电磁铁的磁路计算优秀PPT.ppt

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1、电电电电 器器器器 理理理理 论论论论 基基基基 础础础础-第七章第七章第七章第七章1教学目的与要求：教学目的与要求：1、掌握电磁系统基本特性，熟悉电磁系统典型结构，了解电磁系、掌握电磁系统基本特性，熟悉电磁系统典型结构，了解电磁系统用途；统用途；2、掌握磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一、掌握磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一/第二定律，熟悉磁第二定律，熟悉磁路概念及其工程意义，了解电磁系统计算的基本任务路概念及其工程意义，了解电磁系统计算的基本任务 第七章第七章 电磁铁的磁路计算电磁铁的磁路计算2教学重点与难点：教学重点与难点：1、电磁系统基本特性；电磁系统的组成；电磁系统的特性电磁系统基

2、本特性；电磁系统的组成；电磁系统的特性；2、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一/第二定律；第二定律；标量磁位；标量磁位；磁场的三个性质磁场的三个性质 通过本次课的学习，学生掌握电磁系统四通过本次课的学习，学生掌握电磁系统四大基本特性大基本特性吸力特性、反力特性、输入吸力特性、反力特性、输入-输出特性、时间特性，输出特性、时间特性，磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一/第二定律，全面了解电磁第二定律，全面了解电磁系统的用途，为磁路的工程计算打下基础。系统的用途，为磁路的工程计算打下基础。第七章第七章 电磁铁的磁路计算电磁铁的磁路计

3、算3本章主要内容本章主要内容 1概述概述 2电磁系统的典型结构和基本特性电磁系统的典型结构和基本特性 3磁场的基本概念与基本定律磁场的基本概念与基本定律 4磁场的若干性质磁场的若干性质 5磁路的基本概念磁路的基本概念 6电磁系统计算的基本任务电磁系统计算的基本任务 47-l 概概 述述一、电磁系统的组成一、电磁系统的组成 二、电磁系统的用途二、电磁系统的用途 三、三、电磁系统磁场计算电磁系统磁场计算 5 一、电磁系统一、电磁系统 由磁系统（主要由两个相对运动的铁心及气隙等组成的，具有闭合由磁系统（主要由两个相对运动的铁心及气隙等组成的，具有闭合磁路的电器组件）和线圈组成，用以进行电磁转换的电器

4、组件或部件。磁路的电器组件）和线圈组成，用以进行电磁转换的电器组件或部件。1、线圈激磁使磁系统磁化，产生电磁吸力，吸引衔铁，使之运动作、线圈激磁使磁系统磁化，产生电磁吸力，吸引衔铁，使之运动作机械功，从而达到某些预定目的。机械功，从而达到某些预定目的。2、通过线圈从电源吸取能量，并借衔铁的运动输出机械功，是电磁、通过线圈从电源吸取能量，并借衔铁的运动输出机械功，是电磁系统进行能量转换的一个方面；通过线圈输入电磁信号，并借衔铁的机系统进行能量转换的一个方面；通过线圈输入电磁信号，并借衔铁的机械运动输出指令，是电磁系统实行控制作用的又一个方面。械运动输出指令，是电磁系统实行控制作用的又一个方面。7

5、-l 概概 述述6二、电磁系统的用途二、电磁系统的用途 1、单独成为一类电器。如牵引电磁铁、制动电磁铁，起重电磁铁和电、单独成为一类电器。如牵引电磁铁、制动电磁铁，起重电磁铁和电磁离合器及电磁吸盘等；磁离合器及电磁吸盘等；2、作为电器组件或部件。如电磁接触器、电磁式继电器，电磁式脱扣、作为电器组件或部件。如电磁接触器、电磁式继电器，电磁式脱扣器等的感测部件，以及电磁操作机构的执行部件。器等的感测部件，以及电磁操作机构的执行部件。3、电磁传感器、电磁稳压器乃至磁放大器等亦视为电磁系统。、电磁传感器、电磁稳压器乃至磁放大器等亦视为电磁系统。本章主要讨论能通过衔铁作机械功的一类电磁系统。本章主要讨论

6、能通过衔铁作机械功的一类电磁系统。7-l 7-l 概概 述述7三、电磁系统的计算三、电磁系统的计算 实质上是其磁场的计算。实质上是其磁场的计算。由于电磁系统的磁场大都是三维场，因此按解析法计算很困难，而由于电磁系统的磁场大都是三维场，因此按解析法计算很困难，而数值方法数值方法(如有限差分法、有限元法和积分方程法等）已获得较大应用。如有限差分法、有限元法和积分方程法等）已获得较大应用。本章通过对磁场性质的分析研究，掌握磁通、磁场强度、磁感应强本章通过对磁场性质的分析研究，掌握磁通、磁场强度、磁感应强度、磁压降的分布规律，从而建立磁路的概念，简化电磁系统的计算。度、磁压降的分布规律，从而建立磁路的

7、概念，简化电磁系统的计算。7-l 7-l 概概 述述87-2 电磁系统的典型结构和基本特性电磁系统的典型结构和基本特性一、典型结构形式和工作原理一、典型结构形式和工作原理 二、电磁铁的分类原则与类型二、电磁铁的分类原则与类型 三、电器中电磁铁的作用三、电器中电磁铁的作用 四、电磁铁的吸力特性四、电磁铁的吸力特性 五、反力特性五、反力特性 六、输入六、输入-输出特性输出特性 七、时间特性七、时间特性 9一、典型结构形式和工作原理一、典型结构形式和工作原理:介绍继电器和接触器介绍继电器和接触器 1、继电器：、继电器：1)类型：类型：电磁式与非电磁式（气囊式、受热等）电磁式与非电磁式（气囊式、受热等

8、）;2)名称名称:电流继电器、电压继电器、热继电器、时间继电电流继电器、电压继电器、热继电器、时间继电器、光继电器、压力继电器、速度继电器等。器、光继电器、压力继电器、速度继电器等。3)重要元件：感测元件，操动机构，辅助触头。重要元件：感测元件，操动机构，辅助触头。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性10电磁式继电器电磁式继电器7-2 电磁系统的典型结构和基本特性112、接触器、接触器 分直流接触器、交流接触器、分直流接触器、交流接触器、真空接触器等。真空接触器等。直流接触器：如右图示。主触直流接触器：如右图示。主触头为单断点转动式，上装灭弧室；头为单断点转动式，上装灭弧室；辅助触头随衔铁一同

9、动作。线圈辅助触头随衔铁一同动作。线圈通电后，衔铁克服反力闭合；线通电后，衔铁克服反力闭合；线圈断电，衔铁释放。圈断电，衔铁释放。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性12二、电磁铁的分类原则与二、电磁铁的分类原则与类型类型：1.按衔铁运动方式分：按衔铁运动方式分：直动式和转动式。直动式和转动式。2.按导磁体形状分：按导磁体形状分：形、形和螺管形、形和螺管式。式。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性133.3.按按线圈圈电流流种种类分：交流和直流分：交流和直流电磁磁铁。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性144.4.线圈圈连接接方式：方式：并并联线圈和串圈和串联线圈。圈。7-2 电磁系统的典型结

10、构和基本特性15三、电器中电磁铁的作用：三、电器中电磁铁的作用：、可、可远距离及自动控制电动机；远距离及自动控制电动机；、作感应元件；、作感应元件；、作分励脱扣器和合闸电磁铁；、作分励脱扣器和合闸电磁铁；、作为独立电器，如牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电、作为独立电器，如牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁、电磁吸盘和电磁离合器等。磁铁、电磁吸盘和电磁离合器等。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性16 四、电磁铁的吸力特性四、电磁铁的吸力特性 有静态和动态特性两种，条件是是否考虑电路参数在过渡过有静态和动态特性两种，条件是是否考虑电路参数在过渡过程中的变化。程中的变化。1、表示、表示电磁吸力电磁吸

11、力与衔铁的与衔铁的机械行程机械行程的关系：的关系：Fx=f（）直直动式电磁铁。动式电磁铁。这个特性表征了电磁系统带动负载的吸引能力，习惯上被称这个特性表征了电磁系统带动负载的吸引能力，习惯上被称为吸力特性。为吸力特性。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性电磁系统的典型结构和基本特性17xqWnmaxFxWnWnFx0 右图红色曲线表示静态吸力特性，右图红色曲线表示静态吸力特性，而非动态吸力特性，因为是在而非动态吸力特性，因为是在电路参数保持不变的稳态过程电路参数保持不变的稳态过程中得到的。衔铁在运动过程中中得到的。衔铁在运动过程中得到的均是动态吸力特性，静得到的均是动态吸力特性，静态吸力特性是

12、衔铁在无限缓慢态吸力特性是衔铁在无限缓慢移动时的特例。移动时的特例。同一动态吸力特性有很多种情况，同一动态吸力特性有很多种情况，一般只考虑静态吸力特一般只考虑静态吸力特 性。性。187-2 电磁系统的典型结构和基本特性电磁系统的典型结构和基本特性 蓝色曲线表示拟定功，它表征电磁系统在一蓝色曲线表示拟定功，它表征电磁系统在一定位置上输出有效功的能力。拟定功是电磁定位置上输出有效功的能力。拟定功是电磁吸力吸力Fx与对应与对应的乘积表示。的乘积表示。19 2、对于转动式电磁系统，表示衔铁受到的电磁转矩与衔铁、对于转动式电磁系统，表示衔铁受到的电磁转矩与衔铁的角位移的关系：的角位移的关系：Fx=f（a

13、）转动式电磁铁。转动式电磁铁。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性电磁系统的典型结构和基本特性20五、反力特性：五、反力特性：电磁系磁系统的的衔铁在运在运动过程中要克服机械程中要克服机械负载的作用力作的作用力作功。即功。即电磁系磁系统的主要任的主要任务是克服是克服这种反作用力，因此，种反作用力，因此，机械机械负载特性的反作用力特性的反作用力Ff 与与衔铁行程行程 之之间的关系的关系F Fx x=f=f（）称）称为反力特性。反力特性。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性21图图7-4给出几种常见的反力特性给出几种常见的反力特性a 瞬瞬时脱扣机构；脱扣机构；b 起重起重电磁磁铁；c 弹簧性簧性质负

14、载；d 多多级弹簧性簧性质负载（无（无动合触合触头）；）；E 多多级弹簧性簧性质负载（有（有动合触合触头）；）；f 永磁机构。永磁机构。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性22 为保障保障电磁系磁系统可靠的工作，在可靠的工作，在衔铁吸合吸合过程程中，中，动作作电流或流或电压的吸力特性的吸力特性应高于反力特性；反之，高于反力特性；反之，在在衔铁释放放过程程中，反力特性中，反力特性应高于高于动作作电流或流或电压的吸力特性。的吸力特性。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性2324 六、输入六、输入-输出特性：指输入量与输出量的关系。输出特性：指输入量与输出量的关系。电磁系磁系统的的输入量是入量是电量

15、（量（电流或流或电压），），输出量出量则可能可能是机械量（行程等）。但是机械量（行程等）。但实际上有用的只有两种形式的上有用的只有两种形式的输入入输出特性：出特性：继电特性、控制特性。特性、控制特性。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性24 六、输入六、输入-输出特性：指输入量与输出量的关系。输出特性：指输入量与输出量的关系。a a 电磁式磁式继电器；器；b b 磁放大器；磁放大器；c c 线性性电磁磁铁。7-2 电磁系统的典型结构和基本特性继电特性继电特性控制特性控制特性控制特性控制特性250sbttctxtdABC七七.时间特性时间特性动作过程：触动过程，吸合过程动作过程：触动过程，吸合过

16、程释放过程：开释过程，返回过程释放过程：开释过程，返回过程1 1）触动阶段（）触动阶段（AB）：）：直至直至 ，衔铁开始运动。，衔铁开始运动。此过程所需的时间称为触动时间此过程所需的时间称为触动时间tc。2 2）吸合阶段（）吸合阶段（BC）：）：衔铁运动直至闭合位置衔铁运动直至闭合位置C C。此过程所需的时间称为吸合运动时间此过程所需的时间称为吸合运动时间tx。整个动作过程所需的时间称为动作时间：整个动作过程所需的时间称为动作时间：td=tc+tx 267.27.2 电磁铁系统的典型结构和基本特性电磁铁系统的典型结构和基本特性3 3）开释阶段（）开释阶段（DE）：）：激激磁磁线线圈圈断断电电后

17、后，激激磁磁电电流流将将按按一一定定的的指指数数规规律律逐逐渐渐衰衰减减，主主磁磁路路中中的的磁磁场场也也随随之之逐逐渐渐衰衰减减。一一定定时时间间内内，作作用用于于衔衔铁铁上上的的吸吸力力大大于于反反 力力，故故 衔衔 铁铁 保保 持持 静静 止止 状状 态态，直直 至至 此过程所需的时间称为开释时间此过程所需的时间称为开释时间tk。4 4）返回运动阶段（）返回运动阶段（EF）：）：衔铁返回，直至其起始位置。衔铁返回，直至其起始位置。此过程所需的时间称为返回运动时间此过程所需的时间称为返回运动时间tf。整个释放过程所需的时间称为释放时间整个释放过程所需的时间称为释放时间ts：ts=tk+tf

18、 0sbttktftsD EF27 一、磁场及其对电流的作用一、磁场及其对电流的作用 1、磁场是一种空间，为电流所建立，同时又施加于载流导体。、磁场是一种空间，为电流所建立，同时又施加于载流导体。从微观上从微观上说，磁场对电流的作用力就是它对运动电荷的作用力说，磁场对电流的作用力就是它对运动电荷的作用力-洛伦兹力。洛伦兹力。7-3 7-3 磁场的基本概念与基本定律磁场的基本概念与基本定律 28二、磁场的基本物理量：二、磁场的基本物理量：反映磁场性质的两个基本物理反映磁场性质的两个基本物理量量磁感应强度磁感应强度B和磁场强度和磁场强度H。B值：值：回忆比奥回忆比奥-沙瓦实验和比沙瓦实验和比奥奥-

19、沙瓦定律。沙瓦定律。7-3 7-3 磁场的基本概念与基本定律磁场的基本概念与基本定律 29三、磁力线、磁通量和磁通管三、磁力线、磁通量和磁通管 1、磁力线：人为引出以利磁场分析的一种曲线。磁力线上每一点切线的方、磁力线：人为引出以利磁场分析的一种曲线。磁力线上每一点切线的方向均与该点磁场的方向一致。而该点磁力线的密度则与磁感应强度的量向均与该点磁场的方向一致。而该点磁力线的密度则与磁感应强度的量值成正比。如图所示：值成正比。如图所示：7-3 7-3 磁场的基本概念与基本定律磁场的基本概念与基本定律 302、磁通量：磁感应强度、磁通量：磁感应强度B通过某个面的通量。通过某个面的通量。3、磁通管：

20、在磁场中任作一闭合曲线，并作过该曲线所有各点的磁力线，、磁通管：在磁场中任作一闭合曲线，并作过该曲线所有各点的磁力线，就得到所谓的磁通管。就得到所谓的磁通管。如图所示：如图所示：7-3 7-3 磁场的基本概念与基本定律磁场的基本概念与基本定律 31四、磁通连续性定律：四、磁通连续性定律：穿过磁场内任一封闭曲面的磁通恒等于零。也叫磁路的基尔霍夫第一穿过磁场内任一封闭曲面的磁通恒等于零。也叫磁路的基尔霍夫第一定律。定律。或写成形式为：或写成形式为：或或 上式的微分说明磁感应强度既无源，也无汇，自身封闭的一条曲线。因上式的微分说明磁感应强度既无源，也无汇，自身封闭的一条曲线。因此磁场是一种无源场。此

21、磁场是一种无源场。7-3 7-3 磁场的基本概念与基本定律磁场的基本概念与基本定律 327-4 磁场的若干性质 一、磁场中的叠加性质：一、磁场中的叠加性质：若干导体共同产生的磁场等于各载流导体单独产生的磁场之和。若干导体共同产生的磁场等于各载流导体单独产生的磁场之和。二、给定边界条件下磁场分布的唯一性二、给定边界条件下磁场分布的唯一性 标量磁位场是位场，根据位场解的唯一性定理可知标量磁位场是位场，根据位场解的唯一性定理可知:在边界条件给定的在边界条件给定的条件下，磁场分布也是唯一的。因此在保持边界条件不变的前提下，条件下，磁场分布也是唯一的。因此在保持边界条件不变的前提下，运用各种巧妙的方法来

22、解决一些复杂的问题。运用各种巧妙的方法来解决一些复杂的问题。33 三、磁力线与等磁三、磁力线与等磁位线之间的互易位线之间的互易性性 磁力磁力线与等磁位与等磁位线彼此彼此间是正交的，是正交的，所以它所以它们的几何位的几何位置之置之间存在互易性。存在互易性。7-4 磁场的若干性质347-4 磁场的若干性质357-5 7-5 磁路的基本概念磁路的基本概念 一、一、磁路磁路 二、二、磁路计算的基本原理磁路计算的基本原理 三、三、等效磁路图等效磁路图 四、四、磁路计算困难的原因磁路计算困难的原因 五、五、磁路与电路的异同磁路与电路的异同 36磁场磁场 电路电路磁通磁通 电流电流磁通管磁通管 载流导体载流

23、导体 磁阻磁阻 电阻电阻磁势磁势 电势电势磁压降磁压降 电压降电压降“场场”的的 问问 题题“路路”化化 解解决决了了用用求求解解磁磁场场方方法法计计算算电电器器的的电电磁磁系系统统困困难的难题难的难题37若将磁通管第k段上的磁压降Umk与磁通 的比值：38一、磁路：磁通或磁力线经过的闭合回路。一、磁路：磁通或磁力线经过的闭合回路。1、主磁通：、主磁通：也叫工作气隙磁通，是指通过磁导体以及主气也叫工作气隙磁通，是指通过磁导体以及主气隙的磁通；记为隙的磁通；记为。2、漏磁通：、漏磁通：是指只通过线圈周围空间和部分导磁体形成回是指只通过线圈周围空间和部分导磁体形成回路的磁通；记为路的磁通；记为。（

24、1）较小时，较小时，l，忽略不计；忽略不计；（2）较大时，较大时，不能忽略不计，磁路是串并联的磁路不能忽略不计，磁路是串并联的磁路 39404142二、磁路的基本定律二、磁路的基本定律 1、磁路的基尔霍夫第一定律（）：、磁路的基尔霍夫第一定律（）：对磁路的任一节点，进入节点的磁通与离开节点的磁通相等。对磁路的任一节点，进入节点的磁通与离开节点的磁通相等。令离开节点的磁通为正，进入节点的磁通为负，则汇聚在任令离开节点的磁通为正，进入节点的磁通为负，则汇聚在任意节点的磁通的代数和为零，即：意节点的磁通的代数和为零，即：=0。43 2、磁路的基、磁路的基尔霍夫第二定律（）：霍夫第二定律（）：安培安培

25、环路路导出出 （1）定）定义：指沿磁路的任一指沿磁路的任一闭合回路，磁合回路，磁压降的代数和，等于与降的代数和，等于与该回路磁回路磁通相交通相交链的的线圈磁通圈磁通势的代数和，即：的代数和，即：如磁路中有气隙如磁路中有气隙，则有有44 （2）U与与IN的正、的正、负规定：定：如果磁通方向与如果磁通方向与环绕方向相同，方向相同，则该段磁段磁压降降为正；反之正；反之为负。磁通磁通势的正方向与的正方向与电流的正方向流的正方向应符合右手螺旋定符合右手螺旋定则。当磁通当磁通势的正方向和的正方向和环绕方向一致方向一致时，该磁通磁通势为正；反之正；反之为负。磁路欧姆定律磁路的基尔霍夫第二定律的一个特例：磁路

26、欧姆定律磁路的基尔霍夫第二定律的一个特例：磁路两点间磁压降磁路两点间磁压降 =通过磁路的磁通量通过磁路的磁通量*磁路磁阻磁路磁阻 45 三、等效磁路图：三、等效磁路图：依照电路的原理，画出等效磁路图。依照电路的原理，画出等效磁路图。、IN：表示磁通势。：表示磁通势。、R、m、h、a：磁阻。：磁阻。、拍合式直流电磁铁等效磁路图。、拍合式直流电磁铁等效磁路图。4647 四、磁路计算困难的原因：四、磁路计算困难的原因：1、导磁体的磁导率随磁感应强度、导磁体的磁导率随磁感应强度B的大小在相当大的范的大小在相当大的范围内变化，故导磁体的磁阻不是常数；围内变化，故导磁体的磁阻不是常数；2、气隙磁导的计算结

27、果也不精确；、气隙磁导的计算结果也不精确；3、因存在漏磁通、因存在漏磁通l，铁心与铁轭各点的磁通值均不相等，铁心与铁轭各点的磁通值均不相等，磁通势沿铁心的分布也不均匀。磁通势沿铁心的分布也不均匀。48 五、磁路与电路的异同五、磁路与电路的异同 磁路与电路有许多相似之处，表现在：磁路中的磁势、磁磁路与电路有许多相似之处，表现在：磁路中的磁势、磁通、磁压降、磁阻抗等参量与电路中的电势、电流、电压通、磁压降、磁阻抗等参量与电路中的电势、电流、电压降、电阻、和阻抗等参量是一一对应的。磁路的欧姆定律降、电阻、和阻抗等参量是一一对应的。磁路的欧姆定律和基尔霍夫定律与电路同名定律之间存在一定的对应关系。和基

28、尔霍夫定律与电路同名定律之间存在一定的对应关系。然而，它们之间又有本质上的差异，主要表现然而，它们之间又有本质上的差异，主要表现:由于磁导体的相对磁导率通常并非常数，而是磁场强度由于磁导体的相对磁导率通常并非常数，而是磁场强度B的的函数，在一般情况磁路是非线性的。函数，在一般情况磁路是非线性的。49电路问题中虽然也有泄漏电流，但由于电导体与电介质电路问题中虽然也有泄漏电流，但由于电导体与电介质的电导率相差极大（比值可高达的电导率相差极大（比值可高达10201021），故在非高），故在非高压及非高频场合，忽略漏泄电流对工程计算结果几乎没压及非高频场合，忽略漏泄电流对工程计算结果几乎没有影响。磁路

29、则不然。磁导体与一般媒质的磁导率比值有影响。磁路则不然。磁导体与一般媒质的磁导率比值通常只有通常只有103104。因此忽略漏磁通时会给工程计算结。因此忽略漏磁通时会给工程计算结果带来相当大的误差。果带来相当大的误差。电流和泄漏电流在电阻上要产生电电流和泄漏电流在电阻上要产生电热能的转换，而磁热能的转换，而磁通和漏磁通并不会在磁阻上进行磁能与热能的转换，即通和漏磁通并不会在磁阻上进行磁能与热能的转换，即它们不会产生焦耳热损耗。它们不会产生焦耳热损耗。50磁导体外部（如工作气隙和漏磁通的路径）的磁通管的磁导体外部（如工作气隙和漏磁通的路径）的磁通管的几何参数一般均未知，故与它相关的磁路参数（工作气

30、几何参数一般均未知，故与它相关的磁路参数（工作气隙的磁导和漏磁通）均应该根据磁场的基本性质和基本隙的磁导和漏磁通）均应该根据磁场的基本性质和基本定律来确定。定律来确定。由于必须考虑磁通，磁路中的磁势和磁阻等都是分布参由于必须考虑磁通，磁路中的磁势和磁阻等都是分布参数，所以磁路是分布参数性质的路。数，所以磁路是分布参数性质的路。517-6 7-6 电磁系统计算的基本任务与计算框图电磁系统计算的基本任务与计算框图一、电磁系统计算的基本任务一、电磁系统计算的基本任务 基本任务有两大类：正求任务与反求任务。基本任务有两大类：正求任务与反求任务。1、正求任务正求任务就是在给定工作气隙磁通的条件下，求出建

31、立该磁通就是在给定工作气隙磁通的条件下，求出建立该磁通所需的磁势。所需的磁势。如在设计计算中，根据给定的静态吸力特性或动态特性的要求，先如在设计计算中，根据给定的静态吸力特性或动态特性的要求，先确定电磁系统的结构形式，并据此确定所需的工作气隙磁通，然后再求确定电磁系统的结构形式，并据此确定所需的工作气隙磁通，然后再求出所需线圈磁势和线圈参数。出所需线圈磁势和线圈参数。正求任务是比较简单，也称为直接计算任务。正求任务是比较简单，也称为直接计算任务。522、反求任务：、反求任务：在给定磁势的条件下求出它所产生的工作气隙磁通。它是与正求任务在给定磁势的条件下求出它所产生的工作气隙磁通。它是与正求任务

32、相反的一种计算任务，常用于特性验算。相反的一种计算任务，常用于特性验算。相对而言，反向任务的难度要大的多。相对而言，反向任务的难度要大的多。7-6 电磁系统计算的基本任务与计算框图53二、计算框图二、计算框图 磁路计算只是电磁铁计算的一部分，此外还要计算电磁吸力、静态磁路计算只是电磁铁计算的一部分，此外还要计算电磁吸力、静态吸力特性和动态吸力特性。吸力特性和动态吸力特性。整个电磁系统计算工作框图如下，当然，电磁系统计算并非一定要整个电磁系统计算工作框图如下，当然，电磁系统计算并非一定要包括框图内的全部项目，根据具体计算需要亦可省去其中的部分项目。包括框图内的全部项目，根据具体计算需要亦可省去其

33、中的部分项目。7-6 电磁系统计算的基本任务与计算框图547-6 电磁系统计算的基本任务与计算框图55小小 结结 电磁系统电磁系统是由磁系统和线圈组成、用以进行电磁转换的电器组件或部是由磁系统和线圈组成、用以进行电磁转换的电器组件或部件。件。电磁式电器的电磁系统由铁心、磁轭、衔铁、激磁线圈和反力弹簧电磁式电器的电磁系统由铁心、磁轭、衔铁、激磁线圈和反力弹簧等组成。等组成。56 电磁系统的特性主要有下列四种：电磁系统的特性主要有下列四种：吸力特性：吸力特性：它是电滋系统的电磁吸力它是电滋系统的电磁吸力Fx与衔铁的机械行程之间的关系。与衔铁的机械行程之间的关系。静态吸力特性也称为静特性或简称吸力特

34、性。静态吸力特性也称为静特性或简称吸力特性。考虑了电路参数在过渡过程中的变化后得到的吸力特性称为动态吸力考虑了电路参数在过渡过程中的变化后得到的吸力特性称为动态吸力特性或动特性。特性或动特性。反力特性：反力弹簧或其他反力装置作用于衔铁的反作用力反力特性：反力弹簧或其他反力装置作用于衔铁的反作用力Ff与衔铁行与衔铁行程的关系称为电磁系统的反力特性。程的关系称为电磁系统的反力特性。小小 结结57 输入一输出特性：输入一输出特性：这是表征电磁系统的输入量与输出量之间关系的一这是表征电磁系统的输入量与输出量之间关系的一种特性种特性,它主要有继电特性和控制特性两种形式。它主要有继电特性和控制特性两种形式

35、。电磁系统的时间特性：电磁系统的时间特性：是指其电磁参量在动作过程和释放过程中随时是指其电磁参量在动作过程和释放过程中随时间的变化情况。间的变化情况。触动时间；吸合运动时间。这两段时间之和便是动作时间。触动时间；吸合运动时间。这两段时间之和便是动作时间。开释时间；返回运动时间。这两段时间之和称为释放时间。开释时间；返回运动时间。这两段时间之和称为释放时间。小小 结结58 在标量磁位场中，任意两点在标量磁位场中，任意两点a、b之间的磁位差称作磁压降。之间的磁位差称作磁压降。磁场具有下列三个有用的性质：磁场具有下列三个有用的性质：（1）叠加原理的适用性。）叠加原理的适用性。（2）位场解的唯一性。）

36、位场解的唯一性。（3）磁力线与等磁位线几何位置的互易性：）磁力线与等磁位线几何位置的互易性：小小 结结59 磁路是磁场在一定条件下的一种简化形式磁路是磁场在一定条件下的一种简化形式,它的基本定律有它的基本定律有二二:磁路基尔霍夫第一定律：磁路的基尔霍夫第二定律 小小 结结60 磁路的分布性为磁场的性质所决定，而磁路的非线性则由磁导体材料的磁路的分布性为磁场的性质所决定，而磁路的非线性则由磁导体材料的性质所决定。性质所决定。磁性材料具有很大的磁导率，但它是磁场强度的函数，所以在磁导体中，磁性材料具有很大的磁导率，但它是磁场强度的函数，所以在磁导体中，磁感应强度与磁场强度的关系为非线性，并决定了磁路的非线性。加之磁感应强度与磁场强度的关系为非线性，并决定了磁路的非线性。加之在磁畴的影响下，磁性材料中磁强度的变化总是滞后于磁场强度的变化，在磁畴的影响下，磁性材料中磁强度的变化总是滞后于磁场强度的变化，也即存在所谓磁滞现象，这就使得非线性关系更为复杂。也即存在所谓磁滞现象，这就使得非线性关系更为复杂。61