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大行程比例电磁铁

电磁铁的设计计算

电磁铁的设计计算 1原始数据 YDF-42 电磁铁为直流电磁铁工作制式为长期根据产品技术条件已知电磁铁的工作参数额定工作电压UH=24V 额定工作电压时的工作电流IH ≤1A 2 测试数据测试参数工作行程δ=1mm 吸力F=7.5kg 电阻R=3.5Ω 4 设计程序根据已测绘出的基本尺寸通过理论计算确定线圈的主要参数并验算校核所设计出的电磁铁性能 4.1 确定衔铁直径dc 电磁铁衔铁的工作行程比较小因此电磁吸力计算时只需考虑表面力的作用已知工作行程δ=1mm 时的吸合力F=7.5kg 则电磁铁的结构因数 K = F／δ7.5／0.1=27 (1) 电磁铁的结构形式应为平面柱挡板中心管式根据结构因数查参考资料，可得磁感应强度BP=10000 高斯当线圈长度比衔铁行程大的多时,可以不考虑螺管力的作用,认为全部吸力都由表面力产生由吸力公式 F= （Bp/5000）2×Π／4×dc2 (2) 式中Bp磁感应强度(高斯) dc 活动铁心直径(毫米) 可以求得衔铁直径为 dc= 5800×F Bp = 5800×7.510000 =1.59cm=15.9mm 取dc=16 mm 4.2 确定外壳内径D2 在螺管式电磁铁产品中它的内径D2与铁心直径dc之比值n 约为2~ 3 ,选取n=2.7 D2=n ×dc=2.76×16=28.16 毫米(3) 式中D2 外壳内径毫米 4.3 确定线圈厚度 bk= D2?dc 2 ?Δ(4) 式中bk -----线圈厚度毫米 Δ------线圈骨架及绝缘厚度毫米今取Δ=1.7 毫米 bk= 28.16?16 2 ?1.7 =4.38毫米今取bk=5 毫米 4.4 确定线圈长度线圈的高度lk与厚度bk比值为β,则线圈高度

【CN210041610U】一种电磁铁推拉控制装置及大行程电磁铁机构【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920691490.2 (22)申请日 2019.05.10 (73)专利权人中国计量大学地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号 (72)发明人应刘巍　杨其华　奚之贵　刘钢海　 (74)专利代理机构杭州永曙知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 33280 代理人商旭东　鲁明明 (51)Int.Cl. H02K 33/14(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称一种电磁铁推拉控制装置及大行程电磁铁机构 (57)摘要本实用新型涉及机械领域，具体涉及一种电磁铁推拉控制装置及大行程电磁铁机构。本实用新型公布了一种电磁铁推拉控制装置，包括一组正向驱动线圈，一组反向驱动线圈以及一根不导磁推拉杆；每个驱动线圈配置有一个衔铁工作端，不导磁推拉杆与各衔铁工作端相对固定；各驱动线圈组包括一个主驱动线圈以及至少一个辅助驱动线圈；衔铁与驱动线圈错落布置，保证推拉杆在运动过程中，总有衔铁工作端面处于对应驱动线圈中间，即处于最大吸动力状态。两组驱动线圈交替通断，实现双向出力功能。本实用新型不但让电磁铁双向装置具有较大的启动力，并且使大行程范围内电磁驱动力均衡成为可能；同时自带驱动测控电路板，也可实现各组线圈之间的按需逻辑控制和节能控制。权利要求书2页说明书14页附图7页CN 210041610 U 2020.02.07 C N 210041610 U

权　利　要　求　书1/2页CN 210041610 U 1.一种电磁铁推拉控制装置，其特征在于，包括一组相互固连的衔铁、用于驱动所述衔铁正向动作的一组正向驱动线圈、用于驱动所述衔铁反向动作的一组反向驱动线圈、以及用于对外输出控制力的不导磁推拉杆；每个驱动线圈分配有一个衔铁作用端，所述不导磁推拉杆与所述的一组衔铁相对固定；所述一组正向驱动线圈包括一个正向主驱动线圈以及至少一个正向辅助驱动线圈；所述一组反向驱动线圈包括一个反向主驱动线圈以及至少一个反向辅助驱动线圈；当衔铁处于正/反向行程起点时，各正/反向驱动线圈中衔铁作用端分别处于各线圈的峰值点以后；其中正/反向主驱动线圈中衔铁作用端到该线圈峰值点的距离A最远；一个正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端到该线圈峰值点的距离B最近，余下正/反向辅助驱动线圈中的衔铁作用端与各自线圈峰值点的距离介于A与B之间且互不相等，反/正向主驱动线圈中的衔铁作用端处在反/正向动作保持位。 2.根据权利要求1所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，每一个正向驱动线圈与一个反向驱动线圈轴向相邻设置，所述的轴向相邻设置的正向驱动线圈和反向驱动线圈所分配的衔铁工作端为一个衔铁的两端。 3.根据权利要求2所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，所述一组正向驱动线圈包括一个正向主驱动线圈和一个正向辅助驱动线圈，所述一组反向驱动线圈包括一个反向主驱动线圈和一个反向辅助驱动线圈，四个驱动线圈排布成一条直线，从一端到另一端依次是正向主驱动线圈、反向辅助驱动线圈、正向辅助驱动线圈、反向主驱动线圈；所述一组相互固连的衔铁包括第一衔铁和第二衔铁；第一衔铁的两端为分配给正向主驱动线圈和反向辅助驱动线圈的衔铁工作端，第二衔铁的两端为分配给正向辅助驱动线圈和反向主驱动线圈的衔铁工作端。 4.根据权利要求3所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，所述各驱动线圈分别设置于一节套筒内，各套筒轴向依次连接，设置主驱动线圈的套筒，其前端安装有一端盖，所述导磁挡铁固定于所述端盖上；相邻两套筒间安装有一带孔圆板；在所述电磁铁双向推拉装置中至少一个端盖圆心处开有供不导磁推拉杆向外穿出的通孔。 5.根据权利要求4所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，所述带孔圆板均带有外螺纹，所述套筒均带有内螺纹，相邻两套筒可以共同旋套在一个带孔圆板上；两个端盖带有内螺旋，可以旋进固定于套筒上，所述导磁挡铁内可内嵌缓冲弹簧。 6.根据权利要求5所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，所述安装有主驱动线圈的套筒后端安装的带孔圆板内设有开口朝向圆孔中心弹性滚珠安装孔，弹性滚珠安装孔内安装有压缩弹簧，弹性滚珠安装孔开口处放置一滚珠，在对应衔铁上表面沿轴向设置有相应的滑槽，弹簧处于压缩状态，推动滚珠半嵌入衔铁滑槽中，多个弹性滚珠安装孔以带孔圆板的圆孔中心为轴心周向分布。 7.根据权利要求3-6任一项所述的电磁铁推拉控制装置，其特征在于，该装置还包括驱动控制电路，所述驱动控制电路有四个电流导入通道，每个通道上配置有电流检测芯片，即可作为通道控制校核、评估通道功耗，也可获取电磁铁自诊断及失效评估的数据来源；每个通道的通断控制由单片机按外部获取的控制指令执行，第一和第四通道对应正向主驱动线圈、反向主驱动线圈的通断控制，在正向行程或反向行程到位后，又可以实现对上述两驱动线圈中电流强度的分级控制，以实现对电磁铁双向推拉装置的能耗与发热的控制；第二和 2

比例电磁铁综述-完整版讲课教案

1. 比例电磁铁的结构原理比例电磁铁结构主要由衔铁、导套、极靴、壳体、线圈、推杆等组成。其工作原理是：磁力线总是具有沿着磁阻最小的路径闭合，并有力图缩短磁通路径以减小磁阻。图1 比例电磁铁的结构动子由两种不同的材料组成，中间的是导磁材料(电磁纯铁—中间开孔)，左边的推杆导磁，右边的推杆非导磁。动子由油布轴承支承，推杆用以输出力。为了动子可以左右运动，在左端右挡板，在右端装有弹簧组成的调零机构。导套前后两段由导磁材料制成，中间用一段非导磁材料—隔磁环。导套前段和极靴组合，形成带锥形端部的盆形极靴，导套和外筒间配置同心螺线管式控制线圈。外壳采用导磁材料，以形成磁回路。本电磁铁中因为有导套中隔磁环的特殊设计才有了输出力是准恒定的特性。图2 隔磁环（焊铜）在一定的位移范围内，动子的输出力为一准恒定值。根据电磁铁基本工作原理，在动子运动过程中，磁阻会越来越小，动子受力越来越大，不会出现输出力恒定的情况，为了使电磁铁能在一定位移内输出近视恒定的力，电磁铁采用结构的特殊—隔磁环就是使动子输出力恒定的原因。当给比例电磁铁控制线圈通入一定电流时，在线圈电流控制磁势左右下，形成两条磁路，一条磁路1φ由前端盖经盆形极靴底部沿轴向工作气隙进入衔铁，穿过导套后段、导磁外壳回到前端盖极靴，产生轴向力1a F ；另一条磁路2φ经盆形极靴锥形周边（导套前段）径向穿过工作气隙，再进入衔铁，而后与1φ汇合形成附加轴向力2a F ，二者综合得到比例电磁铁输出力a F 相对于衔铁位移的水平特性。

图3 比例电磁铁的磁路分布 φ产生的端面力为： 1 φ产生的轴向附加力为： 2 图4 不同时刻电磁铁内部磁力线分布 2. 比例电磁铁的工作过程对工作中的电磁铁来说，在通电或断电或一定电流(电压)下动子能快速准确地到达指定位置，但实际上由于存在电感和动子质量，或负载的原因，使得动子的运动过程变得复杂。电磁阀吸合运动过程可分为两个阶段:吸合触动时间t1和吸合运动时间t2，t1是从线圈得到电压起到电流按指数曲线增至吸合电流为止的过程，在此过程中衔铁尚未运动，这段时间是由于电与磁的惯性引起的滞后时间，取决于电磁铁的结构、材料、线圈电压、电感的大小和弹簧预紧力大小；进入t2阶段后，吸力大于预紧力，衔铁开始运动，电流变化规律就比较复杂:由于工作气隙在衔铁运动过程中逐渐减小，使线圈电感逐渐增大并产生反电势，它与线圈自感电势一起，共同阻止线圈电流的增长，致使线圈电流增大到一定程度后不仅不再增大，反而有减小趋势，直到衔铁闭合，工作气隙不再变化，反电势为零，电流按新的指数曲线上升至稳态电流。这段时间取决于阀芯所受的各种阻力。对于电磁阀的释放过程，如果忽略磁导体中涡流的影响，当线圈信号切除后，电流立即降为零，衔铁随即开始运动，故其释放触动时间接近于零，远较吸合触动时间短。图5 电磁铁的电流曲线

电磁铁案例解析

案例解析基于前概念物理知识的学习宁显儒（哈尔滨市风华中学、中学高级教师）一．前概念理论对教学的影响受生活经验、学习环境等因素影响，初中生学习物理前已形成丰富的物理前概念。总体看来对于有的概念，大部分学生的想法都是正确的，并不像本人事先认为正确的前概念只为少数人所有。而也有一些概念几乎没有学生对此有正确前概念。教学实践证明：以学生为主体，针对学生的前概念，设计、实施探究式教学策略的方法，引发学生认知冲突、促进学生认知顺应、认知反馈等教学环节，促进学生头脑中的前概念发生转变，可以使学生在发展科学探究能力的同时更好地学习物理。而在平时的备课中我们往往把更多的精力放在了教材上，却没有注意到我们的教学对象是有丰富思想情感和不同生活经验与经历的人，因此，我们应该更多地去走进学生的内心世界，触及学生的心灵，拨动学生的心弦，去了解学生的真实想法，注意学生已有的前概念，并通过合理的教学设计，实现概念的正确转化。二、教学片段与分析 [教学片段1：导入新课] 前概念：同学知道永磁铁能够吸引铁制品，永磁铁的磁性会长期保持，不会让吸引的铁制品直接掉下来，而视频中的磁铁磁性是可以消失的，与学生头脑中已有的知识产生强烈的矛盾冲突。为下面的学习创设了一个良好的情景。老师：科技的进步，工业的发展，在给我们生活带来便利的同时也产生了大量垃圾，为了实现能源的可持续利用，如何有效地将垃圾分类处理就成为一个重要的课题。我们来看垃圾厂中分离铁制品的一个场景（屏幕马上播放电磁起重视频）引入新课这一环节尽管时间不长，但意义重大。良好的开端等于成功的一半。播放视频时，同学们聚精会神的观看，眼神中充满了喜悦，注意力都集中到屏幕上。学生在欢快的心情中，一点点的步入教师预设的情景之中。老师：在垃圾场里，这种起重机怎么能随意把铁吸住或放下呢？它的工作原理是是什么呢？通过老师的引导和视频的播放，使同学们很自然的发现了电磁铁，成功的进行了引入，并且将电磁铁能产生很大的吸引力，及能够控制磁性的有无的特点，合理的利用视频进行展示，清晰的展示给同学们，为下一步教学做了铺垫。理论：学生的前概念也是重要的教学资源，是教学设计的出发点。考虑到学生的困难，针对学生的错误前概念，可以利用多媒体的优越性，将实际生活中的有关现象以照片、录像等形式展现在学生面前。这样做，一方面给学生提供了实际经验和感性认识，为发现问题、展开探究活动和进行知识建构奠定了基础；另一方面也使学生认识到物理学的意义和

电磁铁计算公式

第一章常用低压电器电器：电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。根据外界的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电路对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。定义：一种能控制电能的器件。第一节电磁式低压电器的结构和工作原理 ●低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下电路的器件 ●高压电器：用于交流1200V、直流1500V以上电路的电器。电力传动系统的组成： 1）主电路：由电动机、（接通、分断、控制电动机）接触器主触点等电器元件所组成。特点：电流大 2）控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。特点：电流小 ●任务：按给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。一、低压电器的分类 1、按使用的系统

1）低压配电电器用于低压供电系统。电路出现故障（过载、短路、欠压、失压、断相、漏电等）起保护作用，断开故障电路。（动动稳定性、热稳定性）例如：低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关等。 2）低压控制电器用于电力传动控制系统。能分断过载电流，但不能分断短路电流。（通断能力、操作频率、电气和机械寿命等）例如：接触器、继电器、控制器及主令电器等。 2、按操作方式 1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关 2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器 3、按工作原理 1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作 2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作 ◆电磁式电器由感测和执行两部分组成。感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号，使执行部分动作，实现控制的目的。执行部分：触点系统。二、电磁机构

2021年电磁铁电磁力计算方法

电磁铁电磁力计算方法欧阳光明（2021.03.07） 1磁动势计算（又叫安匝数）IN E = 匝数2 2)12(212d D D L d L d D D N -=-= 其中： -L 绕线宽度)(mm -2D 绕线外径)(mm -1D 绕线内径)(mm -d 漆包线直径)(mm 绕线长度根据电阻公式 222223324(21)(21)41010()d 4L D D l L D D d R d S πρρρπ----==?=?Ω绕其中：根据4322224 10(21)(21)d U U Ud I L D D R L D D ρρ===?-- 故磁动势

2磁感应强度计算（磁动势在磁路上往往有不同的磁降，但每一圈的磁降和应等于磁动势）即：()IN HL =∑ 其中：一般情况下，电磁阀除气隙处外，其余部分均采用导磁性能很好的材料，绝大部分磁动势降是在气隙处，即0()IN HL H δ=≈?∑ 其中：而000= B H μ 其中：所以：30 00=10B IN H δδμ-≈?? 又因为23102(21) d U IN D D ρ=?+ 故：2600102(21)d U B D D μρδ=?+

3电磁力的计算根据26000 1102F B S μ=? 其中：又因为2600102(21)d U B D D μρδ=?+ 所以：2262600000110[]1028(21)S d U F B S D D μμρδ =?=?+ 其中： -70μπ-?导磁率，410亨/米; 20S mm -气隙面积（）; -d 漆包线直径)(mm ; U -电压（V ） ; 20.0178./mm m ρ-Ω铜的电阻率; -2D 绕线外径)(mm ; -1D 绕线内径)(mm ; mm δ-气隙长度（）即行程;

力驱LEM长行程推拉电磁铁选型手册

LEM 长行程推拉电磁铁型号：型号额定推力最大推力额定电流最大电流伸出轴轴径线圈外径线圈长度线圈质量电缆孔间距端部安装螺孔（N ）（N ）（A) （A) d(mm) D(mm) A(mm) (kg) B(mm) (mm) LEM-2 5 20 0.4 1.6 12 25 76 0.09 14 2-M4×8 LEM-2.6 6.6 26.4 100 0.12 14 LEM-3.6 8.9 36 124 0.16 14 LEM-4 10 40 0.6 2.4 16 30 92 0.19 16 2-M8×12 LEM-6 15 60 122 0.28 LEM-8 20 80 152 0.37 LEM-16 40 160 1.3 5.2 25 50 127 0.95 19 2-M10×12 LEM-24 60 240 172 1.25 LEM-32 80 320 217 1.55 LEM-57 144 576 397 2.75 额定电流：在没有散热片和强制冷却的情况下，连续运行此电流，电磁铁表面温升不超过100K 。最大电流：能够最多保持40秒的最大电流。额定推力：额定电流下的电缸推力。最大推力：最大电流下的电缸推力。

LEM-2 长行程推拉电磁铁线圈参数： LEM-2电磁铁参数LEM-2 连续推力1(Continuous Force) 5N 连续电流1(Continuous Current) 0.4Arms 峰值推力2(Peak Force) 20N 峰值电流2(Peak Current) 1.6Arms 力常数(Force Constant) 12N/Arms 电阻25℃3(Resistance 25°C) 37Ω 电感3(Inductance) 12mH 注意： 1)在没有散热片和外加风扇的情况下，连续运行此推力，电缸表面温升不超过100K。 2)能够最多保持40秒，具体咨询产品供应商。 3)所有参数都是“线—线”测量。力—占空比曲线：

电磁铁基本知识

中山市兰达电磁铁加工厂是一家专业电磁铁制造厂家，位于加工型企业密集的中山市，靠近广州、深圳、香港、澳门等城市。兰达电磁铁厂主要从事电磁铁的设计、研发、制造及相关技术服务。工厂拥有一支经验丰富、勇于创新的团队，为客户提供最佳的设计方案及最完善的技术支持，确保能提供优良性能的产品。我们的目标就是为客户提供高性价比的产品，让客户实惠让自身发展，最终达到双赢。工厂秉承“简化管理、效率优先、质量至上、专业服务、诚实守信、合理利润”的经营理念，与各方客户、供应商建立永久的合作伙伴关系，诚心合作。我厂产品凭借质量优势和良好的服务成功进入欧美市场，获得广大客户的一致好评。海外市场一直稳步上升，外销份额逐渐增大，竞争力进一步提高。电磁铁基本知识电磁铁是一个带有铁心的通电螺线管，电磁铁的磁性大小与通电电流与螺线管的匝数有关。磁铁工作原理：电磁铁的工作原理就是采用电磁感应原理，主要运用毕奥-沙瓦定律与基尔霍夫定律进行磁场设计、计算。电磁铁的特点是：电磁铁本身有无磁性，可以通过通断电流来控制，磁性的大小可以改变电流的大小来控制，磁极的方向有电流的方向决定。

各类小型精密电磁铁及电磁铁应用组件，作为自动控制系统的执行器件，已被广泛应用于工业自动化控制、办公自动化、医疗器械等各个领域。如办公设备、影像器材、银行设备、包装机械、医疗器械、食品机械、纺织机械、自动分拣机、自动柜员机、自动售货机、卡片打孔器、电磁锁、各种遥控装置、制动装置、计数装置、门禁系统等。电磁铁选型主要参数客户选用或定做所需的电磁铁需要考虑以下的技术参数： 1.外形：安装电磁铁位置所能容纳的最大尺寸：长；宽；高， 2.电磁铁的最大行程及其吸力要求，断电后的复位力要求 3.提供给电磁铁的电源最大电压；电流？电压稳定性，交流/直流供电，能否提供正；负脉冲电源？ 4.电磁铁是否需要长期不间断工作；断续工作，每次最长的通电时间及两次通电之间最短的间歇； 5.电磁铁的用途，使用电磁铁的环境特殊要求，如温度; 湿度; 冲击; 振动; 加速度等电磁铁的分类方法 1．按动作方式：保持式如电磁离合器、电磁卡盘、起重电磁铁等吸引式各种自动电器继电器、接触器、电磁阀门、电动锤、电铃等2．照激磁线圈供电的种类：直流、交流 3．按照动作速度：快速动作、正常动作、延缓动作

电磁铁电磁力计算方法

电磁铁电磁力计算方法 1磁动势计算（又叫安匝数）IN E = 匝数2 2)12(212d D D L d L d D D N -=-= 其中： -L 绕线宽度)(mm -2D 绕线外径)(mm -1D 绕线内径)(mm -d 漆包线直径)(mm 绕线长度 2 22322121(21)=222(21)10()4D D D D L D D l DN N d L D D m d ππππ-++-==-=?绕

根据电阻公式 222223324(21)(21)41010()d 4L D D l L D D d R d S πρρρπ----==?=?Ω绕其中： 20.0178./mm m ρ-Ω铜的电阻率 2S mm -漆包线的截面积（）根据4322224 10(21)(21)d U U Ud I L D D R L D D ρρ===?-- 故磁动势 23102(21) d U IN D D ρ=?+ 2磁感应强度计算（磁动势在磁路上往往有不同的磁降，但每一圈的磁降和应等于磁动势）即：()IN HL = ∑ 其中： H -磁场强度（A/m) L m -该段磁介质的长度（）一般情况下，电磁阀除气隙处外，其余部分均采用导磁性能

很好的材料，绝大部分磁动势降是在气隙处，即0()IN HL H δ= ≈?∑ 其中： 0H -气隙处磁场强度（A/m) mm δ-气隙长度（）即行程而0 00=B H μ 其中： 0B -气隙中的磁感应强度（特斯拉) -70μπ-?导磁率，410亨/米所以：30 00=10B IN H δδμ-≈?? 又因为23102(21) d U IN D D ρ=?+ 故：2600102(21)d U B D D μρδ=?+ 3电磁力的计算根据26000 1102F B S μ=? 其中：

电磁铁原理

引言电动机无所不在！您在房内四周所见到的机械运动几乎都是由AC（交流）或DC（直流）电动机产生的。通过了解电动机的工作原理，我们可以了解有关磁铁、电磁铁和电学的许多常识。本文将介绍是什么原因使电动机不断运转。电动机内部结构我们首先看看简易型双极直流电动机的总平面图。简易电动机包括六个部分，如下图所示：电枢或转子整流子电刷轴场磁铁某种类型的直流电源电动机的组成部分电动机的工作方式不外乎与磁铁和磁性相关：电动机使用磁铁产生运动。如果您曾经玩过磁铁的话，就知道所有磁铁都具有以下基本法则：同极相斥，异极相吸。因此，如果有两根磁铁，并且每根的两端分别标有“北”和“南”，则一根磁铁的北极将会吸住另一根磁铁的南极。反之，一根磁铁的北极将会排斥另一根磁铁的北极（对于南极，情况与此相同）。在电动机的内部，就是这些吸引力和排斥力产生了旋转运动。在上图中，您可以看到电动机中有两块磁铁：电枢（或转子）是电磁铁，场磁铁是永久磁铁（场磁铁也可以充当电磁铁，但在大多数小型电动机中，人们为了省电而不将其用作电磁铁）。玩具电动机此处分解的电动机是在玩具中常见的简易型电动机：您可以看到这是一个小型电动机，与一毛钱的美元硬币差不多大小。从外部看，可以看到构成电动机机体的钢结构、一根轴、一个尼龙端盖和两条电池导线。如果将电动机的电池导线接到手电筒的电池上，轴就会转动。如果将导线反接，则轴会朝反方向转动。下面是同一电动机的其他两个视图。（请注意第二个视图中钢壳一侧的两个槽，稍后您就会明白它们是用来干什么的了）

尼龙端盖由构成钢壳的两个簧片固定到位。如果您将簧片往后扳，就可以释放端盖并将其卸下。在端盖的内部可以看到电动机的电刷。当电动机旋转时，这些电刷可以将电池中的电能传输到整流子：电动机的其他部件轴可以固定电枢和整流子。在这个例子中，电枢是一组电磁铁。此电动机中的电枢是一组叠在一起的薄金属片，其三个极中的每个极都绕有细铜线。每根电线（每个极为一根电线）的两端均焊接在接线端上，同时三个接线端分别连接在整流子的一个极板上。通过下图您可以方便地查看电枢、接线端和整流子：所有直流电动机的最后一个零件都是场磁铁。此电动机中的场磁铁由外壳本身以及两片弧形永久磁铁组成：每块磁铁的一端卡在外壳上切入的槽中，另一端通过固定夹压在两块磁铁的其他两端。电磁铁和电动机要了解电动机的工作原理，关键是要了解电磁铁的工作原理。（有关完整的详细信息，请参见电磁体工作原理。）电磁铁是电动机的基础。想象一下这个场景，您即可明白电动机的内部组件是如何工作的。比如您按此方法制作了一个简易的电磁铁：在钉子上卷绕100圈金属线，然后将这颗钉子连接到电池。连接电池后，钉子将变成一块磁铁，并且有南极和北极。现在，拿起这个钉子做成的电磁铁，在它的中间插进一根轴，然后悬挂在马蹄形磁铁的中央，如下图所示。如果将电池连接到电磁铁，使钉子北极的方向与图中所示一致，那么磁学基本法则将会告诉您会发生什么：电磁铁的北极将与马蹄形磁铁的北极排斥，并与马蹄形磁铁的南极相吸。电磁铁的南极也以类似的方式发生排斥。钉子将运动半周，然后在所示的位置停住。马蹄形磁铁中的电磁铁您可以发现这半周的运动不过是由于磁铁自然地相互吸引和排斥产生的。制造电动机的关键是要更进一步，使半周运动在完成的那一瞬间，电磁铁的磁场发生翻转。这种翻转可以使电磁铁完成另一个半周运动。更改电子在电线中的流动方向（让电池掉头就可以实现此目的）

吸盘电磁铁原理

吸盘电磁铁磁心生产的吸盘电磁铁1.通电有磁性，断电无剩磁。2.采用全包胶处理，防水防潮。吸盘电磁铁：固名思义，就是电磁铁中的一种，吸盘的方式是通电吸合面产生磁场，磁场吸合被吸物体，让外壳与被吸物体之间产生磁路回路，所以才能将被吸物体吸起来。而产生的磁场强度越大，吸起的物体就越大，质量越重。常用的吸盘电磁铁有圆形和方形两种，也有其它异形按客户要求来制作的产品。1.吸盘电磁铁X6020原理：通电吸合面产生吸力，吸起被吸物体，断电时，产品磁场消失，物体放开。被吸物体与产品之间的间隙越小，吸力就越大，就能吸起更重的物体，反之，间隙越大，吸力越小，最大间隙不能超过15mm，超过后将无法吸动。2.吸盘电磁铁外形尺寸：此吸盘电磁铁产品为圆柱形，产品尺寸如下：也可按客户的安装要求来定尺寸。直径：60mm，高度：20mm，壁厚：6mm中心：30mm安装螺纹：M8深度15mm（此安装孔大小和深度可以根据客户要求来定）如下图所示：3.吸盘电磁铁X6020电气参数：电压：可用12-220V之间选择，一般用直流，如客户一定要用交流，需在产品接线时加整流桥。功率：功率和产品的通电率有关，产品使用时，如果长时间通电，产品功率就只能做小，要不然会烧坏。短时间通电的产品，功率就可稍做大。吸力也会相对更大。电流：电流=功率/电压。在功率一定的情况下，电压越大，电流就越小，所以客户要选用产品时，一定要注意电流的大小，要确定给吸盘电磁铁供电的电路负载电流够了不够大。下图为产品的通电率所对应的各种功率：4.吸盘电磁铁X6020吸力大小：在上述原理中有提到，产品在通电时，吸起被吸物体，而吸起的物体质量多少，被称为此产品的力量。而力量在测试过程中，有以下几点因素会对力量有影响：1.吸盘电磁铁被吸物体的吸合面是否平整，因为前面提过，间隙越小，吸力越大，如果面不平整，那么就会产生间隙，会影响吸力。2.被吸物体的吸合面大小，一般要发挥产品的最大吸力，被吸物体吸合面最好是大于产品的吸合面，如X6020，直径为60mm的吸合面，被吸物体最好大于60mm。3.被吸物体的厚度，因为吸盘电磁铁一通电，产生磁力线，磁力线形成一个磁环，磁环穿透被吸物体是，如果太薄，就会减小产品的吸力，就拿X6020来说，厚度最好超过8mm，效果最好，产品体积越大，被吸物体的厚度也需越厚。吸力的大小和电磁铁相隔被吸物体的距离有关，最大不超过15mm，如下图示意图，距离和力量成反比。5.吸盘电磁铁X6020安装及接线：产品吸合面的反面有一个安装孔，不管是装在机械手上还是其它自动货设备，都安装方便，螺纹大小和深度，或是需增加螺纹都可以由客户提出。产品接线的电线可以采用多种规格样式，也可以按客户提出的要求来制作，出线部位都采用密封处理，更好的防水。6.吸盘电磁铁X6020的使用环境：产品吸合面和电线出线部位都密封，所以产品可以用在水中产品材质耐温可以最高达到200摄氏度，超过这个温度需要采用特制材料进行生产，像常规一般耐温在120摄氏度。7.其它吸盘电磁铁：吸盘电磁铁

电磁铁电磁力计算方法之令狐文艳创作

电磁铁电磁力计算方法令狐文艳 1磁动势计算（又叫安匝数）IN E = 匝数2 2)12(212d D D L d L d D D N -=-= 其中： -L 绕线宽度)(mm -2D 绕线外径)(mm -1D 绕线内径)(mm -d 漆包线直径)(mm 绕线长度根据电阻公式 222223324(21)(21)41010()d 4L D D l L D D d R d S πρρρπ----==?=?Ω绕其中：根据4322224 10(21)(21)d U U Ud I L D D R L D D ρρ===?-- 故磁动势

2磁感应强度计算（磁动势在磁路上往往有不同的磁降，但每一圈的磁降和应等于磁动势）即：()IN HL = ∑ 其中：一般情况下，电磁阀除气隙处外，其余部分均采用导磁性能很好的材料，绝大部分磁动势降是在气隙处，即0()IN HL H δ= ≈?∑ 其中：而000= B H μ 其中：所以：30 00=10B IN H δδμ-≈?? 又因为23102(21) d U IN D D ρ=?+ 故：2600102(21)d U B D D μρδ=?+

第二章比例电磁铁

第二章比例电磁铁
2.1 电—机械转换元件的作用及形式
(1)电—机械转换元件的形式目前，生产上应用的电—机械转换元件大多采用电磁式设计，并且利用电磁力与弹簧力相互平衡的原理，实现电—机械的比例转换。最常见的有直流伺服电机、步进电机、力矩马达、动圈式力马达以及动铁式力马达。后者更一般的称为比例电磁铁。从目前的使用情况来看，应用最为广泛的还是比例电磁铁，它目前已经成为最主要的电—机械转换元件。 (2)电—机械转换元件的要求在电液比例技术中，对作为阀的驱动装置的电—机械转换元件的基本要求有以下几点：（1）具有水平吸力特性，即输出的机械力与电信号大小成比例，与衔铁的位移无关；（2）有足够的输出力和行程，结构紧凑、体积小；（3）线性好，死区小，灵敏度高，滞环小；（4）动态性能好，响应速度快；（5）长期工作中温升不会过大，并在允许温升下仍能工作；（6）能承受液压系统高压，抗干扰性好。 (4)比例电磁铁的概述 a.比例控制的核心是比例阀。比例阀的输入单元是电－机械转换器，它将输入信号转换成机械量。 b.比例电磁铁根据法拉第电磁感应原理设计,能使其产生的机械量(力或力矩和位移)与输入电信号(电流)的大小成比例，再连续地控制液压阀阀芯的位置，实现连续地控制液压系统的压力、方向和流量。当前，应用最广泛的比例电磁铁是耐高压直流比例电磁铁,如图 2-1 所示。

图 2-1 耐高压比例电磁铁 1.导套；2.限位片；3.推杆；4.工作间隙；5.非工作间隙；6.衔铁；7.轴承环；8.限磁环
比例电磁铁同电液伺服系统中伺服阀的力矩马达或力马达相似，是一种将电信号转换成机械力和位移的电－机械转换器。比例电磁铁是电子技术与液压技术的连接环节。比例电磁铁是一种直流行程式电磁铁，它产生一个与输入量（电流）成比例的输出量：力和位移。它的性能的好坏，对电液比例阀的特性有着举足轻重的作用。

比例电磁铁

1、比例电磁铁电液比例控制技术对比例电磁铁提出了一定的要求，主要有： a)水平的位移力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定。 b)稳态电流——力特性具有良好的线性度，较小的死区及滞回。 c)阶跃响应快．频响高。 1.1 结构与水平吸力特性图1.1 耐高压直流比例电磁铁的结构和特性 a)传统电磁铁的吸力特性； b)比例电磁铁的特性的形成——2种吸力特性的叠加； c)形成2种吸力特性的结构因素——隔磁环； d)分3个区段——用小隔磁环来消除第1区段，第2区段为水平吸力区，第3区段为辅助工作区； e)调零弹簧对输入输出特性的影响； f)电磁铁工作状态:湿式,耐高压,动铁前后通油孔改善动态特性。

1.2 稳态控制特性图1.2 不带位移反馈比例电磁铁位移——力特性

图1.3 不带位移反馈比例电磁铁电流——力特性

图1.4 带位移闭环的比例电磁铁的稳态特性 1.3 力控制型与位置控制型：结构与特性的对比力控制型——与输入信号成比例的是输出力；位置控制型——与输入信号(电压)成比例的不是输出力!而是动铁位移（具体力的大小由负载需要定——在最大吸力之内）行程调节型——力控制性的变种（由弹簧转化为位移）比较关系如下表：

结构输入输出特性使用力控制型电流--- 输出力输出力只与输入电流成正比工作区内与衔铁位移无关行程较短，用于先导级行程控制型力控制型+负载弹簧，结构完全相同，只是使用上的区别电流--力----位移输出位移与输入电流成正比输出行程较大，多用于直控阀位置调节型力控制型+位移传感器，增加了动铁位置小闭环电流--- 衔铁位置衔铁位置与输入电流成正比与所受反力无关 *有动铁位置反馈闭环 *用于控制精度要求较高的直控阀 1.4 结构对性能的影响 a) 动铁的阻尼通道； b) 反比例； c) 双向激励线圈，湿式，双向输出,无零位死区； d) 排气。举例某电磁铁的规格如下表：电磁铁规格 035 045 060 新发展输出力 N 55 75 135 行程 mm 2+2 3+3 4+4 额定电流 mA 680 810 1110 2500--3700常态电阻 Ω 24.6 21 16.7 电压 V 24

电磁铁的吸力计算

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δ下，铁心的激磁安匝ＩＷ越大，作用于衔铁的电磁吸力Ｆx就越大；或者说，在同样大小的激磁安匝ＩＷ下，气隙δ越小，作用于衔铁的电磁吸力Ｆx就越大。通过理论分析可知，电磁吸力Ｆx与ＩＷ和δ之间的关系可用下式来表达：Ｆx＝5.1×I2×（dL/dδ）(其中L—线圈的电感) （1～1）在电磁铁未饱和的情况下,可以近似地认为线圈电感L=W2Gδ(式中Gδ—气隙的磁导)。于是式（1～1）又可写为Fx=5.1×(IW)2×d Gδ/dδ（1～3）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 Gδ/dδ成正比。气隙磁导Gδ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Φδ为均匀分布，则气隙磁导可以表示为： Gδ=μ0×（KS/δ）（亨）（1～4）式中：μ0—空气的磁导率，=1.25×10-8(亨/厘米)； S－决定磁导和电磁吸力的衔铁面面积（厘米2）； δ—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δ值越大，K值也就越大。可以推导出：d Gδ/dδ=－μ0×（S/δ2）于是有：F x=－5.1×｛μ0 (IW)2S/δ｝式中的负号表示随着气隙δ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（K≈1），则气隙磁感强度为： B=Φ/S=｛（IW）Gδ｝/S=｛（IW）μ0S｝/Sδ=（IWμ0）/δ 所以电磁吸力的公式还可写为：F x=5.1B2S/μ0

比例电磁铁与普通电磁铁的区别

一、比例电磁铁产生一个与输入变量成比例的力或位移输出液压阀以这些输出变量力或位移作为输入信号就可成比例地输出流量或压力这些成比例输出的流量或压力输出对于液压执行机构或机器动作单元而言意味着不仅可进行方向控制而且可进行速度和压力的无级调控 ─同时执行机构运行的加速或减速也实现了无级可调如流量在某一时间段内的连续性变化等. 二、比例电磁铁必须具有水平吸力特性，即在工作区内，其输出力的大小只与电流有关，与衔铁位移关，若电磁铁的吸力不显水平特性，弹簧曲线与电磁力曲线族只有有限的几个交点，这意味着不能进行有效的位移控制。在工作范围内，不与弹簧曲线相交的各电磁力曲线中，对应的电流在弹簧曲线以下，不会引起衔铁位移；在弹簧曲线以上时，若输出这样的电流，电磁力将超过弹簧力，将衔铁一直拉到极限位置为止。相反，若电磁铁具有水平特性，那么在同样的弹簧曲线下，将与电磁力曲线族产生许多交点。在这些交点上，弹簧力与电磁力相等，就是说，逐渐加大输入电流时，衔铁能连续地停留在各个位置上。三、比例阀，又称电液比例阀，是一种介于通断控制与伺服控制之间的新型电液控制元件。是根据电信号连续的、按比例地控制液压系统中的压力、流量、方向，并可以防止液压冲击。由于其结构设计、工艺性能、使用价格都介于通断控制元件和伺服控制之间，近年来得到广泛应用。控制原理：当电信号输入其电磁系统中，便会产生与电流成比例的电磁推力，该推力控制相应元件和阀芯，导致阀芯平衡系统调定的压力，使系统压力与电信号成比例。如输入电信号按比例或一定程序变化，则系统各参数也随着变化. 比例阀一般采用两端承压面积不等的差径活塞结构。工作原理如图12-9所示，比例阀不工作时，差径活塞2在弹簧3的作用下处于上极限位置。此时阀门1保持开启，因而在输入控制压力P1与输出压力P2从零同步增长的初始阶段，总是P1=P2。但是压力P1的作用面积为A1=π（D2-d2)/4，压力阀的作用面积为A2=πd2/4，因而A2>A1，故活塞上方液压作用力大于活塞下方液压作用力。在P1、P2同步增长过程中当活塞上、下两端液压作用之差超过弹簧3的预紧力时，活塞便开始下移。当P1和P2增长到一定值Ps时活塞2内腔中的阀座与阀门1接触，进油腔与出油腔即为隔绝。此即比例阀的平衡状态。若进一步提高P1则活塞将回升，阀门再度开启。油液继续流入出油腔使P2也升高但由于A2＞A1，P2尚未及增长到新的P1值，活塞又下降到平衡位置。在任一平衡状态下，差径活塞的力的平衡方程为：P2A=P1A1+F(此处F为平衡状态下的弹簧力)。

电磁铁电磁力计算方法精选文档

电磁铁电磁力计算方法精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

电磁铁电磁力计算方法1磁动势计算（又叫安匝数）IN E= 匝数 2 2 )1 2 ( 2 1 2 d D D L d L d D D N - = - = 其中： - L绕线宽度) (mm - 2 D绕线外径) (mm - 1 D绕线内径) (mm - d漆包线直径) (mm 绕线长度

2 22322121(21)=222(21)10()4D D D D L D D l DN N d L D D m d ππππ-++-==-=?绕根据电阻公式 222223324(21)(21)41010()d 4L D D l L D D d R d S πρρρπ----==?=?Ω绕其中： 20.0178./mm m ρ-Ω铜的电阻率 2S mm -漆包线的截面积（）根据4322224 10(21)(21)d U U Ud I L D D R L D D ρρ===?-- 故磁动势

23102(21) d U IN D D ρ=?+ 2磁感应强度计算（磁动势在磁路上往往有不同的磁降，但每一圈的磁降和应等于磁动势）即：()IN HL =∑ 其中： H -磁场强度（A/m) L m -该段磁介质的长度（）一般情况下，电磁阀除气隙处外，其余部分均采用导磁性能很好的材料，绝大部分磁动势降是在气隙处，即0()IN HL H δ=≈?∑ 其中： 0H -气隙处磁场强度（A/m) mm δ-气隙长度（）即行程而0 00=B H μ 其中：

比例电磁铁概述

比例电磁铁概述比例电磁铁作为电液比例控制元件的电一机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输给的电流信号转换成力或位移。比例电磁铁推力大、结构简单，对油质要求不高，维护方便，成本低廉，衔铁腔可做成耐高压结构，是电液比例控制技术中应用最广泛的电一机械转换器。比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件具有十分重要的影响，是电液比例控制技术关键部件之一。电液比例控制技术对比例电磁铁提出了一定的要求，主要有: 1)水平的位移一力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定。 2)稳态电流一力特性具有良好的线性度，较小的死区及滞回。 3)阶跃响应快，频响高。比例电磁铁的结构和工作原理虽然目前国内外市场中比例电磁铁的品种繁多，但其基本的结构和原理大体相同。图1所示即为一典型的耐高压比例电磁铁的基本结构。图1 比例电磁铁结构图图2比例电磁铁力-位移特性图由图1可知，典型的耐高压比例电磁铁主要由导套、衔铁、外壳、极靴、线圈、推杆等组成。导套前后两段为导磁材料，中间则用一段非导磁材料(隔磁环)焊接。导套具有足够的耐压强度(约可承受35MPa的静压力)。导套前段和极靴组合，形成带锥型端部的盆型极靴，其相对尺寸决定了比例电磁铁稳态特性曲线的形状。导套和壳体之间配置同心螺线管式控制线圈。衔铁的前端装有推杆，用以输出力或位移;后端装有弹簧和调节螺钉组成的调零机构，可以在一定范围内对比例电磁铁特性曲线进行调整。比例电磁铁一般为湿式直流控制，与普通直流电磁铁相比，由于结构上的特殊设计，使之形成特殊的磁路，从而使它获得基本的吸力特性，即水平的位移一力特性，与普通直流电磁铁的吸力特性有着本质区别。比例电磁铁的磁路，在工作气隙附近被分成两部分Φ1和Φ2，如图３(a)所示。其中，一条磁路中Φ1由前端盖盆型极靴底部，沿轴向工作气隙，进入衔铁，穿过导套后段和导磁外壳回到前端盖极靴，产生轴向推力(端面力)F1;而另一磁路Φ2经盆型极靴锥形周边(导套前段)，径向穿过工作气隙进入衔铁，而后与Φ1汇合，产生轴向附加力F2。这种特殊形式磁路的形成，主要是由于采用了隔磁环结构，构成了一带锥形周边的盆型极靴。因此，盆口