电磁装置：用途、类型、要求、设计
电磁装置的用途
电能的生产、转换、传输、分配或消耗是使用电气设备进行的。我们从各种各样的设备中挑选出电磁设备，其工作基于 关于电磁感应现象伴随着磁通量的出现。
静态电磁装置包括扼流圈、磁放大器、变压器、继电器、起动器、接触器等装置。旋转——电动机和发电机、电磁离合器。
电磁装置的一组铁磁部件，设计用于传导磁通量的主要部分，命名为 电磁装置的磁系统......这种系统的一个特殊结构单元是 磁路…穿过磁路的磁通量可以部分地限制在非磁性介质中，形成杂散磁通量。
通过一个或多个流过的直流或交流电流可以产生通过磁路的磁通量 感应线圈…这样的线圈是一种电路元件，设计用于使用其自身的电感和/或自身的磁场。
形成一个或多个线圈 清算……线圈位于其上或周围的磁路部分称为 核, 称为线圈不在其上或周围的部分 轭.
电磁装置主要电气参数的计算是根据总电流定律和电磁感应定律进行的。互感现象用于将能量从一个电路传输到另一个电路。
在此处查看更多详细信息： 电气设备的磁路 和这里： 磁路计算是为了什么？
电磁装置磁路要求
对磁芯的要求取决于使用它们的电磁设备的功能目的。
在电磁设备中，可以使用恒定和/或交变磁通量。永磁通量不会在磁路中造成能量损失。
在暴露条件下工作的磁芯 恒定磁通量 （例如 DC 机器的床身）可以通过后续机加工由铸坯制成。对于复杂配置的磁路，由多个元件制造它们会更经济。
交变磁通通过磁路时伴随着能量损失，称为 磁损耗……它们会导致磁路升温。可以通过特殊的冷却措施（例如，在油中工作）来减少磁芯的发热。这样的解决方案使它们的设计复杂化，增加了它们的生产和运营成本。
磁损耗包括：
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滞后损失；
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涡流损耗；
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额外损失。
滞后损耗可以通过使用窄的软磁体铁磁体来减少 迟滞电路.
涡流损耗通常通过以下方式降低：
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使用比电导率较低的材料；
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从电绝缘带或板生产磁芯。
涡流在不同磁路中的分布： a — 在铸造中； b——在一组由板材制成的零件中。
与磁路的表面相比，磁路的中间部分在更大程度上被涡流覆盖，这导致主磁通量向磁路表面“位移”，即发生表面效应。
这导致在该磁路材料的特定频率特性下，磁通量将完全集中在磁路的薄表面层中，其厚度由给定频率下的穿透深度决定.
在由低电阻材料制成的磁芯中流动的涡流会导致相应的损耗（涡流损耗）。
减少涡流损耗和最大限度地保持磁通量的任务是通过由彼此电隔离的单个部件（或它们的部件）制造磁路来解决的。在这种情况下，磁路的截面积保持不变。
板材或带材冲压成卷绕在铁芯上的板材或带材应用广泛。可以采用不同的工艺方法对板（或带）的表面进行绝缘，其中最常使用绝缘漆或瓷漆。
由独立部件（或它们的部件）组成的磁路允许：
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由于板相对于它们的循环方向垂直排列而减少涡流损耗（在这种情况下，涡流可以循环的电路长度减少）；
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为了获得可忽略不计的磁通量不均匀分布，因为在板材厚度较小时，与穿透深度相称，涡流的屏蔽效果很小。
还可以对磁芯的材料提出其他要求：耐温、耐振、成本低等。在设计具体设备时，选择参数最符合规定要求的软磁材料。
磁芯设计
根据生产技术，电磁设备的磁芯可分为 3 大类：
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层状的；
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磁带;
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成型。
层状磁路从彼此分离的、电隔离的板中募集，这使得减少涡流损耗成为可能。带状磁芯是将一定厚度的带子缠绕而成。在这种磁路中，涡流的影响显着降低，因为条带平面覆盖有绝缘漆。
成型磁芯通过铸造（电工钢）、陶瓷技术（铁氧体）、成分混合然后压制（磁电介质）和其他方法生产。
在制造电磁器件的磁路时，需要保证其特定的设计，这由很多因素（器件功率、工作频率等）决定，包括有无电磁直接或反向转换能量在装置中转化为机械能。
发生这种转变的设备（电动机、发电机、继电器等）的设计包括在电磁相互作用的影响下移动的部件。
电磁感应不会引起电磁能转化为机械能的装置（变压器、扼流圈、磁放大器等）称为静态电磁装置。
在静态电磁设备中，根据设计，最常使用铠装、棒状和环形磁路。
模压磁芯的设计比片材和条材更复杂。
成型磁芯：a——圆形； b——d——装甲; d——杯子； f, g——旋转； h——许多开口
铠装磁芯以其简单的设计和可制造性而著称。此外，这种设计提供更好的（与其他设计相比）线圈保护免受机械影响和电磁干扰。
磁芯磁路不同：
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散热好；
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对干扰的敏感性低（因为在相邻线圈中感应的干扰的 EMF 符号相反，并且被部分或完全补偿）；
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具有相同功率的重量更轻（相对于装甲）；
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更少（相对于装甲）磁通量耗散。
基于棒磁路的装置（相对于基于铠装磁路的装置）的缺点包括制造线圈的费力（特别是当它们放置在不同的棒上时）以及它们对机械影响的保护较弱。
由于泄漏电流低，环形磁路一方面具有良好的噪声隔离，另一方面对附近电子设备 (REE) 元件的影响很小。因此，它们被广泛用于无线电工程产品中。
圆形磁路的缺点与其技术含量低（缠绕线圈和在使用场所安装电磁设备困难）和功率有限 - 高达数百瓦（后者由磁路发热解释，由于位于其上的线圈匝数，它没有直接冷却）。
磁路的类型和类型的选择是考虑到获得其质量、体积和成本的最小值的可能性。
足够复杂的结构具有将电磁能直接或反向转换为机械能的设备的磁路（例如，旋转电机的磁路）。此类设备使用模制或板磁路。
电磁装置的种类
风门 — 在交流或脉动电流电路中用作感应电阻的装置。
具有非磁隙的磁芯用于用于能量存储的交流扼流圈和用于平滑整流电流纹波的平滑扼流圈。同时，还有非磁隙大小可以调节的扼流圈，这是改变扼流圈工作时的电感量所必需的。
磁放大器 — 一种由一个或多个带线圈的磁路组成的装置，利用铁磁体的饱和现象，通过该装置可以改变由交流电压或交流电源供电的电路中的电流或电压的大小在永久偏置场的作用下。
磁放大器的工作原理是基于微分磁导率（在交流电上测量）随直流偏置电流的变化而变化，因此最简单的磁放大器是包含工作线圈和控制线圈的饱和扼流圈线圈。
变压器 称为静态电磁装置，具有两个（或多个）电感耦合线圈，旨在通过电磁感应将一个或多个交流系统转换为一个或多个其他交流系统。
变压器的功率由磁芯材料的最大可能感应及其尺寸决定。因此，大功率电力变压器的磁芯（通常为棒型）由厚度为0.35或0.5mm的电工钢片组装而成。
电磁继电器 称为机电继电器，其操作基于固定线圈的磁场对移动铁磁元件的影响。
任何电磁继电器都包含两个电路：输入（控制）信号电路和输出（受控）信号电路。根据被控电路的器件原理，有无极继电器和有极继电器之分。与极化继电器不同，非极化继电器的操作不依赖于控制电路中电流的方向。
旋转电机 — 设计用于基于电磁感应和磁场与电流的相互作用来转换能量的装置，包含至少两个参与主要转换过程并能够旋转或相对旋转的部件。
电机中包含带线圈的固定磁路的部分称为定子，旋转部分称为转子。
设计用于将机械能转换为电能的电机称为电机发电机。设计用于将电能转换为机械能的电机称为旋转电动机。
上述使用软材料制造电磁设备的例子并不详尽。所有这些原则也适用于磁路和其他使用电感器的电气产品的设计，如电气开关装置、磁力锁等。