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Magnet-Schultz 電磁鐵WZAW060X00A03

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江蘇邱成機電有限公司

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江蘇邱成機電有限公司是一家集研發(fā)、工程、銷售、技術(shù)服務(wù)于一體的現(xiàn)代化企業(yè)，是國內(nèi)自動化領(lǐng)域具競爭力的設(shè)備供應(yīng)商。公司主要經(jīng)營歐美和日韓 等發(fā)達(dá)國家的機電一體化設(shè)備、高精度分析檢測儀器、環(huán)境與新能源工業(yè)設(shè)備及電動工具等工控自動化產(chǎn)品。 

當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個磁體，這樣由于兩個磁場互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強。為了使電磁鐵的磁性更強，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反，一邊順時針，另一邊必須逆時針。如果繞向相同，兩線圈對鐵芯的磁化作用將相互抵消，使鐵芯不顯磁性。另外，電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做，而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后，將長期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強弱就不能用電流的大小來控制，而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點。

電磁鐵是可以通電流來產(chǎn)生磁力的器件，屬非磁鐵，可以很容易地將其磁性啟動或是消除。例如：大型起重機利用電磁鐵將廢棄車輛抬起。電磁鐵可以分

為直流電磁鐵和交流電磁鐵兩大類型。如果按照用途來劃分電磁鐵，主要可分成以下五種：（1）牽引電磁鐵──主要用來牽引機械裝置、開啟或關(guān)閉各種閥門，以執(zhí)行自動控制任務(wù)。（2）起重電磁鐵──用作起重裝置來吊運鋼錠、鋼材、鐵砂等鐵磁性材料。（3）制動電磁鐵──主要用于對電動機進(jìn)行制動以達(dá)到準(zhǔn)確停車的目的。（4）自動電器的電磁系統(tǒng)──如電磁繼電器和接觸器的電磁系統(tǒng)、自動開關(guān)的電磁脫扣器及操作電磁鐵等。（5）其他用途的電磁鐵──如磨床的電磁吸盤以及電磁振動器等。

當(dāng)電流通過導(dǎo)線時，會在導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生磁場。應(yīng)用這性質(zhì)，將電流通過螺線管時，則會在螺線管之內(nèi)制成均勻磁場。假設(shè)在螺線管的中心置入鐵磁性物質(zhì)，則此鐵磁性物質(zhì)會被磁化，而且會大大增強磁場。

一般而言，電磁鐵所產(chǎn)生的磁場與電流大小、線圈圈數(shù)及中心的鐵磁體有關(guān)。在設(shè)計電磁鐵時，會注重線圈的分布和鐵磁體的選擇，并利用電流大小來控制磁場。由于線圈的材料具有電阻，這限制了電磁鐵所能產(chǎn)生的磁場大小，但隨著超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，將有機會超越現(xiàn)有的限制。1.圓形線圈通往電流形成的磁場

（1）線圈中心處的磁場方向可將線圈上某一小段導(dǎo)線視為直線，由安培右手定則判定之。

（2）通有電流的圓形線圈上每一小段電流所產(chǎn)生的磁場，在線圈內(nèi)都指向同一方向，故線圈內(nèi)的磁場較直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場強度大。

（3）圓形導(dǎo)線通入電流時，線圈外的磁

各小段電流產(chǎn)生磁場的方向不一致， 因此產(chǎn)生的合成磁場較圈內(nèi)磁場弱。

（4）圓形線圈的電流愈大，半徑愈小，則線圈中心處的磁場強度即愈大。

（5）圓形線圈和圓盤形薄磁鐵的磁力線形狀相似。發(fā)電機失磁故障是指發(fā)電機的勵磁突然全部消失或部分消失。引起失磁的原因有：轉(zhuǎn)子繞組故障、勵磁機故障、自動滅磁開關(guān)誤跳、半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)中某些元件損壞或回路發(fā)生故障以及誤操作等。

由于異步運行，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子機械轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速，由于出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，定子繞組電流增大，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起定、轉(zhuǎn)子繞組的附加發(fā)熱。分析表明，發(fā)電機失磁后對電力系統(tǒng)及發(fā)電機本身都會造成程度不同的危害，歸納起來有以下幾方面。

對發(fā)電機本身的危害：

（1）發(fā)電機失磁后，定子端部漏磁增強，使端部的部件和端部鐵芯過熱。

（2）異步運行后，發(fā)電機的等效電抗降低，由 變?yōu)?。因而從系統(tǒng)中吸收的無功增加，使定子繞組過熱。

（3）發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)的差頻電流在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生額外損耗，引起轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱。

（4）對大型直接冷卻式汽輪發(fā)電機，平均異步轉(zhuǎn)矩的最大值較小，慣性常數(shù)也相對降低，轉(zhuǎn)子在縱橫軸方面明顯不對稱。由于這些原因，在重負(fù)荷下失磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩和有功將發(fā)生劇烈擺動。這種影響對水輪發(fā)電機更為嚴(yán)重。

對電力系統(tǒng)的危害：

（1）發(fā)電機失磁后，由于有功功率擺動及系統(tǒng)電壓的降低，可能導(dǎo)致相鄰正常運行的發(fā)電機與系統(tǒng)之間失去同步，引起系統(tǒng)振蕩。

（2）發(fā)電機失磁造成系統(tǒng)中大量無功缺少，當(dāng)系統(tǒng)中無功儲備不足，將引起電壓下降。嚴(yán)重時引起電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解。

（3）一臺發(fā)電機失磁造成電壓下降，系統(tǒng)中的其他發(fā)電機在自動調(diào)節(jié)勵磁裝置作用下，將增加其無功輸出。從而使某些發(fā)電機、變壓器、輸電線路過電流，后備保護(hù)可能因過流動作，擴(kuò)大了故障范圍。

2.螺線形線圈電流的磁場

（1）用一條長導(dǎo)線繞成螺線形的長線圈，相當(dāng)于由很多個圓形線圈所串聯(lián)而成，每一圓形導(dǎo)線在中心處所建立的磁場均為同向，可以增強效應(yīng)，故線圈中心處的磁場較單匝圓形線圈為強。

（2）線圈內(nèi)部磁力線形成方向相同的直線，在線圈約兩端磁力線則漸彎曲向外。

（3）螺線形線圈的磁力線特

性與棒形磁鐵的磁力線相似，線圈內(nèi)的磁力線與線圈外方向恰相反。

（4）線圈內(nèi)磁場的強度與線圈上的電流及單位長度內(nèi)線圈的圈數(shù)成正比。

3.螺線形線圈電流內(nèi)磁場方向的右手螺旋定則（安培定理）：以右手掌握住線圈，四指指向電流方向，大拇指所指的方向即為線圈內(nèi)磁力線方向。

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