一、電磁傳動裝置的基本組成和工作原理
電磁傳動裝置是一種通過電磁鐵把電磁能轉(zhuǎn)變成機械能來驅(qū)使電器觸頭動作的機構(gòu)。
電磁傳動裝置實際上就是一個電磁鐵。它的形式有很多，比如：螺管式、直動式、E形、U形等，但它們的基本組成和工作原理卻是相同的。
電磁鐵主要由吸引線圈和磁系統(tǒng)兩部分組成。磁系統(tǒng)一般由鐵心、磁軛和銜鐵三部分組成。銜鐵又稱為動鐵心，鐵心和磁軛又稱為靜鐵心。
下面以直流接觸器和繼電器常用的拍合式電磁鐵為例，說明其工作原理和各組成部分的用途。
圖4－1 電磁鐵的工作原理
1－銜鐵；2－極靴；3－線圈；4－鐵心；5－磁軛；
6－非磁性墊片；7－反力彈簧；8－調(diào)節(jié)螺釘。
如圖4－1所示為一個直流拍合式電磁鐵的結(jié)構(gòu)，它由線圈3、極靴2、鐵心4、磁軛5和銜鐵1等組成。線圈3套裝在鐵心4上，極靴2與銜鐵1之間的空氣隙稱為工作氣隙，磁軛5與銜鐵1之間的氣隙稱為棱角氣隙。極靴用來增大氣隙磁導，并可以壓住線圈。非磁性墊片6用來減少剩磁通，以防線圈斷電后銜鐵被剩磁吸力吸住而不能釋放。由于非磁性材料的導磁率和空氣的導磁率很接近，故可認為是一個空氣隙，稱非工作氣隙。
其工作原理是：在線圈未通電時，銜鐵在反力彈簧的作用下，處于打開位置，銜鐵與極靴之間保持一個較大的氣隙。當線圈接通電源后，線圈中產(chǎn)生磁勢IW，在磁系統(tǒng)和工作氣隙所構(gòu)成的回路中產(chǎn)生磁通φ，其流向用右手螺線管法則確定（如圖中虛線所示）。根據(jù)磁力線流入端為S極，流出端為N極的規(guī)定，在工作氣隙兩端的極靴和銜鐵相對的端面上產(chǎn)生異性磁極。由于異性磁極相吸，于是在鐵心和銜鐵間產(chǎn)生電磁吸力。當電磁吸力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大于反力彈簧反作用力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時，銜鐵被吸向鐵心，直到與極靴接觸為止，并帶動觸頭動作。這個過程稱為銜鐵的吸合過程，銜鐵與極靴接觸的位置稱為銜鐵閉合位置。此時，銜鐵與極靴之間仍有一個很小的氣隙。
當線圈中的電流減小或中斷時，鐵心中的磁通變小，吸力也隨之減小，如果吸力小于反力彈簧的反力（歸算后），銜鐵在反力彈簧的作用下返回至打開位置，并帶動觸頭處于另一工作位置。這個過程稱為銜鐵釋放過程。
由此可見，只要控制電磁鐵吸引線圈電流(或電壓)就能通過觸頭來控制其它電器。
我們規(guī)定：當線圈失電時，觸頭若是打開的，稱為常開觸頭(也稱動合觸頭)；觸頭若是閉合的，則稱為常閉觸頭(也稱動斷觸頭)。
電磁鐵的用途很廣，例如在接觸器中，利用電磁鐵帶動觸頭運動，只要控制電磁鐵線圈電流的通斷，就能使電磁鐵完成某一工作任務，實現(xiàn)自動控制及遠距離操縱的目的。在許多繼電器中利用電磁鐵作感受元件，它可以反映出電路中電壓、電流、功率等參數(shù)的變化，對電路及電氣設備進行保護和控制。
二、電磁鐵(電磁傳動裝置)的分類
電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式很多，圖4－2所示是幾種常見電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式。
電磁鐵可以按銜鐵運動方式、磁系統(tǒng)形狀、線圈電流種類和連接方式等分類。
1．按吸引線圈通電電流的性質(zhì)，可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。
直流電磁鐵線圈通的是直流電流，當電流達到穩(wěn)定值后，可以認為匝數(shù)W、電流I均不變，故其為恒磁勢(IW)系統(tǒng)，磁通不隨時間而變化，在鐵心中沒有渦流和磁滯損耗，鐵心可用整塊鋼或工程純鐵制造。為了便于制造，鐵心和極靴一般做成圓形，線圈也做成圓形，形狀細高，與鐵心配合較緊密。
交流電磁鐵的吸引線圈通的是交流電流，可以認為匝數(shù)為 W和磁通有效值φ不變，故其為恒磁鏈(ψ＝φW)系統(tǒng)。但總磁通φ交變，在鐵心中有渦流和磁滯損耗，鐵心不能再用整塊鋼鐵制造，一般是用硅鋼片疊制而成。為了便于制造，把鐵心制成方形的，線圈往往也制成方形，且為“矮胖型”，線圈與鐵心間的間隙較大，以利于線圈散熱。
2．按吸引線圈與電路的連接方式，可分為并聯(lián)電磁鐵和串聯(lián)電磁鐵。
并聯(lián)電磁鐵的線圈與電源并聯(lián)，輸入電量是電壓，其線圈稱并聯(lián)線圈或電壓線圈。其阻抗要求大，電流小，故線圈匝數(shù)多且線徑細，這種電磁鐵應用較為廣泛。
串聯(lián)電磁鐵的線圈與負載串聯(lián)，反應的是電流量，其線圈稱為串聯(lián)線圈或電流線圈。其阻抗要求小，故其匝數(shù)少且導線粗，應用較少。
3．按銜鐵的運動方式，可分為直動式和轉(zhuǎn)動式電磁鐵兩大類。圖4－2中（a）（f）為轉(zhuǎn)動式，其余均為直動式。
4．按磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀，可分為U型、E型和螺管型。圖4－2中（a）和（g）為U型，（b）和（c）為螺管型，（d）、（e）、（f）均為E型。
此外，還可以按電磁鐵的動作速度分為快速電磁鐵、一般速度和延時動作電磁鐵。
圖4－2 常見電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式
（a）拍合式；（b）螺管式；（c）裝甲螺管式；（d）盤式；
（e）雙E直動式；（f）雙E轉(zhuǎn)動式；（g）單U直動式。