电磁铁吸力的有关公式
电磁铁吸力的有关公式
这里的所有的对象都应该是铁.
1.F=B^2*S/(2*u0) 此式中,F=焦耳/厘米,B=韦伯/平方厘米,S= 平方厘米
该式改变后成为:F=S*(B/5000)^2 此式中,F=Kg,B=高斯,S= 平方厘米
当加入气隙后,F=(S*(B/5000)^2)/(1+aL) a是一个修正系数,一般是3--5,L是气隙长度.
2.F=u0*S0*(N*i)^2/8(L^2)
S0:空气隙面积 m^2
N :匝数
i :电流
L :气隙长度
3.F=(B^2*S*10^7)/(8*PI) 这个式子和第一个式子是相等的.
当不存在气隙的时候,就应该是电磁铁在端面处所产生的力.
1. u0就是μ0吧？
2. 有这句话：“当加入气隙后...”，就意味着，原公式不是针对“空心线圈”？是吗？
3. 我的理解是：上述公式是应用于“气隙比较于磁链长度相对较短的铁心线圈”。
如果不是针对"空心线圈",那么线圈内部的材质是什么呢?能在公式的哪里体
现出来?
应该在B里面体现出来.
那么,我们是否可以这样做个假定,来匹配现在的情况?
假定,悬浮体是一个通电圆导线,电流I,半径R.匀强磁场B垂直通过其所在平面.那么它所受到的力应该如何计算?
由通电圆导线所形成的磁场,是否可以类比于悬浮磁体?假设电流I足够大,两者的半径R相等,从而达到两者所在平面的磁感应强度相等.
那你的意思是：上述公式是针对"空心线圈"？若是，气隙如何定义？你的这个思路非常有趣。让我慢慢来画一个图，配合这个思路。
(原文件名:思路非常有趣1.JPG)
引用图片
是这个意思吧？
差不多就是这个意思.
只不过两个线圈所产生的B不一样.而且右边线圈的半径要小于左边的线圈.
作为第一步，我们可以将题目中的“磁铁”改成“铁块”，“电磁线圈”改成“无铁心电磁线圈”。
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这样似乎更复杂了，因为“铁块”是被电磁线圈磁化产生磁性，才和电磁线圈产生力的，那“铁块被磁化”如何量化？
下面说说我找的资料：
库仑磁力定律：
(原文件名:18864f550ffc2c29f8b9d79da17f2fa2.png)
引用图片
其中m1 m2是两个磁极的磁通量，单位韦伯，d是两磁极距离。
这个公式即我们常说的“磁力和距离的平方成反比”概念。
通过这个公式，F和L(d)的关系就出来了吧。
不过这个公式好像不常用，一般计算磁的相互作用力都等效成电流环来算，有个台湾教授说这个公式是假设磁单级子存在的情况，难道因为磁单级子不存在，因此这个公式没有实际意义？从公式的形式上看很明显和库仑电力定律是一个样的，点电荷 => 磁单级子，是这个原因吗？
别的还在看，水越来越深了，微积分、向量、相对论量子力学都提到了，越看越迷糊，现在很晕。
我要回到“浅水区”去了，从H-B学起。
“浅水区”在：“■从“烧结型铷铁硼的磁性能参数表”中学一些磁的基础知识”。
圆电流全空间磁感应强度B 的分布
https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/xuebao/download.ashx?filePath=~/UpLoadFolder/ OtherFile/200601/060126.pdf
直导线旁的磁感应强度和载流圆线圈轴线上磁感应强度
https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/teacherweb/uploadfile/tonghua/20071206105603443. ppt
安培力
https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/view/115015.html
不用库伦磁力定律，安培力可以很方便的计算。
把圆磁铁M放在X/Y平面，等效为圆电流，半径为R，忽略厚度。把电磁铁N放在Z轴上，距离原点为L1，半径为r，忽略厚度。
(原文件名:B1.gif)
引用图片
单圈电磁铁受力F=ILB, B取M的磁场在电流处Z轴的分量，I为电磁铁通电电流。L为电磁铁周长。整个电磁铁受力还要乘以圈数
所以F正比于电流...废话
F和L1的关系。
当r极小可以忽略的时候，可以认为电磁铁在圆磁铁的轴心，此时B平行于Z 轴。
(原文件名:B.gif)
引用图片
F为0！磁力垂直于B和电流方向，所以磁力的方向是在电磁铁平面上法线方向，向外。整个电磁铁受到的磁力积分后全部抵销，为0。
如果假设L1>>R,那么B就是反比与L1的三次方。
如果r不能忽略的话那就相当的麻烦了。当选择的微分点在XOZ平面上，即Y=0的时候，B在Y方向的分量为0，如前述B在Z方向上的分量对最后结果没有作用，所以只有B在Y方向上的分量有关系了。
(原文件名:B3.gif)
引用图片
公式中的角度是圆磁铁微分量和X轴的夹角。
这个就超出了我的范围了，似乎必须用近似解法才能算出来。
看起来和L1的关系是大致反比与L1的二阶函数且和R与r有了很大的关系。（感谢老黄牛指出错误！)
因为作用力等于反作用力，所以分析电磁铁受的力就等于圆磁铁受的力。楼主建议把圆磁铁简化为铁块其实是增加了难度。
那就圆磁铁吧。“大圆磁铁”，“小圆磁铁”，“强圆磁铁”，“弱圆磁铁”....
问题是我们要的是F，不是B。
我玩不了。我在【13楼】已经投降了。先修_炼一下，再说。
你那公式看看是不错。但我要问了：
m1，m2 随着d的变化，它们变不变？
再说，角度还没哪...
F=ILB.. I是电磁铁电流，L是电磁铁周长，B我们说了很多了。
前面的分析错了很多。应该是B在X/Y平面上的分量会造成吸引和排斥的力。十四和十五楼的帖子改好了，有一个非常重要的区别...L1的阶次下降了，变成F大致和L1的二次函数成反比了，这就和库仑定律接近了！
非常抱歉，我太疏忽了。想当然认为是磁力和磁感应强度相同，其实应该是垂直！
继续批发：
磁场中的磁偶极子
https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/NR/rdonlyres/Physics/8-02TSpring-2005/2E6FCD74-5BDA-44FB-B82C-7CB FB2088CCE/0/presentati_w07d1.pdf
磁力：20-23页是载流导线环的受力分析。
https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/benkejiaoyupingyou/course/jingpin/dianzijiaoan/diancixue/5cili.PPT
在想，如果F和L的平方成反比，那电路的控制曲线是不是应该为抛物线，比直线稳定性更高？
在维基百科找到这么一条公式，关于两个圆柱型永磁体之间受力的。
文字夹图，这里编辑不方便，整篇截图上来吧：
(原文件名:3.GIF)
引用图片
公式的出处：https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/fgram/web/Mdipole.htm
暂时没时间翻译，英文好的先自己看看。
中间还有很多地方没明白，他大体的思路是这样（我把他中间有些物理量的代号换成了我们比较习惯的):
把长度为L的圆柱形磁铁等效为长度为L的磁偶极子，如果能求出两段的磁荷q，就可以用磁库伦定律算两个圆柱形磁铁的磁力了。具体的算法是这样 - 长度为L的磁偶极子的磁矩m根据定义m=qL，而如果把磁铁又等效为形状相同长度为L圈数为N电流为i 的通电线圈，m=NiA，A是线圈截面积也是磁铁截面积。所以磁荷q=NiA/L，而通电线圈端处B有等于u0Ni/[2(L^2 + R^2)^0.5],R是圆柱磁体的半径所以磁荷
q=2BA(L^2+R^2)0.5/(u0L)
然后两个圆柱形磁铁四个断面的四个磁荷根据库伦定律算出来的磁力相加减就得到最后的结果也就是咕唧霖的图。好像他也没考虑磁荷在端面上的分布情况而是近似都集中在端面的中心。
大家可以讨论下。不知道近似两次后结果和真实值的偏差有多少，不大的话这个算法倒是很好实现的特别是用mcu的话。
说老实话对这个磁荷东东还是不太好理解。。可以想象成电荷，不过在我们的三维空间内并不存在的东西..真的可以就把柱形磁铁等效成磁偶极子么？？
1.用磁荷的概念来分析磁场内的一些特征是使用的比较少的方法,因为目前世界上找不到磁荷这样一个物质.但是,通过电荷与磁荷的对偶关系,得出的理论基本上还都是正确的.
2.是否能够使用磁能和磁能密度的概念来推导或者验证出力F和距离L的关系?
电磁铁吸力计算(20201004205208)
电磁铁相关知识 （参考电磁铁设计手册） 、磁和电的关系: 螺皆経圏的禺塢 、电磁铁型式: 电谶鉄的型式 磁桶若向 a）螺管式电磁铁;
b）盘式电磁铁； c）, d）拍合式电磁铁; e）n式电磁铁； f）装甲螺管式电磁铁; g）E形电磁铁； 应用举例： 电鈴的工作隔邂 磁通和磁感应強度 磁場旣然是假宦由許多磁力綫所构成的，郑么描述与計算磴場的数尽黄系时’用磁力耀的槪念也是最淸楚的门在电工半上規宜.矗吃撑二^积;S的磁力繙潼称为丽\通常用符号龙来表示U磁通的单位为麦克斯屯（簡称麦儿怛是仅仅用磁通的多少尸还不能确切地表达出磁場的强弱，必勿用单位載面积上斯洗过的磁力綫数的多少”才能說明該处的礁場大小〉因此，規定单位噩面租上寡过的磁力綫数称为磁感应靈度，或BS通密度，用字母E表示Q琳感应强度B的单位为高斯，用於式表％: B^S~ 式中B——磁感应强宦（高斯）； 必——硝通（麦）； S——戰面枳（平方厦米）e 应用上式于磁堀我磁歛內部』貝更如逍某裁面&中的镒通切为多少，就可計算出融感应强度占来，反之亦然。
凡是硝通都耍沿一定的路徑閉伞而成回賂。如果我們用一根鉄俸捕入上节所述的燥管踐圈卡，另外再在饌棒两端用鉄条联成閉路°那么，我們将发現在綫圈磴势相同的信况下，其1K通将比空心綫圈时大为增加，而且大都分的滋通都会集中地流入鉄棒和鉄条内'而沿鉄棒外碁他路徑閉合的磁通非常之少弋这是因也墜和a±t銚比通过空气阪力小僵多a因此我們把鋼鉄之类的金属称作鉄磁物质，作为磁通賂徑的鉄磁体叫做导磁体口 通常应用的电磁鉞，就是将経圈歩在一定形状的号做体上所构成的。衽这样的綫圈中'只耍通进很小的激礦电流J就可以产生很强的砸堀（即很多磁砸），产生强大的毀力。 磁势=磁通*磁阻 磁势二电流*线圈的匝数 C *R m*10-8=IW 磁阻的大小与磁胳的长度成;正此，而与硝路裁面积成反? 比〔图2-8）,这个关系可表示为： = （2-4） 式中心一磁阻（1/亨）； I——磁賂长度（厘二 米）； 4——导磁系数（亨/厘来”
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
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
电磁铁吸力计算
电磁铁吸力计算 -、按所给参数要求计算： 已知： 工作电压：U=12V 电阻：R=285± 10% 匝数：W=3900 线径: ① 0.08 由已知条件可计算得出: 电流：匸U/R=12/285=0.042A F= (1) 其中：①：通过铁芯极化面的磁通量 Mx S :为铁心极化面面积 cm 2 3:未吸合时衔铁和铁芯的气隙长度cm a ：修正系数，一般在3?4之间，在此取其中间值 4 在式(1)中磁通量为: ① ⑵ 其中：IW :线包的安匝值 G :工作磁通的磁导H 安匝值: 电磁吸力： IW=0.042*3900=163.8 IW * G *108
在式(2)中工作磁通的磁导为
其中：R o :衔铁旋转位置到铁芯中心的长度cm 0 :空气中的磁导率为0.4 n *10 8 H/cm r :极化面的半径cm 由产品结构图可知： R 0=0.56 r=0.3 8 =0.069 故有: ①=163.8* 5.58*10 8 *108 =914 F=(空)2 * J =0.093 Kgf =93gf 5000 * 0.32(1 4* 0.069) 改进后吸力计算 改进方案1: 改用①0.09线，绕制后所得匝数为 W=4262其他参数不变, 故： 安匝值 IW=0.042*4262=179 则： ①=179* 5.58* 10 8 * 108 =998.82 F=(99^)2* _ 丄 =0.111 Kgf =111gf 5000 *0.3 (1 4*0.069) 0.562 *0.4 0.069 *10 8 (1 1。隊声58*10 8 2 r R o 2
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
电磁铁的设计计算
电磁铁的设计计算 一. 电磁铁的吸力计算 1. 曳引机的静转矩 T=[（1-φ）Q ·g ·D/（2i ）]×10-3 式中：φ-------对重系数（0.4-0.5） g---------重力加速度 9.8m/s 2 i----------曳引比 Q---------额定负载 kg D--------曳引轮直径 mm T=[（1-Text1(3)）×Text1(0) ×9.8×Text1(1)/（2×Text1(2)）]×10-3 = Text1(16) Nm 2. 制动力矩 取安全系数S=1.75-2 取S= Text1(5) Mz=S ·T= Text1(5)×Text1(16)= Text1(6) Nm 3. 电磁铁的额定开闸力 u--------摩擦系数 0.4-0.5,取0.45； Dz------制动轮直径 Dz= Text1(8)mm F N = ) 321(103 1L L L uD L M Z Z ++? = Text1(6)×Text1(11)×103/(Text1(7)×Text1(6)×Text1(9)) = Text1(12)N L1，L2，L3所示详见右图 4. 电磁铁的过载能力 5.11=N F F F1----电磁铁的最大吸力； 5. 所需电磁铁的最大吸力 F1=1.5F N =1.5×Text1(12)= Text1(13)N 6. 电磁铁的额定功率 1021 F P == Text1(14) W 7. 电磁铁的额定工作电压，设计给定 U N =110 V 8. 额定工作电流 N N U P I == Text2(13) A 9. 导线直径的确定 （电密 J=5—6 A/mm 2 ） J= Text2(1) A/mm 2 裸线 J I d N π4'0== Text2(12) mm 绝缘后导线直径 d ’ = Text2(6) mm 10. 衔铁的直径（气隙磁密 B δ=0.9-1T ）取B δ= Text2(2) T
电磁铁设计计算书
电磁铁设计计算书 河北科技大学电气工程学院 张刚 电磁铁设计中有许多计算方法，但有许多计算原理表达的不够清晰，本人参照“电 磁铁设计手册”一书，对相关内容进行了整理补充，完成了一个直流110V 拍合式电磁铁的计算。 设计一个拍合式电磁铁，它的额定工作行程为4mm ，该行程时的电磁吸力为0.8公 斤，用在电压110V 直流电路上，线圈容许温升为65℃。 1) 初步设计 第一步：计算极靴直径 电磁铁的结构因数为： 0.8 2.2F K φδ = = ≈ 查空气气隙磁感应强度与结构因数的经济表格，如下图所示： 从图中可查得，气隙磁感应强度最好取为p B =2000Gs 。 极靴的表面积为： 2 2 2500050000.852000n p S F cm B ????==?= ? ? ????? 极靴直径为： 445 2.52 3.14 n n S d cm π ?= = = 取n d =2.5cm ，则2 4.9n S cm =。磁感应强度p B 增加为2040Gs 。 第二步，计算铁芯直径 材料采用低碳钢，其磁感应强度取cm B =11000Gs ，漏磁系数σ取2，则：
222040 4.9 1.1811000 p n cm cm B S S cm B σ??= = = 铁芯直径为： 1.52c d cm = = = 取 1.5c d cm =，则2 1.77cm S cm = 第三步，计算线圈磁动势 线圈的磁动势NI 为工作气隙磁动势、铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和，记 为： ()()()cm n NI NI NI NI δ=++ 计算中，可取： ()()()cm n NI NI a NI += 这里a=0.15~0.3,也就是铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和约占总磁动势的 15%~30%。 因此，线圈的磁动势应为： ()()() 42 7 102040100.4109321141010.3p p B B NI a a δ μδμπ---????==?=≈--?-安匝 系统一般要求电压降到85%U n 时仍能正常工作，在额定电压U n 下的磁动势为： ()1 10950.85 NI NI = =安匝 计算温升时，一般取额定电压U n 的1.05~1.1倍，此时的磁动势为： ()2 1.051150NI NI =?=安匝 第四步,计算线圈尺寸 1)推导计算线圈厚度公式 线圈的温升公式为： m P S θμ= ? 这里： θ：温升，单位℃； P ：功率，单位W ； m μ：线圈的散热系数，单位2/W cm ?℃；
电磁铁吸力计算审批稿
电磁铁吸力计算 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
电磁铁吸力计算 一、 按所给参数要求计算： 已知： 工作电压：U=12V 电阻：R=285±10% 匝数：W=3900 线径：Φ 由已知条件可计算得出： 电流：I=U/R=12/285= 安匝值：IW=*3900= 电磁吸力： F=2)5000(Φ*)1(1 αδ+S (1) 其中: Φ：通过铁芯极化面的磁通量Mx S ：为铁心极化面面积2cm δ：未吸合时衔铁和铁芯的气隙长度cm α：修正系数,一般在3～4之间,在此取其中间值4=α 在式(1)中磁通量为: Φ=810**δG IW (2) 其中: IW ：线包的安匝值 δG ：工作磁通的磁导H 在式(2)中工作磁通的磁导为: δG =)11(220 2 020R r R --δμπ (3) 其中: 0R ：衔铁旋转位置到铁芯中心的长度cm 0μ：空气中的磁导率为π*108-cm H /
r ：极化面的半径cm 由产品结构图可知： 0R = r= δ= 故有: δG =)56.03.011(069.010*4.0*56.0*222 82---ππ=*108 - Φ=8810*10*58.5*8.163-=914 F=)069.0*41(3.0*1 *)5000914 (22+π=Kgf =93gf 二、 改进后吸力计算 改进方案1: 改用Φ线，绕制后所得匝数为W=4262,其他参数不变，故： 安匝值 IW=*4262=179 则： Φ=8810*10*58.5*179-= F=)069.0*41(3.0*1 *)500082 .998(22+π=Kgf =111gf 改进方案2: 将线包功率增加到则其电阻值变为： Ω===7.2057.0122 2P U R A R U I 058.07.20512 === 此时绕制后所得匝数为W=3361 ,其他参数不变 故有：
电磁铁吸力的计算
5050、、电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算 吴义声 电磁铁在工业生产中有着广泛的应用，大的如电磁铁起重机，小的如电气控制箱中的继电器，都要用到电磁铁。电磁铁吸力的大小，是电磁铁应用中必须考虑一个问题。 下面分别计算直流电磁铁和交流电磁铁对衔的吸力。 一、直流电磁铁的吸力 如图50-1所示，当面积为A 的扁平衔铁C ，受电磁铁的吸引力F 而移动距离dx 时，力F 作功为 Fdx dW = 与此同时，空气隙处的体积减小了dV Adx dV = 设空气隙内的磁感应强度为B 0，那么，空气隙中的磁场能量密度m w 是 2 021μB w m = 对于直流电磁铁而言，在衔铁被吸引的过程中，B 0保持不变，即铁心与衔铁之间空气隙的磁通密度保持不变。由于当衔铁C 移动距离dx 时，对衔铁C 作功dW ，从而使空气隙的体积减小了dV ，于是空气隙处的磁场能量减少了dEm ，即 图50-1
Adx B dV B dV w dEm m 0 2 00202121μμ=== 根据能量守恒，减少的磁场能量转变成衔铁的机械能，即 Adx B Fdx 0 2 021μ= 则电磁铁的吸引力为 A B F 0 2 021μ= （1） 用式（1）计算电磁铁吸引力时，还需注意，此式是在假定磁极端面附近磁通密度均匀分布（即B 0=C ）的条件下得到的，因此，只适用于计算空气隙长度δ较小时的情况（如衔铁在吸合位置或接近吸合位置）。另外，还要指出，如使用的是蹄形电磁铁，而且空气隙处的B 0的数值又相同，则电磁铁产生的吸引力应当是式（1）所得数值的两倍。 二、交流电磁铁的吸力 若电磁铁线圈中通以交流电，它所激发的磁场是交变磁场，这时，在交流电磁铁中，磁感应强度是随时间变化的。由式（1）可知，对衔铁的吸力也是随时间而变化的。设空气隙中的磁感应中度为 B 0=B m sin ωt 式中，B m 为空气隙处的磁感应强度的最大值。由式（1）可得交流电磁铁的吸引力为 t A B F m ωμ20 2 sin 21= 令Fm A B F m m ,210 2μ=是吸引力F 的最大值，则 F=F m sin 2ωt 那么，在一个周期T 内，交流电磁铁的吸引力的平均值为 tdt F T Fdt T F T T m ω∫∫==00 2sin 11 A B F m m 0 2 4121μ== （2）
电磁铁吸力的有关公式
电磁铁吸力的有关公式 这里的所有的对象都应该是铁. 1.F=B^2*S/(2*u0) 此式中,F=焦耳/厘米,B=韦伯/平方厘米,S= 平方厘米 该式改变后成为:F=S*(B/5000)^2 此式中,F=Kg,B=高斯,S= 平方厘米 当加入气隙后,F=(S*(B/5000)^2)/(1+aL) a是一个修正系数,一般是3--5,L是气隙长度. 2.F=u0*S0*(N*i)^2/8(L^2) S0:空气隙面积 m^2 N :匝数 i :电流 L :气隙长度 3.F=(B^2*S*10^7)/(8*PI) 这个式子和第一个式子是相等的. 当不存在气隙的时候,就应该是电磁铁在端面处所产生的力. 1. u0就是μ0吧？ 2. 有这句话：“当加入气隙后...”，就意味着，原公式不是针对“空心线圈”？是吗？ 3. 我的理解是：上述公式是应用于“气隙比较于磁链长度相对较短的铁心线圈”。 如果不是针对"空心线圈",那么线圈内部的材质是什么呢?能在公式的哪里体 现出来? 应该在B里面体现出来. 那么,我们是否可以这样做个假定,来匹配现在的情况? 假定,悬浮体是一个通电圆导线,电流I,半径R.匀强磁场B垂直通过其所在平面.那么它所受到的力应该如何计算? 由通电圆导线所形成的磁场,是否可以类比于悬浮磁体?假设电流I足够大,两者的半径R相等,从而达到两者所在平面的磁感应强度相等.
那你的意思是：上述公式是针对"空心线圈"？若是，气隙如何定义？你的这个思路非常有趣。让我慢慢来画一个图，配合这个思路。 (原文件名:思路非常有趣1.JPG) 引用图片 是这个意思吧？
差不多就是这个意思. 只不过两个线圈所产生的B不一样.而且右边线圈的半径要小于左边的线圈. 作为第一步，我们可以将题目中的“磁铁”改成“铁块”，“电磁线圈”改成“无铁心电磁线圈”。 ---------------------------------------------- 这样似乎更复杂了，因为“铁块”是被电磁线圈磁化产生磁性，才和电磁线圈产生力的，那“铁块被磁化”如何量化？ 下面说说我找的资料： 库仑磁力定律： (原文件名:18864f550ffc2c29f8b9d79da17f2fa2.png) 引用图片 其中m1 m2是两个磁极的磁通量，单位韦伯，d是两磁极距离。 这个公式即我们常说的“磁力和距离的平方成反比”概念。 通过这个公式，F和L(d)的关系就出来了吧。 不过这个公式好像不常用，一般计算磁的相互作用力都等效成电流环来算，有个台湾教授说这个公式是假设磁单级子存在的情况，难道因为磁单级子不存在，因此这个公式没有实际意义？从公式的形式上看很明显和库仑电力定律是一个样的，点电荷 => 磁单级子，是这个原因吗？ 别的还在看，水越来越深了，微积分、向量、相对论量子力学都提到了，越看越迷糊，现在很晕。 我要回到“浅水区”去了，从H-B学起。 “浅水区”在：“■从“烧结型铷铁硼的磁性能参数表”中学一些磁的基础知识”。 圆电流全空间磁感应强度B 的分布 https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/xuebao/download.ashx?filePath=~/UpLoadFolder/ OtherFile/200601/060126.pdf 直导线旁的磁感应强度和载流圆线圈轴线上磁感应强度 https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/teacherweb/uploadfile/tonghua/20071206105603443. ppt 安培力 https://www.360docs.net/doc/4b17567776.html,/view/115015.html
电磁铁吸力计算精编范文
电磁铁吸力计算 一、 按所给参数要求计算： 已知： 工作电压：U=12V 电阻：R=285±10% 匝数：W=3900 线径：Φ 由已知条件可计算得出： 电流：I=U/R=12/285= 安匝值：IW=*3900= 电磁吸力： F=2)5000(Φ*)1(1 αδ+S (1) 其中: Φ：通过铁芯极化面的磁通量Mx S ：为铁心极化面面积2cm δ：未吸合时衔铁和铁芯的气隙长度cm α：修正系数,一般在3～4之间,在此取其中间值4 =α 在式(1)中磁通量为: Φ=8 10**δG IW (2) 其中: IW ：线包的安匝值 δG ：工作磁通的磁导H 在式(2)中工作磁通的磁导为: δG =)11(220 2 02 0R r R --δμπ (3) 其中: 0R ：衔铁旋转位置到铁芯中心的长度cm 0μ：空气中的磁导率为π*108-cm H / r ：极化面的半径cm 由产品结构图可知： 0R = r= δ= 故有: δG =)56.03.011(069.010*4.0*56.0*22282---ππ=*108 - Φ=8810*10*58.5*8.163-=914
F=) 069.0*41(3.0*1*)5000914(22+π=Kgf =93gf 二、 改进后吸力计算 改进方案1: 改用Φ线，绕制后所得匝数为W=4262,其他参数不变，故： 安匝值 IW=*4262=179 则： Φ=8810*10 *58.5*179-= F=) 069.0*41(3.0*1*)500082.998(22+π=Kgf =111gf 改进方案2: 将线包功率增加到则其电阻值变为： 此时绕制后所得匝数为W=3361 ,其他参数不变 故有： 安匝值 IW=*= Φ=8810*10 *58.5*94.194-= F=) 069.0*4.01(3.0*1*)500077.1087(22+π=Kgf =131gf 三、 可靠性改进： A 、零件一次性的控制（轭铁一模一出/铁芯冷镦一模一出/骨架一模重新开模） B 、铁芯铰锭一次性的控制 设计治具 C 、取消铁芯帖纸抬高释放，衔铁重新设计抬高释放。 D 、衔铁固定方式重新设计 F 、取消塞片固定线包，采取可靠性高的方式进行固定 G 、改进金属件处理工艺，提高金属件的导磁性。 H 、改进轭铁刀口角度，提高产品的灵敏度 I 、100%的进行进气密封/排气速度的检测。 产品结构图：
电磁铁的设计计算
电磁铁的设计计算 一.电磁铁的吸力计算 1. 曳引机的静转矩 T=[（1-φ）Q ·g ·D/（2i ）]×10-3 式中：φ-------对重系数（0.4-0.5） g---------重力加速度 9.8m/s 2 i----------曳引比 Q---------额定负载 kg D--------曳引轮直径 mm T=[（1-Text1(3)）×Text1(0) ×9.8×Text1(1)/（2×Text1(2)）]×10-3 = Text1(16) Nm 2. 制动力矩 取安全系数S=1.75-2 取S= Text1(5) Mz=S ·T= Text1(5)×Text1(16)= Text1(6) Nm 3. 电磁铁的额定开闸力 u--------摩擦系数 0.4-0.5,取0.45； Dz------制动轮直径 Dz= Text1(8)mm F N = )321(103 1L L L uD L M Z Z ++? = Text1(6)×Text1(11)×103/(Text1(7)×Text1(6)×Text1(9)) = Text1(12)N L1，L2，L3所示详见右图 4. 电磁铁的过载能力 5.11=N F F F1----电磁铁的最大吸力； 5. 所需电磁铁的最大吸力 F1=1.5F N =1.5×Text1(12)= Text1(13)N 6. 电磁铁的额定功率 1021 F P == Text1(14) W 7. 电磁铁的额定工作电压，设计给定 U N =110 V 8. 额定工作电流 N N U P I == Text2(13) A 9. 导线直径的确定 （电密 J=5—6 A/mm 2 ） J= Text2(1) A/mm 2 裸线 J I d N π4'0== Text2(12) mm 绝缘后导线直径 d ’ = Text2(6) mm 10.衔铁的直径（气隙磁密 B δ=0.9-1T ）取B δ= Text2(2) T
电磁铁吸力计算
电磁铁吸力计算 一、按所给参数要求计算： 已知： 工作电压：U=12V 电阻：R=285±10% 匝数：W=3900 线径：Φ0.08 由已知条件可计算得出： 电流：I=U/R=12/285=0.042A 安匝值：IW=0.042*3900=163.8 电磁吸力： F=2)5000(Φ*)1(1 αδ+S (1) 其中: Φ：通过铁芯极化面的磁通量Mx S ：为铁心极化面面积2cm δ：未吸合时衔铁和铁芯的气隙长度cm α：修正系数,一般在3～4之间,在此取其中间值4=α 在式(1)中磁通量为: Φ=810**δG IW (2) 其中: IW ：线包的安匝值 δG ：工作磁通的磁导H 在式(2)中工作磁通的磁导为: δG =)11(220 2 2 R r R --δμπ (3) 其中: 0R ：衔铁旋转位置到铁芯中心的长度cm 0μ：空气中的磁导率为0.4π*108-cm H / r ：极化面的半径cm 由产品结构图可知： 0R =0.56 r=0.3 δ=0.069 故有: δG =)56.03.011(069.010*4.0*56.0*222 82---ππ=5.58*108 - Φ=8810*10*58.5*8.163-=914 F=)069.0*41(3.0*1 *)5000914 (22+π=0.093Kgf =93gf
二、改进后吸力计算 改进方案1: 改用Φ0.09线，绕制后所得匝数为W=4262,其他参数不变，故： 安匝值 IW=0.042*4262=179 则： Φ=8810*10*58.5*179-=998.82 F=) 069.0*41(3.0*1*)500082.998(22+π=0.111Kgf =111gf 改进方案2: 将线包功率增加到0.7W 则其电阻值变为： Ω===7.2057 .0122 2P U R A R U I 058.07 .20512=== 此时绕制后所得匝数为W=3361 ,其他参数不变 故有： 安匝值 IW=0.058*3361.34=194.94 Φ=8810*10*58.5*94.194-=1087.77 F=) 069.0*4.01(3.0*1*)500077.1087(22+π=0.131Kgf =131gf 三、可靠性改进： A 、零件一次性的控制（轭铁一模一出/铁芯冷镦一模一出/骨架一模重新开模） B 、铁芯铰锭一次性的控制 设计治具 C 、取消铁芯帖纸抬高释放，衔铁重新设计抬高释放。 D 、衔铁固定方式重新设计 F 、取消塞片固定线包，采取可靠性高的方式进行固定 G 、改进金属件处理工艺，提高金属件的导磁性。 H 、改进轭铁刀口角度，提高产品的灵敏度 I 、100%的进行进气密封/排气速度的检测。