常用電磁線圈介紹

一、電磁傳動裝置的基本組成和工作原理電磁傳動裝置是一種通過電磁鐵把電磁能轉(zhuǎn)變成機械能來驅(qū)使電器觸頭動作的機構(gòu)。電磁傳動裝置實際上就是一個電磁鐵。它的形式有很多，比如：螺管式、直動式、E形、U形等，但它們的基本組成和工作原理卻是相同的。電磁鐵主要由吸引線圈和磁系統(tǒng)兩部分組成。磁系統(tǒng)一般由鐵心、磁軛和銜鐵三部分組成。銜鐵又稱為動鐵心，鐵心和磁軛又稱為靜鐵心。下面以直流接觸器和繼電器常用的拍合式電磁鐵為例，說明其工作原理和各組成部分的用途。8圖4－1電磁鐵的工作原理

1－銜鐵；2－極靴；3－線圈；4－鐵心；5－磁軛；6－非磁性墊片；7－反力彈簧；8－調(diào)節(jié)螺釘。如圖4－1所示為一個直流拍合式電磁鐵的結(jié)構(gòu)，它由線圈3、極靴2、鐵心4、磁軛5和銜鐵1等組成。線圈3套裝在鐵心4上，極靴2與銜鐵1之間的空氣隙稱為工作氣隙，磁軛5與銜鐵1之間的氣隙稱為棱角氣隙。極靴用來增大氣隙磁導(dǎo)，并可以壓住線圈。非磁性墊片6用來減少剩磁通，以防線圈斷電后銜鐵被剩磁吸力吸住而不能釋放。由于非磁性材料的導(dǎo)磁率和空氣的導(dǎo)磁率很接近，故可認為是一個空氣隙，稱非工作氣隙。其工作原理是：在線圈未通電時，銜鐵在反力彈簧的作用下，處于打開位置，銜鐵與極靴之間保持一個較大的氣隙。當(dāng)線圈接通電源后，線圈中產(chǎn)生磁勢IW，在磁系統(tǒng)和工作氣隙所構(gòu)成的回路中產(chǎn)生磁通0,其流向用右手螺線管法則確定（如圖中虛線所示）。根據(jù)磁力線流入端為S極，流出端為N極的規(guī)定，在工作氣隙兩端的極靴和銜鐵相對的端面上產(chǎn)生異性磁極。由于異性磁極相吸,于是在鐵心和銜鐵間產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)電磁吸力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大于反力彈簧反作用力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時,銜鐵被吸向鐵心,直到與極靴接觸為止,并帶動觸頭動作。這個過程稱為銜鐵的吸合過程，銜鐵與極靴接觸的位置稱為銜鐵閉合位置。此時，銜鐵與極靴之間仍有一個很小的氣隙。當(dāng)線圈中的電流減小或中斷時，鐵心中的磁通變小，吸力也隨之減小，如果吸力小于反力彈簧的反力（歸算后），銜鐵在反力彈簧的作用下返回至打開位置，并帶動觸頭處于另一工作位置。這個過程稱為銜鐵釋放過程。由此可見，只要控制電磁鐵吸引線圈電流（或電壓）就能通過觸頭來控制其它電器我們規(guī)定：當(dāng)線圈失電時，觸頭若是打開的，稱為常開觸頭（也稱動合觸頭）；觸頭若是閉合的，則稱為常閉觸頭（也稱動斷觸頭）。電磁鐵的用途很廣，例如在接觸器中，利用電磁鐵帶動觸頭運動，只要控制電磁鐵線圈電流的通斷，就能使電磁鐵完成某一工作任務(wù)，實現(xiàn)自動控制及遠距離操縱的目的。在許多繼電器中利用電磁鐵作感受元件，它可以反映出電路中電壓、電流、功率等參數(shù)的變化，對電路及電氣設(shè)備進行保護和控制。二、電磁鐵（電磁傳動裝置）的分類電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式很多，圖4－2所示是幾種常見電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式。電磁鐵可以按銜鐵運動方式、磁系統(tǒng)形狀、線圈電流種類和連接方式等分類。1．按吸引線圈通電電流的性質(zhì)，可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。直流電磁鐵線圈通的是直流電流，當(dāng)電流達到穩(wěn)定值后，可以認為匝數(shù)W、電流I均不變，故其為恒磁勢（IW）系統(tǒng)，磁通不隨時間而變化，在鐵心中沒有渦流和磁滯損耗，鐵心可用整塊鋼或工程純鐵制造。為了便于制造，鐵心和極靴一般做成圓形，線圈也做成圓形，形狀細高，與鐵心配合較緊密。交流電磁鐵的吸引線圈通的是交流電流，可以認為匝數(shù)為W和磁通有效值屮不變，故其為恒磁鏈（屮=屮W）系統(tǒng)。但總磁通屮交變，在鐵心中有渦流和磁滯損耗，鐵心不能再用整塊鋼鐵制造，一般是用硅鋼片疊制而成。為了便于制造，把鐵心制成方形的，線圈往往也制成方形，且為“矮胖型”，線圈與鐵心間的間隙較大，以利于線圈散熱。2．按吸引線圈與電路的連接方式，可分為并聯(lián)電磁鐵和串聯(lián)電磁鐵。并聯(lián)電磁鐵的線圈與電源并聯(lián)，輸入電量是電壓，其線圈稱并聯(lián)線圈或電壓線圈。其阻抗要求大，電流小，故線圈匝數(shù)多且線徑細，這種電磁鐵應(yīng)用較為廣泛。串聯(lián)電磁鐵的線圈與負載串聯(lián)，反應(yīng)的是電流量，其線圈稱為串聯(lián)線圈或電流線圈。其阻抗要求小，故其匝數(shù)少且導(dǎo)線粗，應(yīng)用較少。3.按銜鐵的運動方式，可分為直動式和轉(zhuǎn)動式電磁鐵兩大類。圖4—2中（a）（f）為轉(zhuǎn)動式，其余均為直動式。4.按磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀，可分為U型、E型和螺管型。圖4—2中（a）和（g）為U型，（b）和@）為螺管型，（d）、（e）、（f）均為E型。此外，還可以按電磁鐵的動作速度分為快速電磁鐵、一般速度和延時動作電磁