交流磁路的主要特点分析

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：1.交流磁路的磁动势和磁通都是交变的交流电磁铁线圈的电压和电流是交变的，故磁动势、磁通、磁感应强度及磁场强度等均是交变的，为了简化计算，可以认为它们的波形都是正弦波，用相量表示，也可以用复数计算。

1.交流磁路的磁动势和磁通都是交变的

交流电磁铁线圈的电压和电流是交变的，故磁动势、磁通、磁感应强度及磁场强度等均是交变的，为了简化计算，可以认为它们的波形都是正弦波，用相量表示，也可以用复数计算。在磁路计算过程中，磁通和磁通密度用幅值表示，磁动势、磁场强度、线圈电压和电流均用有效值表示，代表符号为IN、H、U和I。

2.磁动势和磁通的相位不同

图4-13所示为单U形直动式交流并联电磁铁的相量图， pagenumber_ebook=116,pagenumber_book=110 为与线圈交链的总磁通，是主磁通与漏磁通的相量和，线圈电流是产生磁通的磁化电流与导磁体中涡流及磁滞损耗等产生的损耗归化电流的相量和，磁动势则与同相位而超前θ角。交流串联电磁铁的导磁体中，也有涡流和磁滞损耗，故它的磁动势和磁通有不同相位。

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图4-13　单U形直动式交流并联电磁铁的相量图

3.交流并联电磁铁的磁链基本恒定

交流并联电磁铁的电压方程式为

式中：U——线圈电压（V）；

　　 I——线圈电流（A）；

　　 R——线圈电阻（Ω）；

　　 E——线圈反电动势（V）。

由于线圈电阻较小，在电阻压降可以忽略时，则

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式中：ψm——线圈磁链幅值（Wb）；

　　 f——线圈电流频率（Hz）。

当线圈电压U和频率f均为一定值时，ψm基本上是恒定的，不随工作气隙大小变化。当工作气隙值变化时，主磁链 pagenumber_ebook=117,pagenumber_book=111 和漏磁链的分配比例有所改变，但其相量和基本不变。故交流并联电磁铁也称为恒磁链电磁铁。

对于交流串联电磁铁，线圈电流基本上不随工作气隙的大小变化，而其磁通和磁链则与工作气隙的大小有关。因此是恒磁动势电磁铁。

4.交流并联电磁铁的线圈电流随工作气隙的大小变化

交流并联的电磁铁的磁链基本上不随工作气隙的大小变化，其磁路中的磁通也基本上不随工作气隙的大小而变化。但当工作气隙变大时，工作气隙磁阻增加，要产生基本上不变的磁通，所需磁动势必须加大，即线圈电流要增加，故交流电磁铁在衔铁释放位置的线圈电流为衔铁吸合位置线圈电流的几倍到十几倍。

从电路上分析，交流并联电磁铁的线圈电流取决于外施电压和线圈的阻抗，线圈电阻基本不变，线圈电抗随工作气隙值变化，因为在忽略铁磁阻及非工作气隙磁阻情况下，线圈电抗XL可表示为

式中：ω——电流的角频率（rad/s）；

　　 N——线圈匝数；

　　 Λδ——工作气隙磁导（H）；

　　 Λld——等效漏磁导（H）；

当工作气隙增大时，Λδ减小，XL随之减小，线圈电流增大。

5.电磁吸力是脉动的

在交流电磁铁的触头上加入分磁环，才能消除电磁吸力的振动。这主要是由于交流电每周期有2次过零（每秒钟有100次过零点）。因此，可设法使磁极端面处的磁通分成两个彼此间有一定相位差的分量。因为在这种场合，尽管每一分量产生的吸力均有减小到零的时刻，但因两吸力之间有相位差，合成吸力却不可能达到零值。这样，只要合成吸力的最小值不低于反作用力，就能完全消除有害的振动。如在磁极端面的一部分套上导体环，起到将磁通分相的作用，称为分磁环，又由于此环是短接且电阻甚小，又称为短路环。

交流磁路的主要特点分析

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