電磁鐵及其應用

電磁鐵使用流過電流的線圈產生磁場。為了放大這個磁場並沿著特定路徑引導磁通量，大多數電磁鐵都有一個由軟磁鋼製成的磁路。

電磁鐵的應用

電磁鐵已經變得如此普遍，以至於很難說出以一種或另一種形式使用電磁鐵的技術領域。它們存在於許多家用電器中——電動剃須刀、錄音機、電視機等。通信技術設備——電話、電報和無線電——如果不使用它們是不可想像的。

電磁鐵是電機、許多工業自動化設備、各種電氣裝置的控制和保護設備的組成部分。電磁鐵的一個發展中的應用領域是醫療設備。最後，巨型電磁鐵用於加速同步相子加速器中的基本粒子。

電磁鐵的重量從幾分之一克到數百噸不等，工作時消耗的電能從毫瓦到數万千瓦不等。

電磁體的一個特殊應用領域是電磁機構。在它們中，電磁鐵用作驅動器來執行工作元件的必要平移運動，以將其旋轉有限角度或產生保持力。

這種電磁鐵的一個例子是牽引電磁鐵，設計用於在移動某些工作體時執行某些工作；電磁鎖；電磁離合器和製動器以及製動螺線管；繼電器、接觸器、啟動器、斷路器中的電磁鐵致動接觸裝置；起重電磁鐵、振動電磁鐵等。

在許多設備中，與電磁鐵一起使用或代替電磁鐵使用永磁體（例如，金屬切割機的磁板、制動器、磁力鎖等）。

電磁鐵的分類

電磁鐵的設計非常多樣，其特性和參數各不相同，因此分類有助於研究其運行過程中發生的過程。

根據產生磁通量的方法和作用磁化力的性質，電磁鐵分為三組：直流電的中性電磁鐵、直流電的極化電磁鐵和交流電的電磁鐵。

中性電磁鐵

在中性直流電磁鐵中，工作磁通量是通過永久線圈產生的。電磁鐵的作用僅取決於該磁通量的大小，而不取決於其方向，因此不取決於電磁鐵線圈中電流的方向。在沒有電流的情況下，作用在電樞上的磁通量和吸引力幾乎為零。

極化電磁鐵

極化直流電磁鐵的特點是存在兩個獨立的磁通量：（極化和工作。極化磁通量在大多數情況下是在永磁體的幫助下產生的。有時電磁鐵用於此目的。工作磁通量在作用下發生工作線圈或控制線圈的磁化力。如果它們中沒有電流，則極化磁通量產生的吸引力作用在電樞上。極化電磁鐵的作用取決於大小和方向工作磁通量，即工作線圈中電流的方向。

交流電磁鐵

在交流電磁鐵中，線圈由交流電源供電。由交流電通過的線圈產生的磁通量在大小和方向上週期性變化（交變磁通量），因此，電磁吸引力脈衝從零到最大值，頻率是電源頻率的兩倍當前的。

然而，對於牽引電磁鐵，將電磁力降低到一定水平以下是不可接受的，因為這會導致電樞振動，並且在某些情況下會直接破壞正常運行。因此，在交變磁通運行的牽引電磁鐵中，需要採取措施減小力紋波的深度（如採用屏蔽線圈覆蓋部分電磁鐵極）。

除所列品種外，目前普遍採用的是電流校正電磁鐵，其在功率上屬於交流電磁鐵，在特性上接近於直流電磁鐵。因為他們的作品還是有一些具體的特點。

根據繞組的開啟方式，電磁鐵分為串聯繞組和並聯繞組。

在給定電流下工作的串聯繞組由大截面上的少量匝數製成。通過這種線圈的電流實際上不取決於它的參數，而是由與線圈串聯的用電器的特性決定的。

在給定電壓下運行的並聯繞組通常具有非常多的匝數並且由具有小橫截面的導線製成。

根據線圈的性質，電磁鐵分為以長期、週期和短期模式運行的電磁鐵。

就動作速度而言，電磁鐵有正常動作速度、快動和慢動之分。這種劃分有些武斷，主要說明是否採取了特殊措施以達到要求的行動速度。

所有上述特徵都在電磁鐵的設計特徵上留下了印記。

起重電磁鐵

電磁裝置

同時，在實踐中遇到的電磁鐵種類繁多，它們都是由具有相同用途的主要部件組成的。它們包括一個帶有磁化線圈的線圈（可以有幾個線圈和幾個線圈），一個由鐵磁材料製成的磁路的固定部分（磁軛和鐵芯）和一個磁路的可移動部分（電樞）。在某些情況下，磁路的靜止部分由幾個部分（底座、外殼、法蘭等）組成。 A）

電樞通過氣隙與磁路的其餘部分分開，並且是電磁鐵的一部分，電磁鐵感知電磁力，將其傳遞到執行機構的相應部分。

將磁路的運動部分與靜止部分分開的氣隙的數量和形狀取決於電磁鐵的設計。產生有用力的氣隙稱為工作器；在錨可能運動的方向上沒有力的氣隙是寄生的。

限制工作氣隙的磁路運動或靜止部分的表面稱為磁極。

根據電樞相對於電磁鐵其餘部分的位置，可分為外部吸引電樞電磁鐵、可伸縮電樞電磁鐵和外部橫向移動電樞電磁​​鐵。

具有外部吸引電樞的電磁鐵的一個特徵是電樞相對於線圈的外部位置。這主要受從電樞到鐵芯端側的工作流的影響。電樞的運動可以是旋轉的（例如，電磁閥）或平移的。這種電磁鐵中的漏電流（除工作間隙外閉合）實際上不會產生牽引力，因此它們往往會減少。這組電磁鐵可以產生相當大的力，但通常用於相對較小的電樞行程。

可伸縮電樞電磁鐵的一個顯著特徵是電樞部分放置在線圈內的初始位置，並在操作期間在線圈中進一步移動。來自這種電磁鐵的漏磁通，尤其是在氣隙較大的情況下，會產生一定的拉力，因此它們很有用，尤其是對於相對較大的電樞行程。這種電磁體可以製成帶或不帶止動件，並且形成工作間隙的表面的形狀可以根據要獲得的牽引特性而不同。

最常見的是帶有扁平和截錐形磁極的電磁鐵，以及沒有限制器的電磁鐵。作為電樞的導向，最常使用非磁性材料管，它在電樞和磁路的上部靜止部分之間產生寄生間隙。

伸縮式電樞螺線管可以產生力並且電樞行程在很大範圍內變化，因此被廣泛使用。

外裝橫向移動電樞的V型電磁鐵電樞通過磁力線運動，旋轉一定的限定角度。這種電磁鐵通常產生相對較小的力，但通過磁極和電樞形狀的適當匹配，可以獲得牽引特性的變化和高返回係數。

在列出的三組電磁鐵中的每一組中，依次有許多設計品種與流過線圈的電流的性質以及確保電磁鐵的特定特性和參數的需要有關。

另請閱讀： 關於磁場、螺線管和電磁鐵