第4節(jié) 電磁鐵與變壓器

8．4．1 電磁鐵

1．電磁鐵的工作原理與典型結(jié)構(gòu)

電磁鐵是利用載流鐵心線(xiàn)圈產(chǎn)生的電磁吸力來(lái)操縱機(jī)械裝置，以完成預(yù)期動(dòng)作的一種電器。它是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種電磁元件。它廣泛應(yīng)用在自動(dòng)控制的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，可以單獨(dú)作為一類(lèi)電器，如牽引電磁鐵、制動(dòng)電磁鐵、起重電磁鐵等，也可作為開(kāi)關(guān)電器的一種部件，如接觸器、繼電器的電磁系統(tǒng)，斷路器的電磁脫扣器等。

電磁鐵主要由線(xiàn)圈、鐵心及銜鐵三部分組成，鐵心和銜鐵一般用軟磁材料制成。鐵心一般是靜止的，線(xiàn)圈總是裝在鐵心上。開(kāi)關(guān)電器的電磁鐵的銜鐵上還裝有彈簧。

電磁鐵的結(jié)構(gòu)形式很多。按磁路系統(tǒng)形式可分為拍合式、盤(pán)式、E形和螺管式。按銜鐵運(yùn)動(dòng)方式可分為轉(zhuǎn)動(dòng)式和直動(dòng)式。結(jié)構(gòu)形式不同，電磁鐵的工作特性不同，適用的場(chǎng)合也不同。

當(dāng)電磁鐵的線(xiàn)圈未通電時(shí)，銜鐵在彈簧的作用下，與鐵心之間保持一個(gè)比較大的氣隙，這時(shí)銜鐵處于釋放位置狀態(tài)。當(dāng)線(xiàn)圈通電后，在線(xiàn)圈磁通勢(shì)的作用下，建立磁場(chǎng)，產(chǎn)生磁通，其中絕大部分磁通通過(guò)鐵心和銜鐵形成的閉合回路。這時(shí)鐵心和銜鐵被磁化，稱(chēng)為極性相反的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)吸力大于彈簧的反作用力時(shí)，銜鐵開(kāi)始向著鐵心方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，可以通過(guò)銜鐵來(lái)帶動(dòng)其他機(jī)械裝置或部件，完成預(yù)期的自動(dòng)化動(dòng)作。當(dāng)線(xiàn)圈中的電流小于某一定值或中斷供電時(shí)，電磁吸力小于彈簧的反作用力，銜鐵將在反作用力的作用下返回原來(lái)的釋放位置。這就是電磁鐵的基本工作原理。

電磁鐵的種類(lèi)很多，按其線(xiàn)圈電流的性質(zhì)可分為支流電磁鐵和交流電磁鐵。直流電磁鐵正常工作時(shí)，線(xiàn)圈中通過(guò)的是直流電，在穩(wěn)定狀態(tài)下鐵心中的磁通是恒定的，鐵心中沒(méi)有磁滯和渦流損耗，鐵心中部產(chǎn)生熱量。直流電磁鐵的鐵心和銜鐵由整塊軟鋼或電工純鐵制成。交流電磁鐵正常工作時(shí)，線(xiàn)圈中通過(guò)的是交流電，鐵心中的磁通是交變的，交變的磁通在鐵心中將會(huì)產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，使鐵心中產(chǎn)生熱量。為了減少鐵損，鐵心和銜鐵采用硅鋼片疊成。

2．電磁鐵的分類(lèi)

按用途分類(lèi)，電磁鐵可分為牽引電磁鐵、制動(dòng)電磁鐵、起重電磁鐵及其他類(lèi)型的專(zhuān)用電磁鐵。

牽引電磁鐵主要用于自動(dòng)控制設(shè)備中，用來(lái)牽引或推斥機(jī)械裝置，以達(dá)到自控或遙控的目的，例如，用來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉水路、油路、氣路等閥門(mén)，用以操縱金屬切割機(jī)床的各種操作機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。當(dāng)前常用的牽引電磁鐵有MQ1和MQ2兩個(gè)系列交流單相螺管式電磁鐵及MQZ1系列小型直流電磁鐵。

制動(dòng)電磁鐵是用來(lái)操縱制動(dòng)器，以完成制動(dòng)任務(wù)的電磁鐵。通常與瓦式制動(dòng)器配合使用，在電氣傳動(dòng)裝置中，用來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，以達(dá)到準(zhǔn)確、迅速停車(chē)的目的。常用的制動(dòng)電磁鐵有MZS1系列三相交流長(zhǎng)行程制動(dòng)電磁鐵、MZZ2系列直流長(zhǎng)行程制動(dòng)電磁鐵、MZD1系列單相交流短行程制動(dòng)電磁鐵、MZZ1系列直流短行程制動(dòng)電磁鐵等。

起重電磁鐵是用于起重、搬運(yùn)鐵磁性重物的電磁鐵。它廣泛應(yīng)用于冶煉、鑄造、機(jī)械制造和運(yùn)輸部門(mén)，在常溫下搬運(yùn)鋼板、生鐵錠、廢鋼屑、鋼軌、鐵礦石等磁性物件。起重電磁鐵為直流電磁鐵，常用的起重電磁鐵有MW1和MW5系列園盤(pán)形起重電磁鐵、MW2和MW4系列矩形起重電磁鐵、MW61系列橢圓形起重電磁鐵。

8．4．2 變壓器

1．變壓器的用途與組成

變壓器是一種常見(jiàn)的電氣設(shè)備,在電力系統(tǒng)和電子線(xiàn)路中廣泛應(yīng)用。用于輸配電系統(tǒng)的電力變壓器；用于工業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)中直流拖動(dòng)的專(zhuān)用電源變壓器；用于電力系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)室等場(chǎng)合的調(diào)壓變壓器；用于測(cè)量電壓、電流的電壓互感器、電流互感器；用于潮濕環(huán)境或人體常常接觸場(chǎng)合的隔離變壓器。

變壓器主要由鐵心和繞組兩個(gè)基本部分組成。

2．變壓器的工作原理

單相變壓器的原理圖,與電源相聯(lián)的稱(chēng)為一次繞組（又稱(chēng)原邊繞組）,與負(fù)載相聯(lián)的稱(chēng)為二次繞組（又稱(chēng)副邊繞組）。一次繞組、二次繞組的匝數(shù)分別為。