电磁铁及其应用

电磁铁使用流过电流的线圈产生磁场。为了放大这个磁场并沿着特定路径引导磁通量，大多数电磁铁都有一个由软磁钢制成的磁路。

电磁铁的应用

电磁铁已经变得如此普遍，以至于很难说出以一种或另一种形式使用电磁铁的技术领域。它们存在于许多家用电器中——电动剃须刀、录音机、电视机等。通信技术设备——电话、电报和无线电——如果不使用它们是不可想象的。

电磁铁是电机、许多工业自动化设备、各种电气装置的控制和保护设备的组成部分。电磁铁的一个发展中的应用领域是医疗设备。最后，巨型电磁铁用于加速同步相子加速器中的基本粒子。

电磁铁的重量从几分之一克到数百吨不等，工作时消耗的电能从毫瓦到数万千瓦不等。

电磁体的一个特殊应用领域是电磁机构。在它们中，电磁铁用作驱动器来执行工作元件的必要平移运动，以将其旋转有限角度或产生保持力。

这种电磁铁的一个例子是牵引电磁铁，设计用于在移动某些工作体时执行某些工作；电磁锁；电磁离合器和制动器以及制动螺线管；继电器、接触器、启动器、断路器中的电磁铁致动接触装置；起重电磁铁、振动电磁铁等。

在许多设备中，与电磁铁一起使用或代替电磁铁使用永磁体（例如，金属切割机的磁板、制动器、磁力锁等）。

电磁铁的分类

电磁铁的设计非常多样，其特性和参数各不相同，因此分类有助于研究其运行过程中发生的过程。

根据产生磁通量的方法和作用磁化力的性质，电磁铁分为三组：直流电的中性电磁铁、直流电的极化电磁铁和交流电的电磁铁。

中性电磁铁

在中性直流电磁铁中，工作磁通量是通过永久线圈产生的。电磁铁的作用仅取决于该磁通量的大小，而不取决于其方向，因此也取决于电磁铁线圈中电流的方向。在没有电流的情况下，作用在电枢上的磁通量和吸引力几乎为零。

极化电磁铁

极化直流电磁铁的特点是存在两个独立的磁通量：（极化和工作。极化磁通量在大多数情况下是在永磁体的帮助下产生的。有时电磁铁用于此目的。工作磁通量在作用下发生工作线圈或控制线圈的磁化力。如果它们中没有电流，则极化磁通量产生的吸引力作用在电枢上。极化电磁铁的作用取决于大小和方向工作磁通量，即工作线圈中电流的方向。

交流电磁铁

在交流电磁铁中，线圈由交流电源供电。由交流电通过的线圈产生的磁通量在大小和方向上周期性变化（交变磁通量），因此，电磁吸引力脉冲从零到最大值，频率是电源频率的两倍当前的。

然而，对于牵引电磁铁，将电磁力降低到一定水平以下是不可接受的，因为这会导致电枢振动，并且在某些情况下会直接破坏正常运行。因此，在交变磁通运行的牵引电磁铁中，需要采取措施减小力纹波的深度（如采用屏蔽线圈覆盖部分电磁铁极）。

除所列品种外，目前普遍采用的是电流校正电磁铁，其在功率上属于交流电磁铁，在特性上接近于直流电磁铁。因为他们的作品还是有一些具体的特点。

根据绕组的开启方式，电磁铁分为串联绕组和并联绕组。

在给定电流下工作的串联绕组由大截面上的少量匝数制成。通过这种线圈的电流实际上不取决于它的参数，而是由与线圈串联的用电器的特性决定的。

在给定电压下运行的并联绕组通常具有非常多的匝数并且由具有小横截面的导线制成。

根据线圈的性质，电磁铁分为以长期、周期和短期模式运行的电磁铁。

就动作速度而言，电磁铁有正常动作速度、快动和慢动之分。这种划分有些武断，主要说明是否采取了特殊措施以达到要求的行动速度。

所有上述特征都在电磁铁的设计特征上留下了印记。

起重电磁铁

电磁装置

同时，在实践中遇到的电磁铁种类繁多，它们都是由具有相同用途的主要部件组成的。它们包括一个带有磁化线圈的线圈（可以有几个线圈和几个线圈），一个由铁磁材料制成的磁路的固定部分（磁轭和铁芯）和一个磁路的可移动部分（电枢）。在某些情况下，磁路的静止部分由几个部分（底座、外壳、法兰等）组成。 A）

电枢通过气隙与磁路的其余部分分开，并且是电磁铁的一部分，电磁铁感知电磁力，将其传递到执行机构的相应部分。

将磁路的运动部分与静止部分分开的气隙的数量和形状取决于电磁铁的设计。产生有用力的气隙称为工作器；在锚可能运动的方向上没有力的气隙是寄生的。

限制工作气隙的磁路运动或静止部分的表面称为磁极。

根据电枢相对于电磁铁其余部分的位置，可分为外部吸引电枢电磁铁、可伸缩电枢电磁铁和外部横向移动电枢电磁铁。

具有外部吸引电枢的电磁铁的一个特征是电枢相对于线圈的外部位置。这主要受从电枢到铁芯端侧的工作流的影响。电枢的运动可以是旋转的（例如，电磁阀）或平移的。这种电磁铁中的漏电流（除工作间隙外闭合）实际上不会产生牵引力，因此它们往往会减少。这组电磁铁可以产生相当大的力，但通常用于相对较小的电枢行程。

可伸缩电枢电磁铁的一个显着特征是电枢部分放置在线圈内的初始位置，并在操作期间在线圈中进一步移动。来自这种电磁铁的漏磁通，尤其是在气隙较大的情况下，会产生一定的拉力，因此它们很有用，尤其是对于相对较大的电枢行程。这种电磁体可以制成带或不带止动件，并且形成工作间隙的表面的形状可以根据要获得的牵引特性而不同。

最常见的是带有扁平和截锥形磁极的电磁铁，以及没有限制器的电磁铁。作为衔铁的导向装置，最常使用非磁性材料制成的管子，这会在衔铁和磁路的上部静止部分之间产生寄生间隙。

伸缩式电枢螺线管可以产生力并且电枢行程在很大范围内变化，因此被广泛使用。

外装横向移动电枢的V型电磁铁电枢通过磁力线运动，旋转一定的限定角度。这种电磁铁通常产生相对较小的力，但通过磁极和电枢形状的适当匹配，可以获得牵引特性的变化和高返回系数。

在列出的三组电磁铁中的每一组中，依次有许多设计品种与流过线圈的电流的性质以及确保电磁铁的特定特性和参数的需要有关。

另请阅读： 关于磁场、螺线管和电磁铁