W58-XB1A4A-4式中,Φδ的單位為Mx。

值得指出的是,麥克斯韋吸力公式和由能量守恒定律計算出來的吸力公式是可以互相轉換的。但是麥克斯韋吸力公式適合于磁極間磁場均勻分布的情況。由于鐵磁材料的導磁系數遠比空氣大得多,只要未達到飽和,磁力線可以認為是垂直于磁極表面的;而當氣隙不大時,其分布又往往是比較均勻的。因此,用麥克斯韋公式可更方便地計算吸力,并且具有一定的精確度。

典型直流電磁鐵的吸力特性,拍合式電磁鐵的吸力特性,假如拍合式電磁鐵吸片轉動時,由于吸片轉角α和氣隙a一般都很小,為了大致看看吸力特性的變化規律,可以近似認為氣隙磁導^δ=號氣而代入式(1-10)得

另外,還可以忽略鐵磁阻和非工作氣隙的磁阻,則σ齋δ就近似等于線圈磁勢rW而且不隨氣隙a的變化而變化。因此式(1-26)就可表為

Fd=c(rw)2 (N)          (1~27)

式,(1-27)中設C=σ7)2踟S為常數,即不隨氣隙a而變化,那么有這是二次雙曲線函數的關系,如圖1-18中虛線1所示。

實際上,導磁體內總會有磁阻,所以tr缶δ不等于刀巳而是隨a的減小而減小,因為ε減小時,磁通增大,導磁體內磁壓降就會增大◇因此,實際的吸力特性偏離雙曲線,a越小,導磁體的磁壓降就越大,曲線偏離也越大,如圖1-18中曲線2所示。 拍合式電磁鐵的吸力特性,若忽略鐵磁阻而假定饑nδccr″,則在某一氣隙下,Fd∝σ″)2,即當磁勢增大時,吸力特性上移,如圖中曲線3所示。由于二次雙曲線函數很陡,也就是說,拍合式電磁鐵的吸力將隨著氣隙增大而減小很多,所以這種電磁鐵不宜用于行程要求較大的情況。

E型拍合式電磁鐵(圖1-2(b))的吸力特性要比U型的更陡,即在閉合位置時,E型

的吸力比U型大得多,但在打開位置時,大得就不顯著了。對于銜鐵位于側面的拍合式電磁鐵(圖1-3),其漏磁通通過吸片,因此還應該考慮漏磁通產生的力矩M洳,即Md=Mdδ+1f,式中Mdδ為主工作氣隙磁通所產生的力矩。

吸入式電磁鐵的吸力特性由前面分析可知,吸入式電磁鐵的吸力計算公式為式(1-17)所表示。對于吸入式電磁鐵的吸力特性有以下幾個特點:

若鐵心為平頂,則當ε不是很大時可以

認為^δ=u。芐(S為極面面積),而話等=Qa2,因此,Fdδ=r(a)的特性同拍合式相近,即隨a的增大,Fdδ減小很多。但是,當a變化時,漏磁通Φσ1卻改變不多(因為a的變化量相對Ja來說是不大的),所以Fdσ不會因a的增大而減小很多。這就使得吸入式電磁鐵的吸力要比拍合式的大,并且,在打開位置時,螺管力  圖1-19 吸人式電磁鐵的靜吸力特性所占的比例更大。因此,它適用于需要鐵心行程較大的情況。

螺管力Fdc與線圈磁勢σ″)2成正比,因此,增大IⅥ/就可以增大Fdσ・而不會受磁路飽和所限,這就使吸入式電磁鐵適用于短時產生較大的吸力,因為線圈短時通以很大電流并不會發熱過甚。而拍合式電磁鐵沒有這一特點,因為它的最大端面吸力是受鐵心飽和磁通密度所限。

鐵心(及臺座)端面的形狀對吸力特性有較大的影響。錐頂鐵心的吸力特性要比平頂的陡度小,如圖1-19所示。因為錐頂氣隙的磁導及其導數都比平頂氣隙的大,在a較大時,可以認為線圈磁勢絕大部分降落在主圖1-20旋轉式電磁鐵  工作氣隙上,即[廠nδ≈刀‰這時錐頂鐵心的吸力就比平的靜吸力特性頂的大;但當ε較小時,在鐵磁阻和非工作氣隙上的磁壓降不能忽略,由于錐頂氣隙的磁導比平頂氣隙大,則在錐頂氣隙上的磁壓降就比平頂氣隙小,所以錐頂鐵心的吸力要比平頂鐵心的小。顯然,錐頂角α越小,即錐頂越尖時,吸力特性也就越平,ε較大時的吸力也越大,所以適用于需要較大行程的情況。

旋轉式電磁鐵的吸力特性,從式(1-18)可知,旋轉式電磁鐵在忽略鐵磁阻以及線圈磁勢J・″為常數時,ymδ和Md為常數,因此,電磁鐵的吸力特性為一水平直線,如圖1-20所示。圖1-7所示的旋轉式電磁鐵只是一種特殊情況。在一般情況下氣隙a不是常數而是根據吸力特性的要求,通過改變極面形狀使其按一定規律變化。這時旋轉式電磁鐵的電磁轉矩計算公式的推導可參閱王寶齡主編的《電磁電器設計基礎》一書,這里不再論述。