电磁线圈的工作原理

 电磁线圈是在特殊形状的带有磁性的铁芯周围,用线圈缠绕而成的器件。当电流通过线圈时,铁芯周围产生磁场,铁芯的作用是可以大大增强周围磁场的强度。磁力线从线圈的中心通过,由一端流出,经过侧面,再从另一端流人。在三维形状上,磁场就象椭圆型的开心果,如果将铁芯加工成适应磁路的形状,磁力线会全部流过铁芯。

  在电磁线圈的设计中,核芯部位总有间隙,磁力线(磁通量)无法达到,如果间隙被磁力线充满,磁场的强度就可以达到{zd0}。电磁线圈的活动芯,便可以解决这个矛盾。当线圈通过电流时,磁场吸人活动芯,充填了间隙,从而使磁通充满了整个间隙。活动芯的连接及其运动方式比较多,把活动芯吸入间隙的拉力也可以变成推力、可以在其另一端连接L弹簧,使活动芯处于常开位置。

  当认识到电磁线圈的本质后,就会发现设计中的一些小窍门,活动芯的顶端都设计成适合磁力线流通的形状,诸如将其两端的形状设计45°或倾斜一个角度以适应铁芯韵形状,这将大大增大电磁线圈的磁场强度。另外,电磁线圈的磁场强度在磁力线通过的路径上不均匀,当活动芯远离磁场处于行程最远点的时候,磁场所产生的作用力最弱,活动芯越接近结合位置时,磁场产生的作用力就越强。

  电磁线圈的作用力大小由以下四个因素决定:线圈的应数,电流强度,线圈的长度以及铁芯与活动芯的磁场质量。线圈就是产生磁场的导线,它是由镀上聚胺脂膜的铜线缠绕形成的,铜线的薄膜越薄,缠绕的匝数就越多,越能充分利用有限空间,获得{zd0}的磁通。铜线绝缘膜的电绝缘性要求相对较低,因为其所受的电压较低,更重要的指标是热绝缘性,在发动机中,电磁线圈必须要能承受高达150℃的温度。

  导线的规格尺寸和长度决定了线圈直流电阻的大小、实际上电流产生的作用力远比欧姆定律要复杂。别忘了,线圈的自感大小依赖于活动芯是否在间隙中。通常的情况是,开始的感应电流高,然后恢复到直流电阻所允许的程度。

  护断开线圈电流时,也须留意。电流鲜并时,线圈中储存的感应磁通量要恢复到原来的程度,自感的磁通量引起线圈产生较高的电压。断开一空调压缩机的接触器或突然从交流发电机负荷切断,都将产生很强的自感电动势。为避免系统的元件损坏,很多线圈并联了二极管。这种“回流二极管”与线圈工作的极性相反,当切断电流时,自感的感应电势由于二极管的短路就不会有什么危险了。


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