電工基礎(chǔ)043.第43課時(shí).電磁鐵與變壓器(電磁鐵部分)

1、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)3-3-3 3-3-3 交、直流電磁鐵交、直流電磁鐵1 1、電磁鐵及其分類；、電磁鐵及其分類；2 2、電磁鐵的工作原理；、電磁鐵的工作原理；3 3、電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)；、電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)；4 4、電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)及在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。、電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)及在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)l電磁鐵是利用通電線圈吸引銜鐵運(yùn)動(dòng)，電磁鐵是利用通電線圈吸引銜鐵運(yùn)動(dòng)，將將電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能的一種的一種。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè) 電磁鐵的工作原理是電磁鐵的工作原理是電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)。 鐵芯被磁

2、化后的磁場(chǎng)與螺線管的磁場(chǎng)鐵芯被磁化后的磁場(chǎng)與螺線管的磁場(chǎng)疊加疊加，使電磁鐵的使電磁鐵的磁性增強(qiáng)磁性增強(qiáng)。3.電磁鐵的工作原理：電磁鐵的工作原理：圖圖3-1 3-1 磁場(chǎng)的產(chǎn)生磁場(chǎng)的產(chǎn)生電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)4 4、電磁鐵的分類、電磁鐵的分類線圈通入直流電，稱為線圈通入直流電，稱為直流直流電磁鐵。電磁鐵。線圈通入交流電，稱為線圈通入交流電，稱為交流交流電磁鐵。電磁鐵。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)n6、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素？、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素？（1 1）增大線圈中的）增大線圈中的電流電流；（2 2）在電流一定時(shí)增加線圈的）在電流一定時(shí)

3、增加線圈的匝數(shù)匝數(shù)；（3 3）在線圈中）在線圈中插入鐵芯插入鐵芯等方法使電磁鐵等方法使電磁鐵的磁性強(qiáng)些。的磁性強(qiáng)些。 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電磁鐵可以做成電磁吸盤(pán)，用于冶金、礦山、機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)吊運(yùn)鋼鐵等導(dǎo)磁性材料作業(yè)中，也可用于電磁機(jī)械手，夾持鋼鐵等導(dǎo)磁性材料，圖1-18所示為軋鋼廠里吊運(yùn)鋼卷用的電磁吸盤(pán)。圖圖1-18 1-18 電磁吸盤(pán)電磁吸盤(pán)1. 在起重設(shè)備中的應(yīng)用在起重設(shè)備中的應(yīng)用電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)圖圖a) a) 制動(dòng)電磁鐵制動(dòng)電磁鐵 b) MQ1b) MQ1牽引電磁鐵牽引電磁鐵電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè) 電磁

4、抱閘電磁抱閘用電磁鐵來(lái)制動(dòng)機(jī)床和起重機(jī)的電動(dòng)機(jī) v當(dāng)接通電源時(shí)，電磁鐵動(dòng)作而拉開(kāi)彈簧2把抱閘3提起于是打開(kāi)裝在電動(dòng)機(jī)軸上的制動(dòng)輪4，這時(shí)電動(dòng)機(jī)便可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。v當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)，電磁鐵的銜鐵落下，彈簧便把抱閘壓在制動(dòng)輪上，于是電動(dòng)機(jī)就被制動(dòng)停轉(zhuǎn) M電磁鐵l的線圈與電動(dòng)機(jī)M并聯(lián)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電鈴電鈴門(mén)鈴門(mén)鈴電話電話聽(tīng)筒聽(tīng)筒電磁繼電器電磁繼電器l小型電磁鐵常用作接觸器、電磁閥、繼電器等元件的基本部件。小型電磁鐵常用作接觸器、電磁閥、繼電器等元件的基本部件。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)圖圖 交直流接觸器和電磁繼電

5、器交直流接觸器和電磁繼電器電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)二位三通閥電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)二、交流電磁鐵二、交流電磁鐵1 1、什么是交流電磁鐵？、什么是交流電磁鐵？線圈通入交流電，稱為交線圈通入交流電，稱為交流電磁鐵。流電磁鐵。2 2、結(jié)構(gòu)組成：、結(jié)構(gòu)組成：線圈、鐵心和銜鐵構(gòu)成。線圈、鐵心和銜鐵構(gòu)成。其中銜鐵是可動(dòng)的其中銜鐵是可動(dòng)的。3 3、工作原理：、工作原理：當(dāng)線圈得電時(shí)，吸引銜鐵當(dāng)線圈得電時(shí)，吸引銜鐵與鐵心吸合，銜鐵可以和與鐵心吸合，銜鐵可以和多種機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，實(shí)現(xiàn)多種機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，實(shí)現(xiàn)電磁控制。斷電時(shí)，釋放。電磁控制。斷電時(shí)，釋放。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)4 4

6、、交流線圈的磁通、交流線圈的磁通當(dāng)當(dāng)u u為定值時(shí)，則為定值時(shí)，則也為定值。也為定值。m44.4fNU5 5、有磁滯損耗和渦流損耗、有磁滯損耗和渦流損耗用硅鋼片疊加做成鐵芯用硅鋼片疊加做成鐵芯6 6、在銜鐵吸合的過(guò)程中：、在銜鐵吸合的過(guò)程中：磁阻磁阻R R變小變小 吸合后吸合后i i變小變小( (比吸合之前比吸合之前) )。 因此，電磁鐵在工作時(shí)，動(dòng)因此，電磁鐵在工作時(shí)，動(dòng)靜鐵芯一定要吸合好，若有靜鐵芯一定要吸合好，若有空氣隙，則線圈就會(huì)因長(zhǎng)時(shí)空氣隙，則線圈就會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)大電流而過(guò)熱，甚至間通過(guò)大電流而過(guò)熱，甚至燒毀。燒毀。 RNI/ /RF mm短短路路環(huán)環(huán)疊壓式疊壓式鐵心鐵心v直流電磁鐵

7、的電磁吸力 F=（107/8）B2Sv交流電磁鐵的最大電磁吸力 Fm =107m/8S m交流磁通幅值 若加在交流線圈上電壓U穩(wěn)定時(shí)，交流電磁鐵中的磁通幅值m U/4.44fN不變，交流電磁鐵的平均電磁吸力為最大電磁吸力的一半。即 Fev= Fm/2 =107m/16S電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)dmFTft( ) td( )f t圖可知圖可知：f f在在0-Fm0-Fm之間脈動(dòng)；之間脈動(dòng)；頻率為頻率為22。結(jié)論：結(jié)論：是交變的，每周期內(nèi)是交變的，每周期內(nèi)要要過(guò)零兩次過(guò)零兩次過(guò)零時(shí)電磁力減小過(guò)零時(shí)電磁力減小會(huì)使銜鐵振動(dòng)而產(chǎn)生會(huì)使銜鐵振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲噪聲。結(jié)論：結(jié)論：電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)

8、首首 頁(yè)頁(yè)n交變分量造成銜鐵震動(dòng)，為了消除交流電磁鐵交變分量造成銜鐵震動(dòng)，為了消除交流電磁鐵的震動(dòng)，往往在交流電磁鐵靜鐵心的端面上，的震動(dòng)，往往在交流電磁鐵靜鐵心的端面上，裝一個(gè)裝一個(gè)短路銅環(huán)短路銅環(huán)。l利用短路環(huán)可以建立一個(gè)利用短路環(huán)可以建立一個(gè)輔助磁場(chǎng)輔助磁場(chǎng)，以保證主磁場(chǎng)和輔助磁場(chǎng)以保證主磁場(chǎng)和輔助磁場(chǎng)不同時(shí)過(guò)零不同時(shí)過(guò)零，以減小振動(dòng)。以減小振動(dòng)。如果沒(méi)有短路環(huán)或者短路環(huán)損壞，如果沒(méi)有短路環(huán)或者短路環(huán)損壞，電磁鐵的噪聲和磨損都會(huì)增大，電磁鐵的噪聲和磨損都會(huì)增大，同時(shí)溫度上升，同時(shí)溫度上升，其使用壽命會(huì)大大縮短。其使用壽命會(huì)大大縮短。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電工電子技術(shù)電工電子技

9、術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)交流電磁吸力包括兩個(gè)部分交流電磁吸力包括兩個(gè)部分 f fd d= =F Fdpdp+ +f fdididmdp2FF其中， 平均電磁力或吸力直流分量dmFTdpFft( ) td( )f tdpFdi( )ftdmdicos22Fft 電磁力的交變分量20(1 cos2)22mdmddmFfttFA（）計(jì)算時(shí)候只靠考慮計(jì)算時(shí)候只靠考慮電磁吸力的平均值，電磁吸力的平均值，是個(gè)定量，不變化。是個(gè)定量，不變化。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)三、直流電磁鐵三、直流電磁鐵1 1、什么是直流電磁鐵？、什么是直流電磁鐵？線圈通入直流電，稱為直線圈通入直流電，

10、稱為直流電磁鐵。流電磁鐵。2 2、結(jié)構(gòu)組成：、結(jié)構(gòu)組成：線圈、鐵心和銜鐵構(gòu)成。線圈、鐵心和銜鐵構(gòu)成。其中銜鐵是可動(dòng)的。其中銜鐵是可動(dòng)的。3 3、工作原理：、工作原理：當(dāng)線圈得電時(shí)，吸引銜鐵當(dāng)線圈得電時(shí)，吸引銜鐵與鐵心吸合，銜鐵可以和與鐵心吸合，銜鐵可以和多種機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，實(shí)現(xiàn)多種機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，實(shí)現(xiàn)電磁控制。斷電時(shí)，釋放。電磁控制。斷電時(shí)，釋放。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)5 5、在銜鐵吸合的過(guò)程中、在銜鐵吸合的過(guò)程中, ,直直流電磁鐵的磁通流電磁鐵的磁通變大變大. .當(dāng)為直流當(dāng)為直流U U時(shí)，則時(shí)，則I I為定值，為定值，I=U/R,I=U/R,F F= =NINI恒定恒定，隨著銜鐵，隨

11、著銜鐵的吸合，空氣隙變小，磁路的吸合，空氣隙變小，磁路對(duì)磁通的阻礙作用減小，磁對(duì)磁通的阻礙作用減小，磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B B變大，變大，=BS變大。變大。4 4、無(wú)磁滯損耗和渦流損耗、無(wú)磁滯損耗和渦流損耗能量損耗小，鐵芯常用整塊能量損耗小，鐵芯常用整塊軟鋼做成。軟鋼做成。6 6、在銜鐵吸合的過(guò)程中：、在銜鐵吸合的過(guò)程中：吸合后吸合后電磁吸力變大電磁吸力變大( (比吸合比吸合之前之前) )。 14159. 3/01FB2S7電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)v注意： 即使額定電壓相同的交、直流電磁鐵也絕不能互換使用 直流電磁鐵與交流電磁鐵比較直流電磁鐵與交流電磁鐵比較 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)n課后習(xí)題、課后習(xí)題、n例題例題2個(gè)個(gè)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)某含有氣隙的鐵芯線圈，線圈兩端加有效值為U的交流電壓，當(dāng)氣隙增大時(shí)，鐵芯中的主磁通是增大還是減??？線圈中的電流如何變化？氣隙增大時(shí)，鐵芯磁路中的磁阻增加，但由于電源電壓效值為U和頻率f 并無(wú)改變，根據(jù)主磁通原理可知，鐵芯磁路中的工作主磁通并不發(fā)生改變。根據(jù)磁路歐姆定律： mRIN 磁通不變，則上式中的比值也應(yīng)不變。因此，當(dāng)磁阻Rm增大時(shí)，線圈中通過(guò)的電流必定增大。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁(yè)頁(yè)一個(gè)交流電磁鐵，因出現(xiàn)機(jī)械故障，造成通電后銜鐵不能吸合