电磁铁的设计计算

1、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测试参数 工作行程IH=1mm 1A 吸力2F=7.5kg测试数据电阻R=3.54 设计程序根据已测绘出的基本尺寸4.1确定衔铁直径dc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电磁铁衔铁的工作行程比较小因此电磁吸力计算时力F=7.5kg则电磁铁的结构因数只需考虑表面力的作用已知工作行程 =1mm时的吸合K=F7.5 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=100

2、00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F=（ Bp/5000 ） 2× 4× dc2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力产生由吸力公式(2)dc=5800×FBp=5800×7.510000=1.59cm=15.9mm取 dc=16 mm4.2确定外壳内径D2在螺管式电磁铁产品中×16=28.16毫米线圈厚度它的内径D2与铁心直径dc之比值(3)n约为2 式中3, 选取n=2.7D2外壳内径毫米D2=n× dc=2.76 4.3 确定bk=D

3、2-dc2-(4)式中bk-线圈厚度毫米-线圈骨架及绝缘厚度毫米今取=1.7毫米bk=28.16 -162- 1.7=4.38毫米今取 bk=5 线圈的高度毫米4.4确定线圈长度lk 与厚度 bk 比值为 , 则线圈高度lk= × bk(5)lk-线圈长度毫米值根据参考资料选取经验数据为 =3.4则线圈高度lk= × bk=3.4 ×5=17 毫米4.5确定导线直径导线直径d=4×× Dcp× IWU(6)式中平均直径Dcp=dc+bk=0.016+0.005=0.021(米 )IW-线圈磁势(安匝)IW=(IW)z+(IW)cm+(

4、IW)k式中(IW)z-消耗在气隙中的磁势(IW)z=Bp × 0× 10- 8(IW)cm和(IW)k 消耗在铁心中和非工作气隙中磁势的安匝数约为总磁势的1530% ，即(IW)cm+(IW)k= × (IW)式中 =0.150.3由此可得线圈的磁势为(IW)=Bp× 0× (1 - )×10-8( 安匝 )(7)式中Bp 单位为高斯，单位为厘米空气导磁系数0=1.25× 10-8 亨 / 厘米电磁铁在实际应用时电压可能降低至85%UH 为了保证在电压降低后电磁铁仍然能够可靠地工作上式计算所得安匝数应该是指电压降低至0.8

5、5UH 时的磁势用(IW)1 表示(IW)1=10000× 0.11.25 × 10-8× (1 -0.3)× 10- 8=1143 安匝显然，电源电压为额定值时的磁势为IW=(IW)10.85=1344安匝电磁铁容许最高工作温度240 ，由参考资料选取电阻系数 =0.03208 欧 .毫米 2米d= 4 ? Dcp? IWU=4× 0.03208 × 0.021 × 134424=0.388毫米查线规表其最邻近的直径为d=0.41 毫米 带绝缘后的直径d =0.45毫米4.6确定线圈匝数WW=1.28(IW)jd2(8)式

6、中j- 容许电流密度( 安毫米 2)，j=Iq=4U Rd2=4× 24× 3.5 × 0.412=51 安毫米 2(9)W=1.28(IW)jd2=1.28× 134451× 0.412=200匝4.7确定电阻线圈平均匝长lcp= (DH+D1)2(10)DH=D1+2bk(11)D1=dc+2(12)式中DH - 线圈外直径D1 - 线圈内直径D1=dc+2 =16+2× 1.7=19.4 毫米DH=D1+2bk=19.4+2× 4.38=27.4毫米lcp= (DH+D1)2= (27.4+13.4)2=64 毫米 =

7、0.064 米线圈电阻下载文档到电脑，查找使用更方便1 下载券1385 人已下载下载还剩 2 页未读，继续阅读R= 40?lcp ?w4? d2=0.01991 ×0.064 × 10934×0.252=28欧(13)现在已初步确定了电磁铁的结构尺寸绘制电磁铁结构草图如图25特性验算虽然根据设计要求已完成了初步设计但是 由于在初步设计中作了不少简化有些参数的选择和估计是极其近似的因此为了电磁铁的工作可靠起见还需要根据初步设计的结构尺寸和数据做进一步详细的验算5.1吸力计算F=( 5000 )2 ?1S(1+ )(14)忽略铁磁阻和漏磁通这样气隙中的磁通 Z=IW?

8、 GZ? 10-8(15)式中磁导GZ= 0? dC24(16)式中空气导磁系数0=1.25× 10- 8 亨 / 厘米GZ= 0? dC24=1.25×10-8×× 1.024 × 0.065=15× 10- 8 亨Z=IW? GZ? 10-8=961× 15× 10-8×108=14415麦式中- 修正系数 取 =4S-铁心截面积S= dC24=× 1.024=0.785厘米2(17)F=( 5000 )2 ?1S(1+ ) =( 144155000 )2?10.785 × (1+4 × 0.065) =8.4 公斤可见吸力是满足设计要求的线圈容许温升 =110m=12.89× 10-4 瓦厘米5.2线圈温升计算，查参考资料可得散热系数为2金属骨架线圈其传导能力较强 m 1.7S=DH+ mD1 lk=(2.74+1.7×1.34线圈的散热表面) × 2.38=37.5厘米2线圈温升=P mS=412.89 × 10-4× 37.5=82.7 (18)温升小于110可见是合格的。6结论到目前为止虽然设计电磁铁的方法有许多种但是都还没有一套既严