SPCA506A1表1-2列出了常用磁通管的圖形及其磁導公式,它們大體上概括了絕大部分的散磁場。因為,所有散磁場不外乎是一個磁極的棱角(點)、棱邊(線)及側面(面)相對于另一個磁極的平面(如圖1-12)之間,或者是相同形狀磁極之間相互對應的點、線及側面之間的磁場。

在應用這些公式時,不僅要注意磁通管應有的形狀,尤其還應注意磁通管中磁力線的走向或其磁力線的平均路徑,因為形狀完全相同的磁通管,如果磁力線的路徑不同,如圖1-13所示,則它們的磁導值是完全不同的。邊緣散磁場的擴散寬度272值的大小一般可按磁力線走“最短路徑”的原則來確定,如圖1-14(b),或者按磁極的幾何特征尺寸來確定,如圖1-14(a)和(c)。對那些具有自由空間的散磁場通常可取叨=(1~2)a。

對于圓柱形磁極,用分割法計算氣隙磁導時,磁通管都是旋轉體。例如圖1-15中兩圓柱形磁極,分割后得到磁通管2是半圓的旋轉體,3則是半圓環的旋轉體。計算它們的磁導時只要將半圓和半圓環的重心繞軸旋轉一周的長度作為L代入表1-2中的對應公式即可。表1-3列舉了常見圖形的重心位置。

經驗公式或經驗曲線是在對不同形式和不同尺寸的磁極進行試驗的基礎上歸納總結而得的。因此,在一定的條件下,經驗公式的準確度是比較高的,計算也比較方便。表1一4列舉幾種常見的磁極的磁導經驗公式,更多的經驗公式或經驗曲線往往會在有關資料中給出。

氣隙磁導的計算方法還有圖解法、磁場數值的數值計算法等,這里不再一一列舉。

直流電磁鐵的吸力和吸力特性,電磁鐵是一種依靠電磁系統中產生的電磁吸力,帶動銜鐵作機械運動,從而對外作功的電動裝置。這是一種由電能―磁能―機械能的轉化裝置。因此,電磁吸力計算的基本出發點是能量守恒定律,由此來導出不同形式電磁鐵的吸力計算公式。

銜鐵在運動過程中所受的電磁吸力Fd與它的行程ε之間的關系,即Fd=r(a),是表征各類電磁鐵主要性能的基本特性,這個特性習慣上稱為吸力特性。對于轉動式電磁鐵,其吸力特性是以電磁轉矩Md與銜鐵的角位移α之間的關系來表示,即Md=r(α)。吸力特性有靜態吸力特性和動態吸力特性之分。靜態吸力特性是指在銜鐵不動時電磁吸力Fd與氣隙a大小之間的關系。它是動態吸力特性的一種特例。習慣上常以靜態吸力特性作為電磁鐵的基本特性,并且省去“靜態”二字而簡稱為吸力特性。根據電磁鐵的吸力特性可以判斷它是否可能用來帶動一定負載或使機構發生動作,完成所執行的任務,因此,有必要研究電磁鐵的吸力特性。

實用的吸力計算公式,拍合式電磁鐵的吸力計算公式,根據銜鐵(吸片)在電磁吸力作用下移動一個距離而作機械功時,電能、磁能和機械功之間的轉化關系,導出拍合式電磁鐵的吸力計算公式為

Fd=一1/2um2d/(N)      (1-10)

式中 ynδ―該氣隙的磁壓降(安匝);

^δ―該氣隙的磁導(H);

a―氣隙大小(m)。

應該注意式(1-10)的吸力計算公式是在一個工作氣隙下所產生的電磁吸力。如果有多個工作氣隙時,其吸力應是各個工作氣隙所產生的吸力之和。另外,該公式推導時假定在吸片移動過程中漏磁通并不改變,多數拍合式電磁鐵是近似于這種情況的。同時,電磁吸力的正方向指向ε減小方向。

對于拍合式和旋轉式電磁鐵,往往要求的是電磁力矩值Md。此時,當吸片旋轉dα弧度時的電磁力矩為

Md=―u2δ(N・m)     (1-11)

式中,α用弧度表示。

吸入式電磁鐵的吸力計算公式,吸入式電磁鐵中(圖1-6(a)),可動鐵心側面到殼體之間的漏磁通Φσ1是直接隨鐵心的移動而變化的,這一部分漏磁通也會對可動鐵心產生吸力。因此,作用于可動鐵心上電磁力Fd由兩部分合成,即

Fd=Fdδ+Fd。           (1-12)

式中,Fdδ是通過主工作氣隙ε的主磁通Φδ所產生的端面吸力,而Fd。