SPCA506A1表1-2列出了常用磁通管的图形及其磁导公式,它们大体上概括了绝大部分的散磁场。因为,所有散磁场不外乎是一个磁极的棱角(点)、棱边(线)及侧面(面)相对于另一个磁极的平面(如图1-12)之间,或者是相同形状磁极之间相互对应的点、线及侧面之间的磁场。

在应用这些公式时,不仅要注意磁通管应有的形状,尤其还应注意磁通管中磁力线的走向或其磁力线的平均路径,因为形状完全相同的磁通管,如果磁力线的路径不同,如图1-13所示,则它们的磁导值是完全不同的。边缘散磁场的扩散宽度272值的大小一般可按磁力线走“最短路径”的原则来确定,如图1-14(b),或者按磁极的几何特征尺寸来确定,如图1-14(a)和(c)。对那些具有自由空间的散磁场通常可取叨=(1~2)a。

对于圆柱形磁极,用分割法计算气隙磁导时,磁通管都是旋转体。例如图1-15中两圆柱形磁极,分割后得到磁通管2是半圆的旋转体,3则是半圆环的旋转体。计算它们的磁导时只要将半圆和半圆环的重心绕轴旋转一周的长度作为L代入表1-2中的对应公式即可。表1-3列举了常见图形的重心位置。

经验公式或经验曲线是在对不同形式和不同尺寸的磁极进行试验的基础上归纳总结而得的。因此,在一定的条件下,经验公式的准确度是比较高的,计算也比较方便。表1一4列举几种常见的磁极的磁导经验公式,更多的经验公式或经验曲线往往会在有关资料中给出。

气隙磁导的计算方法还有图解法、磁场数值的数值计算法等,这里不再一一列举。

直流电磁铁的吸力和吸力特性,电磁铁是一种依靠电磁系统中产生的电磁吸力,带动衔铁作机械运动,从而对外作功的电动装置。这是一种由电能―磁能―机械能的转化装置。因此,电磁吸力计算的基本出发点是能量守恒定律,由此来导出不同形式电磁铁的吸力计算公式。

衔铁在运动过程中所受的电磁吸力Fd与它的行程ε之间的关系,即Fd=r(a),是表征各类电磁铁主要性能的基本特性,这个特性习惯上称为吸力特性。对于转动式电磁铁,其吸力特性是以电磁转矩Md与衔铁的角位移α之间的关系来表示,即Md=r(α)。吸力特性有静态吸力特性和动态吸力特性之分。静态吸力特性是指在衔铁不动时电磁吸力Fd与气隙a大小之间的关系。它是动态吸力特性的一种特例。习惯上常以静态吸力特性作为电磁铁的基本特性,并且省去“静态”二字而简称为吸力特性。根据电磁铁的吸力特性可以判断它是否可能用来带动一定负载或使机构发生动作,完成所执行的任务,因此,有必要研究电磁铁的吸力特性。

实用的吸力计算公式,拍合式电磁铁的吸力计算公式,根据衔铁(吸片)在电磁吸力作用下移动一个距离而作机械功时,电能、磁能和机械功之间的转化关系,导出拍合式电磁铁的吸力计算公式为

Fd=一1/2um2d/(N)      (1-10)

式中 ynδ―该气隙的磁压降(安匝);

^δ―该气隙的磁导(H);

a―气隙大小(m)。

应该注意式(1-10)的吸力计算公式是在一个工作气隙下所产生的电磁吸力。如果有多个工作气隙时,其吸力应是各个工作气隙所产生的吸力之和。另外,该公式推导时假定在吸片移动过程中漏磁通并不改变,多数拍合式电磁铁是近似于这种情况的。同时,电磁吸力的正方向指向ε减小方向。

对于拍合式和旋转式电磁铁,往往要求的是电磁力矩值Md。此时,当吸片旋转dα弧度时的电磁力矩为

Md=―u2δ(N・m)     (1-11)

式中,α用弧度表示。

吸入式电磁铁的吸力计算公式,吸入式电磁铁中(图1-6(a)),可动铁心侧面到壳体之间的漏磁通Φσ1是直接随铁心的移动而变化的,这一部分漏磁通也会对可动铁心产生吸力。因此,作用于可动铁心上电磁力Fd由两部分合成,即

Fd=Fdδ+Fd。           (1-12)

式中,Fdδ是通过主工作气隙ε的主磁通Φδ所产生的端面吸力,而Fd。