1、電磁鐵設計計算書河北科技大學電氣工程學院 張剛電磁鐵設計中有許多計算方法，但有許多計算原理表達的不夠清晰，本人參照“電磁鐵設計手冊”一書，對相關內容進行了整理補充，完成了一個直流110V拍合式電磁鐵的計算。設計一個拍合式電磁鐵，它的額定工作行程為4mm，該行程時的電磁吸力為0.8公斤，用在電壓110V直流電路上，線圈容許溫升為65。1) 初步設計第一步：計算極靴直徑電磁鐵的結構因數為：查空氣氣隙磁感應強度與結構因數的經濟表格，如下圖所示：從圖中可查得，氣隙磁感應強度最好取為=2000Gs。極靴的表面積為：極靴直徑為：取=2.5cm，則。磁感應強度增加為2040Gs。第二步，計算鐵芯直徑材料采用

2、低碳鋼，其磁感應強度取=11000Gs，漏磁系數取2，則：鐵芯直徑為：取，則第三步，計算線圈磁動勢線圈的磁動勢NI為工作氣隙磁動勢、鐵芯磁動勢和非工作氣隙磁動勢的和，記為：計算中，可?。哼@里a=0.150.3,也就是鐵芯磁動勢和非工作氣隙磁動勢的和約占總磁動勢的15%30%。因此，線圈的磁動勢應為：安匝系統一般要求電壓降到85%時仍能正常工作，在額定電壓下的磁動勢為：安匝計算溫升時，一般取額定電壓的1.051.1倍，此時的磁動勢為：安匝第四步,計算線圈尺寸1)推導計算線圈厚度公式線圈的溫升公式為：這里：溫升，單位；P：功率，單位W；：線圈的散熱系數，單位；S：線圈的散熱表面積，單位。a)線圈散

3、熱系數的經驗值如下表所示。表 線圈散熱系數的經驗值線圈溫升()()A類線圈與鐵芯柱間熱傳導良好時B類線圈與鐵芯柱間熱傳導不良時4045505560657075808511.0011.2011.4111.6211.8012.0412.2512.4612.6812.899.8410.0110.1910.3710.5410.7210.9911.1711.3511.52b)散熱表面積的計算方法線圖的散熱表面種S的計算公式如下：這里：線圈的外表面面積(cm2)：線圈的內表面面積(cm2)：表面系數，依結構確定。線圈表面系數的確定原則：i)骨架為導熱較差的絕緣材料時，=0；ii) 骨架為導熱較好的金屬材料

4、時，=1.7；iii)無骨架時，=0.91；iv)線圈直接繞在鐵芯上時，=2.4。2)線圈高厚比線圈高厚比是線圈的高度和線圈的厚度之比，它與整個電磁鐵的用銅量和用鐵量有關，影響電磁鐵的經濟性。線較的結構如下圖所示。線圈高厚比選擇如下表所示：表 線圈高厚比經驗取值電磁鐵型式值直流電磁鐵交流電磁鐵拍合式帶極靴462不帶極靴57盤式2412螺線管式78343)由溫升確定線圈高度的計算公式線圈消耗的功率可表示為：這里：電阻系數，單位；：線圈的平均直徑，單位m；:導線的截面積，單位；N：線圈匝數。銅導線電阻系數的值如下表所示：工作溫度()電阻系數()工作溫度()電阻系數()20=0.0175490=0.

5、0223635=0.01857105=0.0233940=0.01991120=0.02443線圈的表面種可表示為：這里取=1，則：代入線圈溫升公式，得：這里：表示線圈占的表面積，可用填充系數與線圈面積來表示。填充系數表示線圈中導體銅截面所占面積與線圈的總面積之比，表示這：故：則：但這里單位制還不統一，的單位是，的單位是，把統一化成和mm，得：(mm)本例中導線采用Q號漆包線，其最高容許溫升為=65，查表知，其散熱系數：選取線圈高厚比：當溫升=65，工作溫度=65+40=105，則電阻系數：取填充系數：則線圈厚度為：取，則。第五步，計算線圈直徑電壓型線圈，有如下關系式：這里：則：這里：故：查線規表，其鄰近的直徑為d=0.16mm，帶絕緣漆后。第六步，計算繞圈匝數電磁鐵電流密度一般按如下取值：a)長期工作制的電磁鐵：j=24(A/