電器學電磁機構學員用

《電器學》基礎知識講座3：

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電磁鐵電磁系統(tǒng)的分析與計算2013.12李靖教授（博士）QQ:1016483067Tel：131873268012013年加西亞電子電器有限公司目錄第七章電磁鐵電磁系統(tǒng)計算的基本原理第八章電磁鐵氣隙磁導的計算第九章交直流電磁鐵的磁路計算第十章電磁鐵電磁系統(tǒng)的吸力計算和靜特性第十一章電磁鐵電磁系統(tǒng)計算示例第七章電磁鐵電磁系統(tǒng)計算的基本原理1．概述；2．電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性；3．磁場的基本概念與基本定律；4．磁場的若干性質(zhì)；5．磁路的基本概念；6．電磁系統(tǒng)計算的基本任務?！?-l概述磁系統(tǒng)線圈1.組成一、電磁系統(tǒng)的定義用以進行電磁轉(zhuǎn)換的電器組件或部件?！?-l概述通過線圈輸入電磁信號，并借銜鐵的機械運動輸出指令，實行控制。2、電磁轉(zhuǎn)換的特點通過線圈從電源吸取能量，并借銜鐵的運動輸出機械功，進行能量轉(zhuǎn)換；一、電磁系統(tǒng)的定義用以進行電磁轉(zhuǎn)換的電器組件或部件?！?-l概述二、電磁系統(tǒng)的應用獨立電器牽引電磁鐵、制動電磁鐵、起重電磁鐵、電磁離合器及電磁吸盤等。電器組件或部件電磁接觸器、電磁式繼電器，電磁式脫扣器等的感測部件，以及分勵脫扣器和合閘電磁鐵等電磁操作機構執(zhí)行部件備注：本次重點討論通過銜鐵作機械功的電磁系統(tǒng)?！?-l概述三、電磁系統(tǒng)的磁場電磁系統(tǒng)的磁場是一個三維場用數(shù)學解析法計算，很困難！用數(shù)值方法(如有限差分法、有限元法和積分方程法等）計算。電磁系統(tǒng)的計算，實質(zhì)是其磁場的計算?！?-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性2)名稱:電流繼電器、電壓繼電器、熱繼電器、時間繼電器、光繼電器、壓力繼電器、速度繼電器等。一、電磁系統(tǒng)的典型結構形式和工作原理1、繼電器1)類型：電磁式與非電磁式（氣囊式、熱式等）;3)重要元件：感測元件，操動機構，輔助觸頭?！?-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性2、接觸器分直流接觸器、交流接觸器、真空接觸器等。一、電磁系統(tǒng)的典型結構形式和工作原理1）按銜鐵運動方式，分直動式和轉(zhuǎn)動式。二、電磁鐵的分類原則與類型

1、分類原則§7-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性2）按導磁體形狀，分Ｕ形、Ｅ形和螺管式。3）按線圈電流種類不同，分交流和直流電磁鐵。4）按線圈連接方式，分并聯(lián)線圈和串聯(lián)線圈。5）按用途，分電流線圈和電壓線圈。6）按其工作制，分長期、8h、短時和反復短時的?！?-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性三、電磁系統(tǒng)的特性1.吸力特性2.反力特性3.輸入一輸出特性4.時間特性

2、特性類型§7-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性三、電磁鐵的吸力特性分靜態(tài)吸力特性和動態(tài)特性吸力特性。在電路參數(shù)保持不變的穩(wěn)態(tài)過程中得到的吸力特性，稱為靜態(tài)吸力特性，它也稱為靜特性或簡稱吸力特性?？紤]電路參數(shù)在過渡過程中的變化后得到的吸力特性，稱為動態(tài)吸力特性或動特性?！?-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性2、轉(zhuǎn)動式電磁鐵的靜態(tài)吸力特性使銜鐵受到的電磁轉(zhuǎn)矩與銜鐵的角位移的關系：Mx=f（a）。電磁吸力與銜鐵的機械行程的關系，為Fx=f（δ）。方式1方式2四、反力特性§7-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性五、輸入-輸出特性a電磁式繼電器；b磁放大器；c線性電磁鐵?！?-2電磁系統(tǒng)的典型結構和基本特性指輸入量與輸出量之間的關系,主要有繼電特性和控制特性。包括饑動作似過程柱和釋紹放過鬧程。1、磚動作況過程張分觸顛動階圾段和布吸合嫁運動濁兩個衫階段任(見嗎圖7衰-6吃)。2、芳釋放喊時間設分開板釋時呢間和秒返回遷時間蘆階段純?！?作-2皇電磁搭系統(tǒng)燃的典拍型結擴構和濫基本唇特性六、衫時間位特性是指欺動作叨與釋嚼放兩痰過程政中，她動作步時間存和釋碑放時慌間與耀銜鐵溝行程待的關喂系?！?遵-3升磁雪場的扎基本延概念晝與基承本定島律一、章磁趁場的鵝性質(zhì)（1掛）疊昂加原繼助的埋適用碧性（2屆）位棒場解秧的唯課一性（3斜）磁涌力線擇與等陸磁位童線幾滾何位塑置的廁互易船性§7恨-3少磁野場的潔基本釣概念蜓與基棉本定慨律1、磁妹場是游一種犁空間突，為忠電流駁所建飛立，獅同時裂又施截加于孕載流拉導體棒。二、攻磁場跟及其杰對電明流的己作用§7鋪-3徑磁柔場的科基本音概念作與基可本定清律二、上磁場赴及其淘對電慕流的描作用2、磁泉場的基本堡物理垃量磁感浴應強炎度B磁場討強度H§7某-3紀磁幼場的址基本主概念淹與基旋本定危律三、然磁力雪線、拘磁通米量和亞磁通戒管§7俘-3新磁惕場的正基本旅概念綱與基弄本定鵲律四、攻磁場竿的基毫本定垃律1、磁繪通連坦續(xù)性交定律塵：也垃叫磁睡路的蛛基爾喇霍夫?qū)毜谝荒付蛇\。2、安曲培環(huán)糊路定環(huán)律?！?蜘-4磁場另的基戚本概演念一、響磁路勺：磁蜂通或沈磁力霉線經(jīng)耐過的轎閉合科回路葡。也叫掉工作喂氣隙是磁通率，是諸指通獲過工測作氣魂隙的伴磁通貿(mào)；記為φδ。指只棍通過住線圈肥周圍詳空間閱和部潤分導狡磁體披形成暈回路敏的磁通雄，記輔為φι。1、爺主磁刮通2、漏磁殃通（1樂）δ較小邊時，φδ》φl，φι忽略宏不計詠；（2概）δ較大洽時，φι不能場忽略鍋不計葡，磁兆路是傳串并迫聯(lián)的磁路舉。計算蕉前的分析柳處理§7禮-4磁場甩的基晉本概烈念1、磁伙路的蛛歐姆逮定律二、淺磁路尚計算勉的基繳本原囑理2、磁疤路的扣基本獵定律§7怪-4磁場尺的基竭本概抹念三、費等效悼磁路災圖：參照樹電路碰原理乏，畫劫等效赤磁路性圖。１、IN糞：表示頃磁通宜勢。２、Rδ、Ｒm、Ｒh、Ｒa：磁阻跑。３、挎拍合段式直蜻流電待磁鐵帥等效伍磁路齒圖?！?油-5電磁正鐵電參磁系綿統(tǒng)計浩算的獻任務番與計叮算框苦圖一、舊電磁脾系統(tǒng)寸計算捎的基想本任酸務正求券任務反求筋任務§7洋-6膏電哪磁系聯(lián)統(tǒng)計連算的惑基本拳任務閥與計盛算框恭圖二．儉計算服框圖電磁興鐵計茅算磁路飼計算電磁父吸力掌計算靜態(tài)伏吸力飾特性動態(tài)鏟吸力嫌特性反力澆計算吸力貸特性容與反滑力特攏性配曠合第八歸章收電磁竹鐵氣寺隙磁渣導的惜計算1．概部述；2．解棒析法傅；3．磁禮場分哀割法節(jié)；4、實句驗法盤測磁寶通。§8-湯1概馬述一、腔氣隙界種類二、悟計算喜氣隙臨磁導柱（Λδ）的零必要她性：氣隙閥較大盒且磁俗路不爬飽和森時，肉工作缸氣隙法的磁河阻Rδ比導透磁體痕的磁獲阻大移得多牲，故房誠磁路皺的磁唉通勢構大多升消耗環(huán)在工蛇作氣俗隙δ上。煮因此割，Λδ的計控算結那果直貼接磁蓄路計曬算的術結果嘉。三、葬氣隙歌的計塞算方嗎法數(shù)學改解析張法、者分隔染磁場才法、晃圖解衫法、鄙經(jīng)驗憶公式礦法?！?-寧2數(shù)學飯解析傅法一、登氣隙傭磁導織的計幣算方荒法二、徐按照巡壽磁路兼歐姆塊定律壁求氣技隙磁常導Λδ的方變法§8-效3分割扭磁場弊法當氣糞隙較梁大、錄邊緣蒜磁通陜不能馬忽略鏈時，票常用擺分割楚磁場足法計命算氣攏隙磁楊導。一、攪分割留磁場者法是把撿包括載邊緣掌磁通佩在內(nèi)運的全早部氣蛋隙磁跑通按膛其可木能的仇路徑本分割濁成若倆干個達有簡毛單幾踐何形毒狀的詠磁通隨管，頓先分談別計剖算每艙個磁仗通管罵的磁竹導，合再將踏并聯(lián)邪的磁填通管織磁導卵相加尖以求色出全能部氣峽隙磁辦通的Λδ。二、鬼分析死對象氣隙段較大擱、邊砌緣磁坑通不將能忽鋪略的鋒情況反?！?-第3分割馳磁場畏法三、梢計算以公式蛙：每一使個磁夢通管戀的磁基導，值可由笑其平奴均截識面積世和平甚均長飽度之正比決閣定，艘即式中Λi——磁通濕管的值磁導(H秩)；Sav——磁通叮管的收平均陳截面羞積(m晃2)δav——磁通倉管的援平均弊長度(m沫)?！?-販3分割死磁場汁法或式中V什—靜—磁通乎管的屢體積(m該3)。各并鎮(zhèn)聯(lián)磁委通管疤磁導陶之和已即為芹氣隙范磁導Λδ，其胖計算嬸式為:式中n—技—磁通嶺管數(shù)榴目。四、累示失例筆：《電器籮學》第3版P9脖1§8-辱3分割站磁場倦法例2:用分悄割磁際場法沾求拍泄合式色電磁巡壽鐵的炸氣隙類磁導仿。圖5-攪14中，棄由于咽極面類不平改行，弓工作天氣隙原長度耕各處屢不同教，作潛為近古似計欲算，液可以職將氣滿隙磁勺場劃炊分為I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四個主區(qū)域砍，并掛假定肯每個襯區(qū)域蹄內(nèi)氣逐隙長自度相海等，炮即第I區(qū)域膀氣隙劣長度δI＝(R鎖-r牙)θ,第Ⅱ和第Ⅳ區(qū)域把氣隙莫長度δⅡ=δⅣ=Rθ,第Ⅲ區(qū)域級氣隙舞長度擦為δⅢ＝(R+液r)θ?！?-面3分割享磁場腸法1．概馳述；2．直側(cè)流磁罪路方插程；3．交跳流磁眾路計北算。第九犬章紅交直矮流電盯磁鐵畫的磁胃路計欄算§9盾-1概繩述一、伍任何碰實際撲電磁昂系統(tǒng)慘的磁厲路既返有漏厭磁又附有鐵賺心磁梁阻，層磁路哭計算狼的復希雜性極在于斧漏磁么的分愉布性悄和鐵敞心磁拾阻的中非線叼性，逐兩者迫密切儉聯(lián)系搖又互般相影惡響。1、聯(lián)禮系2、區(qū)孔別二、鬼漏磁以或鐵霉心磁皮阻誰課重要沒，還醋與電篩磁系乎統(tǒng)結始構有刃關。1、對捐短行丙程的凡盤式鏡電磁特鐵，由即使址銜鐵專在打片開位及置，遵漏磁浸的比釘重亦位甚小啄；2、開愁口螺惹管式阻電磁輛鐵在閥銜鐵研閉合貍的全旗部行沿程中素，漏碗磁所腐占比嶺重始陣終很圾大。因此對，對蕉具體主的電衫磁系帶統(tǒng)應艇作具偵體分毀析?！?樸-1概史述三、貓磁路蒜計算潑方法包括基“只拘計漏寸磁、喘只計游鐵心鹽磁阻駕，以紐奉及二江者均末計入折”三納種?！?話-1概際述§9蔥-2直流葡磁路驗方程一、朋直流績磁路涼的特狗點直流悼磁路案的漏綱磁通文與鐵露心磁計阻均查沿鐵激心長才度分偷布，融作為狐場源摧、套抄于鐵守心柱境上的仙勵磁絮線圈叉產(chǎn)生落的磁撓勢同妹樣沿棄鐵心句長度涂分布攀。這槐種復挨雜的約分布共規(guī)律以和磁例導體顫性質(zhì)色的非所線性揀，使提得磁壇路是股一種懸具有燈分布瀉性和來非線供性的怎路，涼求解睛格外晃困難船，一買般用抬近似柴法求旗解。二、僚漏磁支通的欺計算甲方法——漏磁移分布搭圖形瞧法。對圖9-穗1所示這的拍綱合式迎電磁觸系統(tǒng)倒，分數(shù)析磁織位分木布情焰況。三、脈直流叼電磁星鐵（遵并勵島和串霞聯(lián)）扣都是很恒磁造通勢興的電為磁鐵鍋。１、插有并嗽聯(lián)線演圈的忠直流騎電磁較鐵，牧線圈公電流鞠決定吵于外溝施電哥壓與焰線圈辯電阻引的比敢值，閣即:I＝Ｕ/既Ｒ式中赤：I是線懂圈電牧流（A）；U是線殃圈電喉壓（V）；R是線杰圈電邪阻（Ω）。如果戒Ｕ一粉定、幣Ｒ不越變，尊則Ｉ消一定急，亦伐即(然ＩＮ楊)一渣定。２、砍帶串壯聯(lián)線順圈的均直流位電磁嫁鐵，熟其Ｉ摟線等櫻于I負載蓋，值暢的大予小不非變，桑故(獻ＩＮ佳)與δ無關縫，稱賤其為醫(yī)恒磁凝通勢皆的電愁磁鐵晶?！?屬-2直流難磁路當方程四、列直流禿磁路嘴計算因：如已挖知電膛磁鐵睜的結桿構尺分寸和遙工作敏氣隙崗，則世磁路招計算錫的任隸務有綢兩項字：1、怖正任仙務：購已私知氣韻隙磁頓通，漁計算賽建立董磁通娘的線億圈磁壯勢，兔即已華知Φδ綁，求IN。此歡時不匆計漏乎磁通泊，故呆氣隙篩、銜辛鐵和誕鐵心舍中通嫌過的釘磁通饅完全訴相等推。這時慌，將表分布拌的磁靈勢看鎖成是附集中瞧的，算電磁電系統(tǒng)陡磁路傘是無答分支旺的集竟中參僅數(shù)磁竊路(見圖9-眨3b左)，求貞解無利需再近用微放分方頁程?！?什-2直流得磁路時方程（1）根紋據(jù)Φ求得B值，夠并通徐過磁猛化曲僚線查巷得H值；（2）利錯用磁要導計速算公揮式，絕求Λδ和Rδ；（3）運直用公勝式，咬求線遠圈磁私勢IN。2、反任屑務：——。簡稱敘“已擺知IN肆，求Φδ”。它盡在已誦知電文磁系惠統(tǒng)激攜磁線血圈的析磁勢IN的基乓礎下標，計閑算在蓬氣隙滿磁通Φδ，再然求出Fx，并冰利用杰配合秧關系乖判定鵲吸力撞－反歡力特使性是困否合轟格，嚼以及勢電器洋的經(jīng)樓濟型嚼如何仍?！?棍-2直流炎磁路惰方程五、掏直流需磁路低的兩竟種計綿算方物法：男分段情法和跪磁路定系數(shù)報法。1、雪分段型法原所理：吩將鐵想心和蕉鐵軛和分成隸若干喪小段乒，設已每一類小段屈中磁飽通Φ相同凡，漏烈磁通Φl只存鄭在于預分段娃交界辦處，并每段綢磁通舍勢用振一個黎集中堵磁通勸勢表雷示。2、渡漏磁潑系數(shù)湖法原理朽：利訊用漏規(guī)磁系僅數(shù)σ進行簡計算銜。六、漿用漏趁磁系且數(shù)法瓣計算鑄直流猶磁路揮的步穗驟。(一)已知Φδ，求IN惱—炊—正任虹務。(二)已知IN，求Φδ——反任俊務?！?敲-2直流零磁路湖方程一、寫交流倆磁路陵的特破點：1、滋交流側(cè)磁路及的磁個通勢館ＩＮ畜、磁立通φ、磁通封密度丸Ｂ、丙磁場攔強度幣Ｈ都潤是正廈弦變儀化的派，可常用相促量或汪復數(shù)五表示插。2、期磁通旺勢與究磁通趣的相低位不極同。對單記Ｕ直興動式藥交流敢并聯(lián)養(yǎng)電磁箱鐵和嶄單Ｕ拋直動諷式交陣流串好聯(lián)電海磁鐵床，與量線圈裕交鏈陡的總津磁通φ與磁躁通勢脖ＩＮ驅(qū)之間異的相悄位都向不同作?！?授-3交流硬磁路囑計算3、狐交流逆并聯(lián)宴電磁羞鐵的股磁鏈ψ基本飾恒定鞭，故禮稱為臘恒磁褲鏈電括磁鐵州。4、交共流串乎聯(lián)電肆磁鐵刻線圈肅電流滋基本蜓上不熊隨工慈作氣攔隙的觸大小物變化月，而會其磁紀通和僵磁鏈朱則與殘工作眠氣隙增的大掃小有拳關，液因此搞是恒稿磁通巷勢電課磁鐵普。以下抓分析猾交流淹并聯(lián)經(jīng)電磁慌鐵磁需路?！?踢-3交流替磁路要計算二、搬交流惜并聯(lián)羊電磁另鐵磁戲路計阻算的落任務邁和方西法：１、確計算磚任務鏡：有圾兩類勾。⑴已知腿線圈連的Ｕ盒和Ｎ東，求煤工作歪氣隙翼磁通φδm和線爬圈電液流Ｉ源？⑵已知敬線圈斯電壓泰Ｕ和救工作耽氣隙崗磁通φδm，求線保圈的騙Ｎ和陶Ｉ？2、還計算槳方法?。郝┭来畔叼z數(shù)法向，以凍單U直動稅式電憤磁鐵種為例燃進行成分析始?！?餅-3交流核磁路塌計算三、挽交流輝并聯(lián)洗電磁稅鐵磁畏路計凈算：分別架討論記銜鐵化打開型和銜姥鐵閉西合二低種情勤況下儲，利算用漏格磁系壞數(shù)法樂進行途磁路停計算攪的二畫種任之務和消方法誰?！?禍-3交流乓磁路徹計算1、已既知線脅圈U和N，求緞工作附氣隙駱磁通Φδm和線胖圈電訂流I。（1）求I：①計算腫工作戴氣隙養(yǎng)磁導Λδ、鐵千心單鍵位長群度漏晉磁導λ；②父計算圈等效膽漏磁菊導Λ’ld，計鬧算漏而磁系宅數(shù)；③盾計算避線圈之電流I。先珍按下洽式計嬸算線衡圈電毅抗XL：線圈栗電流I按下奮式計較算：§9壟-3交流狂磁路仁計算（2）發(fā)求Φδm：①革求線州圈總縱磁鏈Ψm。忽分略導屈磁體布的鐵移損耗薦及分欠磁環(huán)鎮(zhèn)損耗相，U、IR和-E組成豪直角適三角場形，E按下各式計陰算：②供求工炮作氣勞隙磁慶通Φδm，即§9喝-3交流興磁路前計算則2、已相知線膏圈電快壓U和工囑作氣逝隙磁堤通Φδm，求剖線圈凍匝數(shù)N和電貌流I。①臉計算憂線圈刃匝數(shù)N:式中Ke:線圈熊電阻繭壓降逼系數(shù)梨，銜只鐵打校開位遍置取Ke=0盯.7翠5~冤0.塊96；②問計算帖線圈年電流I?！?絲式-3交流仇磁路羽計算(二)銜鐵譯閉合腦位置此位栗置工納作氣淋隙值躺很小坐，Λδ值相舌當大指，而σ值接押近于l，可鞋忽略舒漏磁石通，似但不碰能忽翠略導攤磁體義的磁召阻和鍋鐵損減耗、枕分磁哈環(huán)的惜鐵損臥耗及淋非工求作氣慎隙磁喉阻。計算攀分兩繞步：1．已承知線辰圈的U和N，求Φδm和I;2．已滲知U和Φδm，求I及N?！?裙-3交流央磁路悲計算1．磁碎場的牙能量壘；2．能獲量轉(zhuǎn)詢換與霧電磁飲力的斧普遍秋公式禁；3．麥呢克斯律韋電念磁吸丹力公印式；4．恒設磁勢糊與恒槽磁鏈斧條件謹下的雨吸力辣特性引；5．交養(yǎng)流電蜘磁吸洋力的寸特點攤與分芝磁環(huán)雜原理架；6．靜董態(tài)吸合力特儉性與膠反力恥特性媽的配具合。第十笨章缺電隨磁系劫統(tǒng)的絲式吸力絹計算忠和靜鬧特性§1折0-染1磁場森的能夫量一、云磁場欣具有騎能量,該能課量由剖外界社能源摧在磁偏場建避立過拆程產(chǎn)膠生。圖10枝-1是解膝釋電尿磁系片統(tǒng)磁認場建厭立過聾程的負電路餡示意扔圖到。§1秧0-逗1磁場候的能勺量圖10－1中，湖電路彎電壓增平衡往方程吳為：將上新式兩禿端均算乘以抖“id答t”，并謊對其賄積分鑒，有此即志電路演的能撇量方圈程。廁左端朋項表目示電竹源在鉛過渡汽過程冰中供免給電土路的譽能量正，右托端的嘉第一躲項表弄示電扎阻在想過渡吸過程淹中的齊發(fā)熱康損耗臉，第挨二項倆表示滿儲存禿在磁事場中遷的能算量。§1潑0-辭1磁場位的能抱量由此縫可見黃，在熔建立智磁場忍的過寶程中厚，外津界能崇源——電源過所提拿供的糾能量彈一部我分消走耗于贈電阻話的發(fā)辛熱，揪另一圣部分兼則儲奸存于頑磁場晝中，侵或者怒說是避用以拘建立舉磁場泥。因此恭，當售電路羨達到面穩(wěn)定餅狀態(tài)乖后，村磁場推便具田有如會下能伍量：在已畝求得撞或檔的情調(diào)況下突，可抄用圖場解積醬分法第求磁冒場能本量Wm，它鼓正比駁于圖10－2中的卷陰影嬸面積繳?！?取0-露1磁場隔的能蘆量如果系沒有侍漏磁嗎通，外且磁仙通Φ又與棍線圈好的全存部匝洗數(shù)N相鏈回時，蛙上式臨可寫縫成：§1北0-殲1磁場撒的能后量磁導況體末撕飽和乎前，基磁鏈翼和磁蜂通Φ均與居激磁損電流i呈線扣性關濱系。和在這騙種情泡況下屯，式(1松0－3)和(1痛0－4)可化籠為:和用圖喘解法陣求無仆漏磁詢的磁笛路時陶，有匙圖10－3所示鋼的Φ=f（IN）關張系。嶼整個思激磁愛磁勢IN等于縮慧鐵心型磁壓喉降Ue與氣焦隙磁忽壓降uδ之和亦，即令診為鐵扒磁(非線苗性)部分假內(nèi)的姐磁場撥能量班；為氣獸隙(線性)部分衡內(nèi)的性磁場結能量幟，則對隨于無軋漏磁偽的磁喊路，轉(zhuǎn)有§1堡0-棉1磁場野的能稻量將它捕代入(1金0-歷4)，積題分得§喜10獨—2能量皆轉(zhuǎn)換而與電菌磁力棉的普毫遍公誓式磁場探力可霧用洛臟侖茲愿力公庸式和煎安培怒公式兇計算，但蜘計算猾具體秋電磁挽系統(tǒng)錄的電叮磁吸耗力時庸，這菌些公涉式都甲不適懷用。你因此今，必斤須探倉討一挺種實夜用的鹽電磁窮吸力無計算恒公式拋。一、朋虛位鉆移原波理與集廣義勁力概每念設磁獨場內(nèi)芹某一琴電流蛇回路陷或媒慣質(zhì)受瘋到電烏磁力F的作釘用，芳產(chǎn)生蘇一個桃虛位殘移ds(實際諷無此伏位移)，則求磁場潤所作澤機械找功A為：A梯=埋F?ds(1泉0-勾21臂)§警10翠—2能量阿轉(zhuǎn)換拆與電委磁力第的普早遍公監(jiān)式按照劍廣義咱力的告概念所，磁斧場產(chǎn)館生的賄電磁著轉(zhuǎn)矩稀為：式中a—訓—虛角酬位移梨?！斐?0角—2能量貼轉(zhuǎn)換模與電勞磁力孤的普牙遍公桶式二、寺電磁奸能量件的圖解風表示§動10靠—2能量袋轉(zhuǎn)換節(jié)與電志磁力良的普獻遍公有式三、壟計算圍電磁淹力的原實用笛能量宇公式由此盜導出妙電磁芬系統(tǒng)漲磁場盡能量作表達承式結合番恒磁橡鏈情書況來兵討論亂，則環(huán)因dΦ＝0，dWc＝0，因聽而對姿于無宇漏磁情磁路恨，根兵據(jù)虛邊位移杠原理昏有式中服，負館號表竄示力F是指代向氣浩隙減相小的結方向擦，換軍言之朵，即怎電磁遣力為蠻吸力趟?！觳?0形—2能量絡轉(zhuǎn)換虎與電漆磁力縣的普論遍公絞式注意鳴，只嘉有漏噴磁通汗不隨礎氣隙白變化現(xiàn)，即挑漏磁贈部分怖磁場沃內(nèi)所枕儲能煉量不精隨氣陣隙變肌化時懷，才職可應域用這揚些公畫式?？ǚ駝t壇，應燥將式拍中的豆氣隙傘磁導Λδ更換敢為包尤含氣材隙磁代導與壇歸算患漏磁隆導在現(xiàn)內(nèi)的告磁導Λ。應注喊意，孟只有訴當Λδ與Λ之間精的函隸數(shù)關盒系能交夠以哄解析洗方式喬表達趣時，dΛδ/堪dδ方能接以求榨導數(shù)凡的方察式求斤得。在其除他場豆合，糾就必接須先括求得銷不同剝氣隙仇下的陶氣隙繳磁導召值，守得出Λδ＝f(δ)曲線言，然權后以孝數(shù)值踩微分回方法漫、或販者圖蜓解方畫法求廟氣隙清磁導獻的導薦數(shù)?！?山0—喬3麥克替斯韋粒電磁孝吸力可公式一、尾麥克超斯韋哨的電孩磁力抖計算遮公式設在殖鐵磁漂質(zhì)物槳體表蔥面任營取一突面積襲元dA，并慈在其斤邊緣繳點A處作—垂直縱于磁漿感應疑強度B的輔兔助面AC，在編另一欺邊緣栽點D處作港一平毀行于B的輔券助面DC，(見圖10補—1枝1)。將上司式沿蹈包圍飲鐵磁離質(zhì)物齒體的雅整個松表面就積分貴，即豪得作潛用于可整個緩鐵磁幕質(zhì)物別體的予電磁廚力此即麥克掩斯韋盤電磁小力計拉算公喜式。它雖頭然是掩從平終行平紋面場扣這一偵特殊羅情況私下導雀出的爺，但仇適用硬于任棗何形屬式的嬌三維私場。需指蹄出，瓣即使倍積分捏而并逆非緊硬貼鐵模磁質(zhì)丘物體槽表面廣，只欠要它跑末包霧圍其患他鐵牌磁質(zhì)堡物體劇和載喉流導鋸體，葬從力挺的平紛衡觀戶點來辨看，敢積分暢結果臨完全艙相同殘?！?型0—你3麥克攏斯韋肅電磁愉吸力刪公式§1鋒0—樸3麥克濾斯韋照電磁梢吸力習公式考慮豎到B在鐵諷磁質(zhì)標物體悅表面齡上通被常只沾有法壟向分俗量，絡式(1勒0-貌56壺)可化偉為再考楚慮到轎在實什際電奇磁系色統(tǒng)中冷，磁桐場有異時可劑認為俱是集典中均囑勻分懂布于賽一小們氣隙懶內(nèi)，羞故式(1脆0-船67驗)還可葉再簡豈化為式中A—盟—氣隙麻處的刷磁極膽極面峽面積案。三、獅麥克墓斯韋燥公式們與能吸量平祖衡公勾式當磁鋪極之究間的末氣隙殼磁場合為均廈勻分具布、譯且漏顛磁導勝又不紅隨氣餅隙變螺化時,顯然兄有將它聰代入載能量庫平衡縣電磁故力計肉算公暴式，竹即式(1喘0—垮41丙)，使甜得由此羞可見勉，能謝量平宏衡電禍磁力私計算比公式偶與麥捆克斯或韋電比磁力答計算吃公式壓間可進互相跌轉(zhuǎn)化嗽?！?弦0—掉3麥克陽斯韋渠電磁尊吸力換公式電磁瓶系統(tǒng)媽通常推是在低兩種耀條件蝕下工附作：平恒磁馬勢(I膜N)條件(如直首流并侵激電公磁系捐統(tǒng))和恒芝磁鏈斃條件(如交死流并撥激電凡磁系籠統(tǒng))。以下擴對不島計鐵靈心磁援阻和損么耗以揚及不類計磁另極邊展緣效應咐的情葡況進詢行分啦析?！?減0—彼4恒磁香勢與伶恒磁姨鏈條濕件下獄的吸傾力特酬性一、U型拍鉤合式盆電磁獸系統(tǒng)（圖10怒—1掀2a航)在恒蓮磁勢穩(wěn)條件船下，傷當銜居鐵處恥于較刑大氣雷隙行朝程時舒，磁倦路不演飽和忽，可夫不計豈鐵心渣及非瘦工作趴氣隙床磁阻聞，式(1軟0-宰41忘)可改拐寫為§1追0—純3麥克午斯韋社電磁須吸力越公式§1畫0—偽3麥克嘴斯韋看電磁遲吸力透公式如不導計氣上隙磁花通的繁磁極災邊緣蛋效應蘭，則撓上式截又可慣簡寫漸為：可見咽在恒豆磁勢秤條件葡下，縱電磁挪系統(tǒng)負的電掩磁吸貓力是奸與氣色隙值亦的平參方成瞧反比嗓。在恒粉磁鏈舉條件赴下，衛(wèi)容易速導出跌線圈暗電流煙為：式中U鈴——線圈句電壓睛；Λδ3——恒磁烤鏈條濱件下豬的歸猶算漏宣磁導角?！?估0—捕3麥克凱斯韋插電磁嘴吸力房誠公式將式(1米0—煉63肢)代入服式(1面0—禍62文)，得由此避可見令，在憲恒磁侄鏈條蔑件下繁，電聲磁力蟲并不煩象前華一條賭件那暮樣明嚴顯地抹隨減萍小，缸其減商小的戴程度亡更多方地決襪定于乒漏磁健通所率占的相比重胳，所立以吸及力特煩性要兆平坦遺些。圖10拿-1待2b中，收曲線l、2即是趟恒磁貝勢與益恒磁媽鏈兩遵種條伯件的棚吸力盆特性鏡?！?古0—尾3麥克蝦斯韋威電磁膊吸力年公式§1哈0—陣3麥克進斯韋姓電磁積吸力娛公式二、E型拍景合式燭電磁焰系統(tǒng)同U型拍本合式餃電磁母系統(tǒng)光相比卡，E型的側(cè)多了始一個窄工作叨氣隙柴，故幕其吸蹲力通殿常較U型的艦大，架見圖10涼-1緣瑞3。然閃而此累處并豬沒有融倍數(shù)吊關系雪，因境為在賞大氣棍隙時擾，距隆轉(zhuǎn)動原中心顯較遠線的氣照隙處刊電磁兩力甚項小，榮有時蛙幾乎右可以障忽略器不計辛；而垃在小嚼氣隙底時，奴該吸烈力則縮慧隨氣漫隙值鐘減小舟而越附來越厭大。不論妻在恒童磁勢蹄還是影恒磁司鏈條膝件下印，E型電葡磁系劫統(tǒng)的郊吸力筒特性(圖10莫-1超3b曲線1)均將致比U型電繩磁系合統(tǒng)的(圖10疑-1虹3b曲線2)更為李陡峭鞏，尤網(wǎng)其是蹄在恒釣磁勢搬條件嘉下顯許得更巷為明疼顯?！?搶0—忽3麥克剃斯韋件電磁額吸力職公式三、U型直坊動式永電磁積系統(tǒng)與U型拍完合式鞋電磁圈系統(tǒng)敗相比逝，U型直沖動式董電磁靈系統(tǒng)害多了聾一個做串聯(lián)逝的工損作氣壇隙(見圖10亦-1映4a獄)，故豈在相暢同幾聽何條體件下慢，其興氣隙禍磁導Λδ以及給它對震氣隙撓的導謎數(shù)dΛ／dδ都約逐為拍送合式的一忘半。登因此杏，在霸恒磁統(tǒng)勢條腎件下貴，電磁膏力為在恒背磁鏈多條件銅下,有將式(1貴0-煩62狡)和式(1半0-學65抬)、式(1某0-沙64滾)和式(1等0-鉗66偷)對比分可見磁，發(fā)換現(xiàn)：在恒六磁勢強條件后下，煉直動圈式的猴電磁醬力只面有拍晌合式月之一蔥半；在恒或磁鏈結條件欄下，央直動狠式的中電磁局力卻授比拍沸合式朱的大相，特器別是削當氣露隙值猜較小抹，即Λδ?Λgs時，狠幾乎船大一最倍?！?丹0—哥3麥克糕斯韋心電磁幫吸力蠢公式§1竊0—蹲3麥克澡斯韋懇電磁她吸力爽公式四、E型直昏動式君電磁期系統(tǒng)對于E型直港動式供電磁薄系統(tǒng)(見圖10睬—1盛4b怨)，若傘兩側(cè)鏡磁極帽的端嚴面面噴積相堅等，挺且等許于中多間磁逢極端買面面旨積之貝半,則其妹電磁蘭力的市計算優(yōu)公式必與u型直猾動式裙的完勇全相構同。鑒若中膽間磁泉極端媽面面牲積小然于兩乳側(cè)磁四極端犬面面撇積的牛二倍附，則宣氣隙獸總磁絹導應神按下安式計例算:式中Ab——兩側(cè)伴磁極毅間氣怎隙的帆磁導匙；Az——中間姓磁極脂間氣刮隙的模磁導氧。§1跨0—既3麥克簽斯韋執(zhí)電磁慈吸力基公式五、結甲殼賞螺管伸式電恢磁系呆統(tǒng)(圖10忌-1復5)由已部導出奸的公匙式(1奶0-惡49超)來看參，與頁其他租形式材的電歲磁系企統(tǒng)比裂較，炸甲殼石螺管沙式電繼磁系口統(tǒng)的抄吸力赤特性花要平號坦很予多，累特別油是在碎恒磁糾鏈條棗件下(圖10蹲-1鞠5)。另外怖，對霜銜鐵僅在動曉作過連程中少逐漸疾伸入蹦線圈病內(nèi)腔艱的雙U型和雷雙E型電烏磁系劉統(tǒng)，蘋在銜高鐵已琴伸入航線圈油內(nèi)腔肯后亦創(chuàng)會出場現(xiàn)螺理管力,因此臂，它才們的趙吸力兼特性紀比單U型和內(nèi)單E型要志平坦惱一些艘。由以半上分著析可菠知；炭恒磁宗勢條仇件下塑的電討磁系美統(tǒng)吸勁力特怨性通巨常比城同類閑型電艇磁系姐統(tǒng)在純恒磁蜻鏈條憶件下聞的特鍛性更指陡峭炒，但夠并非染總是隱如此掠，因躁為吸膊力特哨性還羞與電先磁系喝統(tǒng)的請具體天幾何雜形狀牙和參飾數(shù)密查切相吧關?！?敗0—湖3麥克清斯韋鉗電磁利吸力禾公式一、恰交流代電磁裳系統(tǒng)電磁啞吸力的工乒作特晶點交流概電磁祝系統(tǒng)仆的工昌作特杯點是松激磁部線圈曬的電繼源電濟壓為遺正弦嶄交變符量、蔬其中全的磁顫通亦乞為正拆弦交革變量眾。令嘆交變今磁通饑的瞬櫻時值茂為由麥聞克斯脹韋電色磁力驢計算役公式蘆（即押式10嫩—5港8)，得拳電磁暮力的拳瞬時咽值為§1種0-勾5交流訪電磁免系統(tǒng)柳電磁播吸力簡的特昂點與亡分磁盡環(huán)原遣理總之上，由擔于磁終通的漆正弦夜交變鑒性，飾使交柜流電料磁系為統(tǒng)的悠吸力查具有搏脈動井值，段其值用在0~恢2F墊p之間俊按2倍電勿源頻皇率周甘期性皇地變寸化，威如圖10活-2魄0所示悲，此委即交望流電捷磁系喜統(tǒng)的員工作招特點捕?！?收0-闊5交流誰電磁倒系統(tǒng)體電磁奧吸力真的特斑點與災分磁旦環(huán)原窄理二、盈分磁妖環(huán)原理1、交鞭流電刑磁系菜統(tǒng)吸吊力的宅脈動千性。其時法間特慰性在輩半個王周期蒸內(nèi)將抵與反宴作用鹽力Ff線相設交兩院次，村如圖10書-2歌l示。§1樓0-雁5交流顆電磁惠系統(tǒng)憐電磁雅吸力盟的特醒點與趟分磁巡壽環(huán)原爽理§1色0-靠5交流屯電磁境系統(tǒng)連電磁積吸力另的特饅點與海分磁醒環(huán)原延理2、危似害銜鐵希振動葛產(chǎn)生伙噪聲使電染磁系玩統(tǒng)以控及與宰之作襖剛性瓣連接返的零棄部件撈加速奸損壞導致鬧開關尸電器另的觸栽頭發(fā)流生振焦動，喂加重善觸頭思的電崗氣磨損，層引起嶼觸頭梁熔焊允，最柱終破兆壞開米關電第器正尿常工觀作。必須蜻采取液適當婦的技貢術措販施防衣止電頭磁系炮統(tǒng)發(fā)漏生這長種有姐害的朗振動須。這樣標，只田要使狼合成性吸力取的最概小值濫不低辦于反著作用觸力，址就能竿完全曲消除吹有害痰的振摟動?！?格0-兔5交流區(qū)電磁那系統(tǒng)免電磁貞吸力外的特憤點與問分磁芝環(huán)原彎理3、處惑理辦彩法設法央使磁乞極端鉤面處凳的磁懶通分讓成兩蘇個彼棒此間恰有一揀定相沫位差敵的分控量，動盡管栗每一辟分量忙產(chǎn)生濱的吸脹力均倦有減攔小到鋸零的捆的時東候，六但兩傘吸力獲之間旨有相環(huán)位差綁，合律成吸抖力將待不會閃到達賺零值。只要桃其最舟小值達大于圾反作捉用力禾，雖灰然不卷能完瓦全消鴿除吸哪力的水脈動請現(xiàn)象臂，但印已能蛋防止玻銜鐵及發(fā)生作振動刻。由于公各極壁的磁鑼通間旱已有用相位藝差，核所以熊其電提磁吸忽力基扮本上博為一答恒值它，無受需設誕置分墾磁環(huán)臺。單相瞎交流杏電磁暈系統(tǒng)三相插交流此電磁許系統(tǒng)前已拖指出掏，磁夸導體怖中的恐鐵損動會使?jié)炒怕凤嬛谐龀赚F(xiàn)磁宮抗。假如計在磁棉極端也面的或一部芬分套債上一養(yǎng)個導隨體環(huán)(圖10斗—2群2a奧)，則療因其攤中有柿渦流翻損耗脊，被竟導體餅環(huán)包暑的磁圈路部桶分就氧有一魄個磁怨抗(圖10牽—2構2b峽)。磁抗志的存輛在使濫得通準過無吹磁抗脆支路核的磁席通與截經(jīng)過勸有磁筑抗支臟路的偽磁通輝之間止出現(xiàn)品了相面位差芒。在這底個基潑礎上頂，適賤當調(diào)澡整一拼下兩騎個支冠路的塌磁通侵值能款達到森消除到有害哨振動耐的目括的。這種擋導體測環(huán)起踩到將候磁通辨分相失的作足用，貓稱為謹分磁語環(huán)。庫又由議于此摘環(huán)系借短接丟且電晚阻甚境小，赤故又熄稱短善路環(huán)糞?！?啄0-字5交流謙電磁忘系統(tǒng)資電磁抬吸力宏的特路點與熊分磁稀環(huán)原杠理4、分育磁環(huán)快原理§1腔0-辜5交流纏電磁印系統(tǒng)喉電磁拋吸力輛的特渠點與袖分磁哭環(huán)原膨理1、合崗成吸牌力的所計算無磁蟲抗支畫路的燥磁通艷與有樂磁抗師支路弟的磁兵通瞬數(shù)時值罷為：且分誓別產(chǎn)墓生電舒磁吸猶力式中Λ1、A2——磁通評通過憂的兩安磁極轎端面例面積趟。§1句0-討5交流今電磁旋系統(tǒng)漆電磁馬吸力冊的特晌點與倦分磁昏環(huán)原版理（10剝-8倒2）（10猶-8撤3）三、矩分磁豎環(huán)工行作的螞分析作用郊在銜擾鐵上品的合仰成電孔磁吸滅力為上式演右端挨后兩齡項是合頻率亭相同驕的兩偵個交挪變分笛量，疑它們逗的和克為：式中φ——苗F～1與F～之間僅的相退位差給?！?耽0-畜5交流毒電磁塔系統(tǒng)化電磁秘吸力侮的特廟點與勸分磁險環(huán)原汪理（10除-8強4）（10袍-8彼5）將式(1映0—置85冬)代入左式(1富0—識84職)，得圖10避-2圾3a所示福為F～1、F～2與F～三者畜的相旱量圖腳?！?幕0-賭5交流師電磁敞系統(tǒng)譜電磁漿吸力尊的特精點與根分磁柴環(huán)原涼理（10饑-8籍6）圖10燭-2崗3b是磁埋通以云及電帖磁吸塵力F、Fl、F2隨時周間變熱化的蜘曲線錯?！?共0-歲5交流內(nèi)電磁歉系統(tǒng)滲電磁哲吸力蘭的特尚點與離分磁御環(huán)原牢理四、賢分磁塵環(huán)和遺磁極慚端面波的參搭數(shù)。根據(jù)星以上脖分析競，只余要滿憂足條買件Fmi亮n>Ff（即艷最小該電磁嗓吸力處大于先反作傘用力鮮）便豪足以卡消除保銜鐵轟的振林動。舍然而勒，由界式(1值0-坐86腐)可見奴，合組成電昂磁吸督力中幫仍有纖交變想分量乎，它戶使合璃成吸冤力有狐脈動延現(xiàn)象墨。要禁消除夕脈動霧現(xiàn)象讀，必材須使門式(1照0—揉86淺)的交急變分修量等丈于零籮。此時眾，要竊求同楊時滿即足條心件：撇（1）Fp1＝Fp2；（2）2θ＝π。§1訓0-小5交流劇電磁乏系統(tǒng)料電磁謀吸力伍的特林點與嘩分磁銅環(huán)原鞠理要滿喬足條井件1，則匆有：§1均0-西5交流坡電磁萄系統(tǒng)睡電磁琴吸力餡的特線點與鳥分磁殲環(huán)原儲理但是膊條件2是不餅可能勞滿足乓的，似換句繞話說表，即其銜鐵警吸力茫脈動賭現(xiàn)象討是無莊法消給除的夢。欲使θ角增更大必淚須增編大P或使A2和δ2減小郊。增想大P(或減刃小Rr)意味掙著分村磁環(huán)千的損嘉耗增惜大、予溫升斃升高冶，所癢以要萌受到撇限制恢。至于惰使A2和δ2減小寺也有景一定宇限制渴，因佳為A2固定檢之后失，δ2就是少影響θ角的無關鍵倒因素大，在陪實際臣使用俱中，和鐵心烏在δ2處之熟接觸梁不平溜、或邪塵垢色及非遷磁性良物質(zhì)敞之聚漆集均造可使對分磁隱環(huán)的遞作用爪因δ2增大(即θ減小)而明僚顯地倚下降選?！?塔0-澆5交流循電磁遺系統(tǒng)太電磁貴吸力你的特康點與贊分磁鏈環(huán)原么理對條痰件2：由式(1斜0-垃91溜a)看，滔對兩責部分險氣隙袍，使δ1＞δ2、A1＜A2將有宏助于θ角的固增大榆，但A2比Al大得增太多爬又會汽導致副條件l不滿鎮(zhèn)足。實際表上使θ角接出近90°不妥處當。映根據(jù)盒經(jīng)驗序，一鎖般取θ＝50綿°~耳70戀°，A2=(吸2~生3)啟A1，且灘采用街電阻有率小惑而機麻械強蠅度高被的導為體材交料制燈造分蕩磁環(huán)速。§1拍0-御5交流逝電磁痛系統(tǒng)辮電磁匙吸力犬的特萬點與銀分磁腫環(huán)原嘴理五、酬三相威交流瀉電磁慢系統(tǒng)避的吸披力設有笨如圖10嘴-2少4a所示寶三相毯交流牧電磁彼系統(tǒng)遮，其已三相交線圈拿分別筆繞在泳三個靜鐵心搞柱上躁?！?贈0-廁5交流恥電磁俯系統(tǒng)籃電磁龜吸力車的特公點與翅分磁低環(huán)原救理當三胳個相揪的鐵帶心柱釀具有脈相同某的幾飲何參傭數(shù)、陰而且郵電磁掀參數(shù)灣又平宵衡時額，三弄相鐵趴心端乒面處俯的電辱磁吸配力為它們伶的和您為§1誕0-胡5交流別電磁患系統(tǒng)久電磁蝦吸力誘的特雨點與獲分磁伴環(huán)原備理F始終襖為一介常數(shù)趨，不桐隨時同間變墾化。害圖10盲—2唇4b是三播相的停電磁甚吸力屋與其姥合力戶與時五間的腎關系港曲線荒。必須可指出網(wǎng)，雖喘然合漢力數(shù)饞值不斧隨時分間變剛化，溝但其跨作用卸點在篇銜鐵爺上與綱相鄰養(yǎng)二鐵槍心柱濱正中紀間相跑對應婆的M、N兩點賭之間陜周期提性地磨往返享移動覽?！?往0-市5交流違電磁鹿系統(tǒng)征電磁擋吸力獎的特賢點與違分磁抗環(huán)原歷理靜態(tài)(吸力)特性別：氣橡隙δ和磁轉(zhuǎn)勢IN無限掘緩慢娘變化何條件軍下，情電磁閘吸力汁與氣抄隙值睛的關嫁系。其不穿僅與槽電磁忙系統(tǒng)唉的電歷磁參晚數(shù)、猛幾何品參數(shù)堅有關改，而仰且與內(nèi)電磁匠系統(tǒng)易的結項構型協(xié)式以圍及工唇作條司件(恒磁漲勢抑聲或恒奧磁鏈)等有艱關。從靜章態(tài)觀迷點對鞠吸力—反力荒特性轟配合風提出池要求鍵，可居使吸昂合和僚釋放震過程鍛中都搏不會旦發(fā)生色中途負被卡吹住的夾現(xiàn)象舍。在音滿足卵上述習要求艦的基籠礎上羅，有卵時還帖要求勞