，则气隙磁感强度为：B=/S=（IW）G /S=（IW） 0S/S=（IW 0）/所以电磁吸力的公式还可写为：Fx=5.1B 2S/ 0式中是以韦伯厘米 为单位的，若改用高斯为单位，则上式又可写为：Fx=5.110 B2S/1.2510-8=(B/5000)2S将 =BS 代入上式，而以麦克斯韦为单位，则又可写为：Fx=（ /5000） 2（1/S） （156）这就是电磁吸力的麦克斯韦简
4、化公式。通常，在衔铁气隙较大时，以采用式（13）进行计算为宜；而当气隙较小，即衔铁闭合或接近闭合时，则以采用式（156）进行分析计算为宜。2、交流电磁铁交流电磁铁就是激励电流为交流的电磁铁。它与直流电磁铁不同之处在于：（1） 以并激线圈而论，在电压已定的情况下，其电流不仅决定于线圈的电阻，更主要是决定于线圈的电抗（它是随着气隙的大小，即随衔铁的行程而改变的） ；（2） 由于激磁电压是按正弦周期律变化的，因而磁通和电磁吸力也按正弦周期律变化。于是，当电流过零时，电磁吸力也等于零，致使电磁铁发生脉动，甚至发生振动。这就要求采取特殊措施以消除它，不然电磁铁就不能正常工作。交流电磁铁的电磁关系远比直流
5、电磁铁复杂，主要原因：对直流电磁铁来说，任何“电”的变化， （如电压，电阻）都将引起“磁”的变化，但“磁”的变化却不会引起“电”的变化。但对于交流电磁铁来说， “电”的变化固然是“磁”变化的原因，而“磁”的变化又反过来影响“电”的变化。直流：U（R）IIW 交流：UI（ IW）（）E众所周知，交流电路的电压平衡方程式有：U=E+IR （16）其中 E 是电路中电感元件上产生的感应电动势，其值为：E=4.44fWm10 -8(伏) 式中 f电源频率(赫)m铁心中磁通的最大值(麦)对于并激交流电磁铁来说，UE=4.44fWm10 -8(伏)即，当外加电压一定时，铁心中磁通的幅值或磁链的幅值，基本上
6、是一个恒值。如果忽略线圈电阻（因为它常常比线圈的电抗小很多） ，则线圈电流为：IU/WLL=W2G =W2 0S/，代入上式即，得：I=U（/ W 2 0S）当外加电压 U 线圈匝数 W，电源角频率 和磁极，截面积 S 均为定值时，激磁电流 I 与衔铁行程 成正比。交流电磁铁的吸力特性一般比较平坦，令 B=BmSint，根据（1-5） ，有Fx=（1/5000） 2SBm2Sin2t=（1/5000） 2SBm2 (1-cos 2t)/2若令电磁吸力最大值 Fm=(Bm/5000)2S 时 ，则上式可以写成：Fx=Fm=（1-cos 2t）/2= Fm/2- Fm/2 cos 2t若令电磁吸力不变分量 F0= Fm/2 时，则得Fx=F0（1-cos 2t） （18） 由此可见，交流电磁铁的电磁吸力是一个二倍电源频率的周期性变量。它有两个分量：一个是恒定分量 F0，其值为最大吸力值 Fm 之半；另一个是交变分量 Fm= F0cos2t，其幅值变为最大吸力值之半，但以二倍电源频率变化。总的电磁吸力 Fx 则在从 0Fm 的范围内变化,这就是交流电磁铁产生脉动和噪声的原因。电磁铁工作过程中，其衔铁始终受到释放弹簧及其它阻力之和 F2的作用。一般 F 平均吸力F 阻力，但有时 F 吸力F 阻力，则产生脉动和噪声。这就需要在铁心端部开一槽，嵌以分磁环（短路环） 。
