直流电磁铁设计
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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=
NIL
(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=
BH
建立了磁场强度和磁感应强度(磁通密度)的关系。
0
0=4π×10-7享/米 相对磁导率r=5、 磁通Φ=
NIRM
磁阻RM=
l
s
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。
6、磁感应强度的定义式B=F,磁感应强度与力的关系。
qv
7、真空中无限长螺线管B=μ0nI。对于长螺线管,端面处的
B=μ0nI。
21
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。
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
K1=
AA0
A:输出的有效功
A0:电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 K2=
GA0
G=电磁铁重量。
A0:电磁铁可能完成的最大功。
K2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Kυ
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这个判据。
Kυ=
Q
Q-初始吸力(kg) δ-气隙长度(cm)
Q正比于电磁铁的横截面;δ正比于电磁铁的轴向长度。 结构系数可以从设计的原始数据求得。
量不再增加,电磁铁从电源吸收的能量全部消耗于线圈子的发热上,磁场的能量用来产生吸力和作功。 13、工作制 (1)热平衡公式
当输入功率=发散的功率时Pdt=0+μsτdt=μsτdt,即本身温度为再升高,电磁铁本身温度不再升高。这时就可计算产品的温升值τw。当τw小于容许温升,产品运行是可靠的。当τw大于容许温升,产品是不可靠的。 (2)发热时间常数
发热时间常τy=发热体从τ=0 发热到温升0.632τ间。4τ达到稳定温升。
冷却时间常数和发热时间常数基本相同。
y
时所需时
(3) 工作制分为:长期工作制、短期工作制和重复短期工作制。
长期工作制:电器工作时间很长,一般不小于发热时间常数,工作期间,产品的温度达到或接近温升τy(产品温度不再升高)。工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度。长期工作制散热是主要的。
长期工作制电流密度可按2~4A/mm2。
短期工作制:电器工作时间很短,一般小于发热时间常数,工作期间,产品的温度达不到温升τy。工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度。短期工作制CGdτ(产品本身热容)是主要的方面。
短期工作制电流密度按13~30A/mm2。
重复短期工作制:产品工作和停止交替进行,工作时产品温度达不到温升τ
y,
停止时产品降不到周围介质温度。
重复短量工作制电流密度按5~12A/mm2 14、漆包线等的耐温等级
Y:90℃ A;105℃ Q
E:120℃ QQ QA QH B:130℃ QZ 云母 石棉 F:155℃ QZY H:180℃
C:>180℃ QY QXY 辅助材料的耐热等级 B级 聚酯薄膜 C级 聚四氟乙烯薄膜
二、交、直流电磁铁比较
1、直流的NI是不变的,是恒磁动势,吸力F与间隙δ的平方成反比。 2、交流磁链ψ(磁通υ与线圈的一些匝数相交链ψ=Nυ)近似常数,是恒磁链磁路,吸力F与间隙δ关系不大。只是漏磁随间隙δ的增加而增加,故间隙δ增大F减小。
3、直流螺管式电磁铁中可获得边平坦的吸力特性。
4、导磁材料:直流整块软钢或工程纯铁,交流用硅钢片冲制叠铆而成。
5、铁心形状:直流为圆柱形,交流为矩形或圆形。 6、铁心分磁环:直流无,交流有。 7、线圈外形:直流细而高,交流短而粗。
8、振动情况:直流工作平稳无振动,交流有振动和噪音。 9、交流电磁铁比较重,而且它的吸力特性不如直流电磁铁。
电磁铁的最优设计,在于合理选择电磁铁的型式。不同型式的电磁铁有不同的吸力特性,盘式吸力大,适用于起重电磁铁、电磁吸盘和电磁离合器;拍合式特性比较陡,广泛用于接触器和继电器;螺管 式,吸力特性比较平坦,用于长行程牵引和和制动电磁铁;机床电器如接触器、中间继电器电器基本上都是E型。
不同型式的电磁铁适用于不同的场合,它们有不同的吸力特性。 电磁铁的线圈叫激磁线圈,按联接方式分为串联和并联。串联线圈称为电流线圈,匝数少电流大(也叫电流继电器)。并联线圈称为电压线圈,匝数多,电阻大、电流小,匝间电压高(也叫电压继电器)。 五、直流电磁铁的要求
1、航空电磁铁应在下列条件下正常工作
(1)周围的的温度从-60℃~+50℃,而耐热的结构应达到+125℃。 (2)大气压的变化由790~150mmHg。 (3)相对湿度达98%。
(4)飞机起飞、滑跑和着陆时的冲击。 (5)2500Hz以上的振动。 (6)线加速达8g以上。
还有电网压降,工作持续时间,绕组温升,最低作动电压、作动时间、释放电压和使用期限等。
此外还要求重量轻、尺寸小,并有良好的工艺性,用材少以及最少资金等要求。
2、要保证电磁铁可靠动作,在整个工作行程内,吸力均大于反
力。一般电磁铁均选择衔铁释放位置为设计点,在该点应保证吸力可以克服反力而使衔铁动作。
有时需根据电磁铁的动作时间来确定电磁铁的类型,对于快速执行要求可达到3~4ms,如极化继电器。对于慢速要求的可达300~500ms。为了获得慢速要求,可采用带短路环的拍合式和吸入式。 3、直流电磁铁的吸力
(1)F=
B20
S(N)
式中:S-磁极总面积(m2) Bδ-气隙磁感应强度(T) (2)F=(IN)
21
2
0S
2
×10-6(N)
式中:S和δ的单位为cm 和 cm2 (3)吸力和气隙的关系
2、衔铁的行程δH(厘米) 3、容许温升(℃)
4、工作制:长期工作制τ=1;短时工作制τ<1;重复短时工作制τ<1。重复短时工作制还应给出接通时间或循环时间。
5、电磁铁的工作电压。 (二)、计算 1、按公式Kυ=
QH
H
计算结构系数
2、根据计算出的结构系数值,按表1确定导磁体类型
表 1
3、按下面各表,确定长期工作制电磁铁的气隙磁通密度Bδ和比值
LR2R1
=L(线圈的长高比)
h
表2
表
3
表
4
表2、表3、表4、表5是电磁铁长期工作的Bδ,如果是短时工作制或反复短时工作制,应加大10~15%。
对于比值
LR2R1
=L(线圈子的长高比,也叫窗口尺寸),如
h
果吸力增大或行程减小,可减小此值。减小此值后,每匝线圈的平均长度增加,铜的用量增加,而导磁体的长度缩短了,钢的用量减小。最优设计的电磁铁,此值为1~7。
表5
盘式和拍合式电磁铁最优磁通密度曲线
(三)、初算
根据电磁吸力公式QH=π
BR15000
2
22
(公斤) (1)
式中Bδ-气隙中的磁通密度(高)
由(1)式得R1=
5000QH
B
2
2
(cm) (2)
1、盘式和吸入式平头电磁铁的衔铁半径可直接用(2)式计算。 2、吸入式锥台座电磁铁 吸力Q=
Qhcos
2
行程δ=δHcos2α 式中α-锥度角
吸入式锥台座电磁铁的衔铁半径将QH换成Q再按(2)式计算。
3、拍合式电磁铁
可直接用公式(2)算出极靴的半径R1。对于铁心的半径RC
RC=R1
BBCT
式中:BCT=4000~12000
根据电磁铁要求的灵敏度,灵敏度高的选小值。 σ=1.3~3
FCT-导磁体中的磁动势 Fυ-非工作气隙中的磁动势 5、确定线圈的长度和高度 (1)长度
LK=
3
5F102KfKY
24
式中:ρθ-漆包线的电阻率
F-总磁势 τ-工作制系数 K-散热系数 θy-温升 fK-填充系数
表7 fK填充系数
表8 K-散热系数
(2)R2=
LKL+R1
KR2R1
hK=R2-R1 (3)R3=
R12
R2
2
7、确定漆包线直径 d=0.2
(2R1hK)F
U
U-工作电压。 (四)、复算
1、修正导磁体的尺寸和漆包线的径
计算中心出的导磁体尺寸,需要对其圆整。计算出的漆包线尺寸,会和标准规定的不一样,需要按标准给出的漆包线直径。
2、确定绕组的层数、每层的匝数以及总匝数
按线圈子的窗口尺寸、漆包线怕外径(包括漆层)、层间绝缘层厚度等进行曲计算。
3、计算实际的填充系数f
f=qW
(R2R1)L
式中:q-漆包线的截面积
W-线较总匝数
4、计算线圈的电阻R
R=ρθL0
q
式中:线圈漆包线长度L0=2πRcpW
Rcp=
5、线圈电流
I=U
RR1R22
6、线圈磁势
F∑=IW
7真正温升θ
θ=F10
2KfK24(R2R1)L
温升τw应小于线圈所用材料的绝缘等级。如果超过允许温升,说
明电流太大,应增加匝数IN。而增加IN,就要修改线圈的长度和厚度
等参数。
8、确定吸力
(1) 麦克斯韦公式(适用于等效电磁铁)
Q=1.265×Bδ2×R12×10-7(kg)
(2)铁心头部为锥形
Q=2.03×10F(
七、其他问题
1、漆包线电阻的计算
漆包线+20℃时的电阻率ρ=0.0175Ω.mm2/m。
漆包线+20℃时的电阻R20=0.0175 SL-72R1222cos+sin2α)(kg) 21
L: 漆包线长度 m S: 漆包线截面积 mm2
其他温度时的电阻RT =KTR20=0.0175KTLS
KT =1+0.004(t-20)
2、漆包线长度的计算
(1)、用近似公式计算线圈的平均匝长。如螺管式可用线圈高度中间的匝长作为平均匝长Lp。
(2)、漆包线长度L=LpW
W:匝数
3、温升计算公式
温升计算公式:T=[(R2-R1)÷R1]×(235+t)
式中:
R1—环境温度时直流电阻(Ω);
R2—通电一定时间后的直流电阻(Ω);
t—产品环境温度(℃);
T—产品温升值(℃)。
4、电磁铁的动作时间
tm=ts+td
式中:ts-铁心始动时间,即从线圈通电到铁心开始动作的时间。 td-铁心运动时间,即铁心开始运动到最后吸合的时间 (1)减小始动时间的方法
减小线圈的时间常数和减小电流
(2)减小铁心运动时间的方法
增大电压;增加IN;
(3)动作时间与输入功率的关系 tspd
ps td=
在衔铁行程、衔铁质量等参数不变的条件下,增加输入功率,可减小衔铁的动作时间。
一、原始数据
QH=24公斤
δH=0.5厘米
θY=70℃
τ=0.1
UH=24V
θY=20℃
二、初算
1、有效功A= QHδH=24×0.5=12kgcm
2、结构系数值Kυ=H
H=240.5=9.8kg0.5/cm
按所求的值,查表1,确定电磁铁的类型为45度锥台座吸入式。
按所求的值,查表3得:Bδ=10600高,
3、把吸力和衔铁行程折合为等效值
Q=Qh
cos2lR2R1=5 =24COS245=48kg
δ=δHcos2α=0.5×cos245º=0.25cm
4、确定铁心半径
R1=5000QHB22=[1**********]3.14=1.82(cm)
5、确定总动势
F∑=B
0.4kct=106000.25
0.43.14×1.28=2700(安匝)
取磁导体中的磁势降为气隙磁势的18%,非工作气隙中的磁势降为气隙中磁势的10%,则
式中KCT=1
0.78=1.28
0.78=1-(10%+18%)
6、 确定线圈的长度和高度
LK=35F10
2KfKY24=52.41060.127003221.16100.4370=5.04(cm)
ρθ=2.4×10-2Ωcm2/m 漆包线90℃时电阻率
K=1.16×10-3W/cm2℃ 散热系数
Fk=0.43 填充系数 R2=LK
5+R1=5.045+1.82=2.83 (cm)
H=R2-R1=2.83-1.82=1.01(cm)
7、确定外部半径
R3=R12R22=.822.8322=3.35(cm)
8、确定漆包线的直径 d=
(2R1h)FU=2.41024.65270024=0.696(mm)
直流电磁铁设计
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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=
NIL
(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=
BH
建立了磁场强度和磁感应强度(磁通密度)的关系。
0
0=4π×10-7享/米 相对磁导率r=5、 磁通Φ=
NIRM
磁阻RM=
l
s
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。
6、磁感应强度的定义式B=F,磁感应强度与力的关系。
qv
7、真空中无限长螺线管B=μ0nI。对于长螺线管,端面处的
B=μ0nI。
21
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。
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
K1=
AA0
A:输出的有效功
A0:电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 K2=
GA0
G=电磁铁重量。
A0:电磁铁可能完成的最大功。
K2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Kυ
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这个判据。
Kυ=
Q
Q-初始吸力(kg) δ-气隙长度(cm)
Q正比于电磁铁的横截面;δ正比于电磁铁的轴向长度。 结构系数可以从设计的原始数据求得。
量不再增加,电磁铁从电源吸收的能量全部消耗于线圈子的发热上,磁场的能量用来产生吸力和作功。 13、工作制 (1)热平衡公式
当输入功率=发散的功率时Pdt=0+μsτdt=μsτdt,即本身温度为再升高,电磁铁本身温度不再升高。这时就可计算产品的温升值τw。当τw小于容许温升,产品运行是可靠的。当τw大于容许温升,产品是不可靠的。 (2)发热时间常数
发热时间常τy=发热体从τ=0 发热到温升0.632τ间。4τ达到稳定温升。
冷却时间常数和发热时间常数基本相同。
y
时所需时
(3) 工作制分为:长期工作制、短期工作制和重复短期工作制。
长期工作制:电器工作时间很长,一般不小于发热时间常数,工作期间,产品的温度达到或接近温升τy(产品温度不再升高)。工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度。长期工作制散热是主要的。
长期工作制电流密度可按2~4A/mm2。
短期工作制:电器工作时间很短,一般小于发热时间常数,工作期间,产品的温度达不到温升τy。工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度。短期工作制CGdτ(产品本身热容)是主要的方面。
短期工作制电流密度按13~30A/mm2。
重复短期工作制:产品工作和停止交替进行,工作时产品温度达不到温升τ
y,
停止时产品降不到周围介质温度。
重复短量工作制电流密度按5~12A/mm2 14、漆包线等的耐温等级
Y:90℃ A;105℃ Q
E:120℃ QQ QA QH B:130℃ QZ 云母 石棉 F:155℃ QZY H:180℃
C:>180℃ QY QXY 辅助材料的耐热等级 B级 聚酯薄膜 C级 聚四氟乙烯薄膜
二、交、直流电磁铁比较
1、直流的NI是不变的,是恒磁动势,吸力F与间隙δ的平方成反比。 2、交流磁链ψ(磁通υ与线圈的一些匝数相交链ψ=Nυ)近似常数,是恒磁链磁路,吸力F与间隙δ关系不大。只是漏磁随间隙δ的增加而增加,故间隙δ增大F减小。
3、直流螺管式电磁铁中可获得边平坦的吸力特性。
4、导磁材料:直流整块软钢或工程纯铁,交流用硅钢片冲制叠铆而成。
5、铁心形状:直流为圆柱形,交流为矩形或圆形。 6、铁心分磁环:直流无,交流有。 7、线圈外形:直流细而高,交流短而粗。
8、振动情况:直流工作平稳无振动,交流有振动和噪音。 9、交流电磁铁比较重,而且它的吸力特性不如直流电磁铁。
电磁铁的最优设计,在于合理选择电磁铁的型式。不同型式的电磁铁有不同的吸力特性,盘式吸力大,适用于起重电磁铁、电磁吸盘和电磁离合器;拍合式特性比较陡,广泛用于接触器和继电器;螺管 式,吸力特性比较平坦,用于长行程牵引和和制动电磁铁;机床电器如接触器、中间继电器电器基本上都是E型。
不同型式的电磁铁适用于不同的场合,它们有不同的吸力特性。 电磁铁的线圈叫激磁线圈,按联接方式分为串联和并联。串联线圈称为电流线圈,匝数少电流大(也叫电流继电器)。并联线圈称为电压线圈,匝数多,电阻大、电流小,匝间电压高(也叫电压继电器)。 五、直流电磁铁的要求
1、航空电磁铁应在下列条件下正常工作
(1)周围的的温度从-60℃~+50℃,而耐热的结构应达到+125℃。 (2)大气压的变化由790~150mmHg。 (3)相对湿度达98%。
(4)飞机起飞、滑跑和着陆时的冲击。 (5)2500Hz以上的振动。 (6)线加速达8g以上。
还有电网压降,工作持续时间,绕组温升,最低作动电压、作动时间、释放电压和使用期限等。
此外还要求重量轻、尺寸小,并有良好的工艺性,用材少以及最少资金等要求。
2、要保证电磁铁可靠动作,在整个工作行程内,吸力均大于反
力。一般电磁铁均选择衔铁释放位置为设计点,在该点应保证吸力可以克服反力而使衔铁动作。
有时需根据电磁铁的动作时间来确定电磁铁的类型,对于快速执行要求可达到3~4ms,如极化继电器。对于慢速要求的可达300~500ms。为了获得慢速要求,可采用带短路环的拍合式和吸入式。 3、直流电磁铁的吸力
(1)F=
B20
S(N)
式中:S-磁极总面积(m2) Bδ-气隙磁感应强度(T) (2)F=(IN)
21
2
0S
2
×10-6(N)
式中:S和δ的单位为cm 和 cm2 (3)吸力和气隙的关系
2、衔铁的行程δH(厘米) 3、容许温升(℃)
4、工作制:长期工作制τ=1;短时工作制τ<1;重复短时工作制τ<1。重复短时工作制还应给出接通时间或循环时间。
5、电磁铁的工作电压。 (二)、计算 1、按公式Kυ=
QH
H
计算结构系数
2、根据计算出的结构系数值,按表1确定导磁体类型
表 1
3、按下面各表,确定长期工作制电磁铁的气隙磁通密度Bδ和比值
LR2R1
=L(线圈的长高比)
h
表2
表
3
表
4
表2、表3、表4、表5是电磁铁长期工作的Bδ,如果是短时工作制或反复短时工作制,应加大10~15%。
对于比值
LR2R1
=L(线圈子的长高比,也叫窗口尺寸),如
h
果吸力增大或行程减小,可减小此值。减小此值后,每匝线圈的平均长度增加,铜的用量增加,而导磁体的长度缩短了,钢的用量减小。最优设计的电磁铁,此值为1~7。
表5
盘式和拍合式电磁铁最优磁通密度曲线
(三)、初算
根据电磁吸力公式QH=π
BR15000
2
22
(公斤) (1)
式中Bδ-气隙中的磁通密度(高)
由(1)式得R1=
5000QH
B
2
2
(cm) (2)
1、盘式和吸入式平头电磁铁的衔铁半径可直接用(2)式计算。 2、吸入式锥台座电磁铁 吸力Q=
Qhcos
2
行程δ=δHcos2α 式中α-锥度角
吸入式锥台座电磁铁的衔铁半径将QH换成Q再按(2)式计算。
3、拍合式电磁铁
可直接用公式(2)算出极靴的半径R1。对于铁心的半径RC
RC=R1
BBCT
式中:BCT=4000~12000
根据电磁铁要求的灵敏度,灵敏度高的选小值。 σ=1.3~3
FCT-导磁体中的磁动势 Fυ-非工作气隙中的磁动势 5、确定线圈的长度和高度 (1)长度
LK=
3
5F102KfKY
24
式中:ρθ-漆包线的电阻率
F-总磁势 τ-工作制系数 K-散热系数 θy-温升 fK-填充系数
表7 fK填充系数
表8 K-散热系数
(2)R2=
LKL+R1
KR2R1
hK=R2-R1 (3)R3=
R12
R2
2
7、确定漆包线直径 d=0.2
(2R1hK)F
U
U-工作电压。 (四)、复算
1、修正导磁体的尺寸和漆包线的径
计算中心出的导磁体尺寸,需要对其圆整。计算出的漆包线尺寸,会和标准规定的不一样,需要按标准给出的漆包线直径。
2、确定绕组的层数、每层的匝数以及总匝数
按线圈子的窗口尺寸、漆包线怕外径(包括漆层)、层间绝缘层厚度等进行曲计算。
3、计算实际的填充系数f
f=qW
(R2R1)L
式中:q-漆包线的截面积
W-线较总匝数
4、计算线圈的电阻R
R=ρθL0
q
式中:线圈漆包线长度L0=2πRcpW
Rcp=
5、线圈电流
I=U
RR1R22
6、线圈磁势
F∑=IW
7真正温升θ
θ=F10
2KfK24(R2R1)L
温升τw应小于线圈所用材料的绝缘等级。如果超过允许温升,说
明电流太大,应增加匝数IN。而增加IN,就要修改线圈的长度和厚度
等参数。
8、确定吸力
(1) 麦克斯韦公式(适用于等效电磁铁)
Q=1.265×Bδ2×R12×10-7(kg)
(2)铁心头部为锥形
Q=2.03×10F(
七、其他问题
1、漆包线电阻的计算
漆包线+20℃时的电阻率ρ=0.0175Ω.mm2/m。
漆包线+20℃时的电阻R20=0.0175 SL-72R1222cos+sin2α)(kg) 21
L: 漆包线长度 m S: 漆包线截面积 mm2
其他温度时的电阻RT =KTR20=0.0175KTLS
KT =1+0.004(t-20)
2、漆包线长度的计算
(1)、用近似公式计算线圈的平均匝长。如螺管式可用线圈高度中间的匝长作为平均匝长Lp。
(2)、漆包线长度L=LpW
W:匝数
3、温升计算公式
温升计算公式:T=[(R2-R1)÷R1]×(235+t)
式中:
R1—环境温度时直流电阻(Ω);
R2—通电一定时间后的直流电阻(Ω);
t—产品环境温度(℃);
T—产品温升值(℃)。
4、电磁铁的动作时间
tm=ts+td
式中:ts-铁心始动时间,即从线圈通电到铁心开始动作的时间。 td-铁心运动时间,即铁心开始运动到最后吸合的时间 (1)减小始动时间的方法
减小线圈的时间常数和减小电流
(2)减小铁心运动时间的方法
增大电压;增加IN;
(3)动作时间与输入功率的关系 tspd
ps td=
在衔铁行程、衔铁质量等参数不变的条件下,增加输入功率,可减小衔铁的动作时间。
一、原始数据
QH=24公斤
δH=0.5厘米
θY=70℃
τ=0.1
UH=24V
θY=20℃
二、初算
1、有效功A= QHδH=24×0.5=12kgcm
2、结构系数值Kυ=H
H=240.5=9.8kg0.5/cm
按所求的值,查表1,确定电磁铁的类型为45度锥台座吸入式。
按所求的值,查表3得:Bδ=10600高,
3、把吸力和衔铁行程折合为等效值
Q=Qh
cos2lR2R1=5 =24COS245=48kg
δ=δHcos2α=0.5×cos245º=0.25cm
4、确定铁心半径
R1=5000QHB22=[1**********]3.14=1.82(cm)
5、确定总动势
F∑=B
0.4kct=106000.25
0.43.14×1.28=2700(安匝)
取磁导体中的磁势降为气隙磁势的18%,非工作气隙中的磁势降为气隙中磁势的10%,则
式中KCT=1
0.78=1.28
0.78=1-(10%+18%)
6、 确定线圈的长度和高度
LK=35F10
2KfKY24=52.41060.127003221.16100.4370=5.04(cm)
ρθ=2.4×10-2Ωcm2/m 漆包线90℃时电阻率
K=1.16×10-3W/cm2℃ 散热系数
Fk=0.43 填充系数 R2=LK
5+R1=5.045+1.82=2.83 (cm)
H=R2-R1=2.83-1.82=1.01(cm)
7、确定外部半径
R3=R12R22=.822.8322=3.35(cm)
8、确定漆包线的直径 d=
(2R1h)FU=2.41024.65270024=0.696(mm)