Magnet-Schultz 电磁铁WZAW060X00A03

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江苏邱成机电有限公司

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当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。

电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件，属非磁铁，可以很容易地将其磁性启动或是消除。例如：大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。电磁铁可以分

为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁──主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。（2）起重电磁铁──用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。（3）制动电磁铁──主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。（4）自动电器的电磁系统──如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁──如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。

当电流通过导线时，会在导线的周围产生磁场。应用这性质，将电流通过螺线管时，则会在螺线管之内制成均匀磁场。假设在螺线管的中心置入铁磁性物质，则此铁磁性物质会被磁化，而且会大大增强磁场。

一般而言，电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关。在设计电磁铁时，会注重线圈的分布和铁磁体的选择，并利用电流大小来控制磁场。由于线圈的材料具有电阻，这限制了电磁铁所能产生的磁场大小，但随着超导体的发现与应用，将有机会超越现有的限制。1.圆形线圈通往电流形成的磁场

（1）线圈中心处的磁场方向可将线圈上某一小段导线视为直线，由安培右手定则判定之。

（2）通有电流的圆形线圈上每一小段电流所产生的磁场，在线圈内都指向同一方向，故线圈内的磁场较直导线电流产生的磁场强度大。

（3）圆形导线通入电流时，线圈外的磁

各小段电流产生磁场的方向不一致， 因此产生的合成磁场较圈内磁场弱。

（4）圆形线圈的电流愈大，半径愈小，则线圈中心处的磁场强度即愈大。

（5）圆形线圈和圆盘形薄磁铁的磁力线形状相似。发电机失磁故障是指发电机的励磁突然全部消失或部分消失。引起失磁的原因有：转子绕组故障、励磁机故障、自动灭磁开关误跳、半导体励磁系统中某些元件损坏或回路发生故障以及误操作等。

由于异步运行，发电机的转子机械转速大于同步转速，由于出现转差，定子绕组电流增大，转子绕组产生感应电流，引起定、转子绕组的附加发热。分析表明，发电机失磁后对电力系统及发电机本身都会造成程度不同的危害，归纳起来有以下几方面。

对发电机本身的危害：

（1）发电机失磁后，定子端部漏磁增强，使端部的部件和端部铁芯过热。

（2）异步运行后，发电机的等效电抗降低，由 变为 。因而从系统中吸收的无功增加，使定子绕组过热。

（3）发电机转子绕组出现的差频电流在转子绕组中产生额外损耗，引起转子绕组发热。

（4）对大型直接冷却式汽轮发电机，平均异步转矩的最大值较小，惯性常数也相对降低，转子在纵横轴方面明显不对称。由于这些原因，在重负荷下失磁发电机的转矩和有功将发生剧烈摆动。这种影响对水轮发电机更为严重。

对电力系统的危害：

（1）发电机失磁后，由于有功功率摆动及系统电压的降低，可能导致相邻正常运行的发电机与系统之间失去同步，引起系统振荡。

（2）发电机失磁造成系统中大量无功缺少，当系统中无功储备不足，将引起电压下降。严重时引起电压崩溃，系统瓦解。

（3）一台发电机失磁造成电压下降，系统中的其他发电机在自动调节励磁装置作用下，将增加其无功输出。从而使某些发电机、变压器、输电线路过电流，后备保护可能因过流动作，扩大了故障范围。

2.螺线形线圈电流的磁场

（1）用一条长导线绕成螺线形的长线圈，相当于由很多个圆形线圈所串联而成，每一圆形导线在中心处所建立的磁场均为同向，可以增强效应，故线圈中心处的磁场较单匝圆形线圈为强。

（2）线圈内部磁力线形成方向相同的直线，在线圈约两端磁力线则渐弯曲向外。

（3）螺线形线圈的磁力线特

性与棒形磁铁的磁力线相似，线圈内的磁力线与线圈外方向恰相反。

（4）线圈内磁场的强度与线圈上的电流及单位长度内线圈的圈数成正比。

3.螺线形线圈电流内磁场方向的右手螺旋定则（安培定理）：以右手掌握住线圈，四指指向电流方向，大拇指所指的方向即为线圈内磁力线方向。

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