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(chǎng)磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個(gè)磁體,這樣由
電磁鐵 于兩個(gè)磁場(chǎng)互相疊加,從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。為了使電磁鐵的磁性更強(qiáng),通
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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(shí)針,另一邊必須逆時(shí)針。如果繞向相同,兩線圈對(duì)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(zhǎng)期保持磁性而不能退磁,則其磁性的強(qiáng)弱就不能用電流的大小來(lái)控制,而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。
電磁鐵是可以通電流來(lái)產(chǎn)生磁力的器件,屬非久磁鐵,可以很容易地將其磁性啟動(dòng)或是消除。例如:大型起重機(jī)利用電磁鐵將廢棄車(chē)輛抬起。
當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí),會(huì)在導(dǎo)線的周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。應(yīng)用這性質(zhì),將電流通過(guò)螺線管時(shí),則會(huì)在螺線管之內(nèi)制成均勻磁場(chǎng)。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(huì)被磁化,而且會(huì)大大增強(qiáng)磁場(chǎng)。
一般而言,電磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電流大小、線圈圈數(shù)及中心的鐵磁體有關(guān)。在設(shè)計(jì)電磁鐵時(shí),會(huì)注重線圈的分布和鐵磁體的選擇,并利用電流大小來(lái)控制磁場(chǎng)。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(chǎng)大小,但隨著超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,將有機(jī)會(huì)超越現(xiàn)有的限制。
電磁鐵可以分為直流電磁鐵和交流電磁鐵兩大類(lèi)型。如果按照用途來(lái)劃分電磁鐵,主要可分成以下五種:(1)牽引電磁鐵──主要用來(lái)牽引機(jī)械裝置、開(kāi)啟或關(guān)閉各種閥門(mén),以執(zhí)行自動(dòng)控制任務(wù)。(2)起重電磁鐵──用作起重裝置來(lái)吊運(yùn)鋼錠、鋼材、鐵砂等鐵磁性材料。(3)制動(dòng)電磁鐵──主要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)以達(dá)到準(zhǔn)確停車(chē)的目的。(4)自動(dòng)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(dòng)開(kāi)關(guān)的電磁脫扣器及操作電磁鐵等。(5)其他用途的
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電磁鐵──如磨床的電磁吸盤(pán)以及電磁振動(dòng)器等。
早在1820年春天,丹麥的奧斯特在一次偶然之中就發(fā)現(xiàn)了這一原理。1822年,法國(guó)物理學(xué)家阿拉戈和呂薩克才發(fā)現(xiàn),當(dāng)電流通過(guò)其中有鐵塊的繞線時(shí),它能使繞線中的鐵塊磁化。這實(shí)際上是電磁鐵原理的初發(fā)現(xiàn)。1823年,斯特金也做了一次類(lèi)似的實(shí)驗(yàn):他在一根并非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線,當(dāng)銅線與伏打電池接通時(shí),繞在U型鐵棒上的銅線圈即產(chǎn)生了密集的磁場(chǎng),這樣就使U型鐵棒變成了一塊“電磁鐵"。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能放大多倍,它能吸起比它重20倍的鐵塊,而當(dāng)電源切斷后,U型鐵棒就什么鐵塊也吸不住,重新成為一根普通的鐵棒。
斯特金的電磁鐵發(fā)明,使人們看到了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的光明前景,這一發(fā)明很快在英國(guó)、美國(guó)以及西歐一些沿海國(guó)家傳播開(kāi)來(lái)。
1829年,美國(guó)電學(xué)家亨利對(duì)斯特金電磁鐵裝置進(jìn)行了一些革新,用磁電絕緣導(dǎo)線代替裸銅導(dǎo)線,因此不必?fù)?dān)心被銅導(dǎo)線過(guò)分靠近而短路。由于導(dǎo)線有了絕緣層,就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起,由于線圈越密集,產(chǎn)生的磁場(chǎng)就越強(qiáng),這樣就大大提高了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的能力。到了1831年,亨利試制出了一塊更新的電磁鐵,雖然它的體積并不大,但它能吸起1噸重的鐵塊。
在奧斯特電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其他一系列實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下 ,安培認(rèn)識(shí)到磁現(xiàn)象的本質(zhì)是電流 ,把涉及電流 、磁體的各種相互作用歸結(jié)為電流之間的相互作用,提出了尋找電流元相互作用規(guī)律的基本問(wèn)題。為了克服孤立電流元無(wú)法直接測(cè)量的困難 ,安培精心設(shè)計(jì)了4個(gè)示零實(shí)驗(yàn)并伴以縝密的理論分析,得出了結(jié)果。但由于安培對(duì)電磁作用持超距作用觀念,曾在理論分析中強(qiáng)加了兩電流元之間作用力沿連線的假設(shè),期望遵守牛頓第三定律,使結(jié)論有誤。上述公式是拋棄錯(cuò)誤的作用力沿連線的假設(shè),經(jīng)修正后的結(jié)果。應(yīng)按近距作用觀點(diǎn)理解為,電流元產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)對(duì)其中的另一電流元施以作用力。
直線電流的安培定則對(duì)一小段直線電流也適用。環(huán)形電流可看成許多小段直線電流組成,對(duì)每一小段直線電流
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用直線電流的安培定則判定出環(huán)形電流中心軸線上磁感強(qiáng)度的方向。疊加起來(lái)就得到環(huán)形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環(huán)形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導(dǎo)出直線電流的安培定則對(duì)電荷作直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也適用,這時(shí)電流方向與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同,與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反。
安培定律與庫(kù)侖定律相當(dāng),是磁作用的基本實(shí)驗(yàn)定律 ,它決定了磁場(chǎng)的性質(zhì),提供了計(jì)算電流相互作用的途徑。
WEISTRON電磁鐵 [1] 電磁鐵:利用電流的磁效應(yīng),使軟鐵(電磁鐵線圈內(nèi)部芯軸,可快速充磁與消磁)具有磁性的裝置。
(1)將軟鐵棒插入一螺線形線圈內(nèi)部,則當(dāng)線圈通有電流時(shí),線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)使軟鐵棒磁化成暫時(shí)磁鐵,但電流切斷時(shí),則線圈及軟鐵棒的磁性隨著消失。
(2)軟鐵棒磁化后所生成的磁場(chǎng),加上原有線圈內(nèi)的磁場(chǎng),使得總磁場(chǎng)強(qiáng)度大為增強(qiáng),故電磁鐵的磁力大于 天然磁鐵。
(3)螺線形線圈的電流愈大,線圈圈數(shù)愈多,電磁鐵的磁場(chǎng)愈強(qiáng)。
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UPTISPHERE HP RP 3UM 5X4.0MM GUARD CARTRIDGES (HOLDER AGHP-5 REQUIRED) Article : 1R6860 Ref : UP-RP-3-005/046 |
發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不用,導(dǎo)致出廠前含在鐵芯中的剩磁失去,勵(lì)磁線圈建立不起應(yīng)有的磁場(chǎng),這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常但發(fā)不出電,此類(lèi)現(xiàn)象新機(jī)。或長(zhǎng)期不用的機(jī)組較多。
處理方法:1)有勵(lì)磁按鈕的按一下勵(lì)磁按鈕,2)無(wú)勵(lì)磁按鈕的,用電瓶對(duì)其充磁,3)帶一個(gè)燈泡負(fù)荷,超速運(yùn)轉(zhuǎn)幾秒鐘。
低軸阻發(fā)電機(jī)在原理設(shè)計(jì)上雖然只能將50%左右的負(fù)轉(zhuǎn)矩磁能轉(zhuǎn)化為正轉(zhuǎn)矩磁能,但是所產(chǎn)生的正轉(zhuǎn)矩也足以去抵消負(fù)轉(zhuǎn)矩了(因?yàn)閷?shí)際上是不可能將負(fù)轉(zhuǎn)矩磁能全部轉(zhuǎn)化為正轉(zhuǎn)矩磁能的)。
通過(guò)對(duì)常規(guī)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造及工作原理進(jìn)一步研究分析后,我們終找到了突破口,既是在常規(guī)發(fā)電原理構(gòu)造的基礎(chǔ)上運(yùn)用“能量緩存轉(zhuǎn)移法"來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的;也就是將部分固定方向的感應(yīng)電流進(jìn)行暫存處理后,再在滯后的時(shí)間內(nèi)釋放,所釋放的能量不僅可以繼續(xù)輸出供給負(fù)載,而且在電樞續(xù)流繞組中所產(chǎn)生的附加磁能還可以對(duì)轉(zhuǎn)子做正功(產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩)。這就是低軸阻發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)矩磁能的來(lái)源。
EGR-151-1C78- 2 CG-00 Teil-2/2-Wege-Magnetventil mit Druckregler (ohne MAN)+E30-024/= -PO Magnetspule IP00 |
IX348 |
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發(fā)電機(jī)失磁故障是指發(fā)電機(jī)的勵(lì)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(lì)磁機(jī)故障、自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳、半導(dǎo)體勵(lì)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(yùn)行,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)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(jī)失磁后對(duì)電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)本身都會(huì)造成程度不同的危害,歸納起來(lái)有以下幾方面。
對(duì)發(fā)電機(jī)本身的危害:
(1)發(fā)電機(jī)失磁后,定子端部漏磁增強(qiáng),使端部的部件和端部鐵芯過(guò)熱。
(2)異步運(yùn)行后,發(fā)電機(jī)的等效電抗降低,由 變?yōu)?。因而從系統(tǒng)中吸收的無(wú)功增加,使定子繞組過(guò)熱。
(3)發(fā)電機(jī)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(duì)大型直接冷卻式汽輪發(fā)電機(jī),平均異步轉(zhuǎn)矩的大值較小,慣性常數(shù)也相對(duì)降低,轉(zhuǎn)子在縱橫軸方面明顯不對(duì)稱。由于這些原因,在重負(fù)荷下失磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和有功將發(fā)生劇烈擺動(dòng)。這種影響對(duì)水輪發(fā)電機(jī)更為嚴(yán)重。
對(duì)電力系統(tǒng)的危害:
(1)發(fā)電機(jī)失磁后,由于有功功率擺動(dòng)及系統(tǒng)電壓的降低,可能導(dǎo)致相鄰正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間失去同步,引起系統(tǒng)振蕩。
(2)發(fā)電機(jī)失磁造成系統(tǒng)中大量無(wú)功缺少,當(dāng)系統(tǒng)中無(wú)功儲(chǔ)備不足,將引起電壓下降。嚴(yán)重時(shí)引起電壓崩潰,系統(tǒng)瓦解。
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(3)一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁造成電壓下降,系統(tǒng)中的其他發(fā)電機(jī)在自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置作用下,將增加其無(wú)功輸出。從而使某些發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路過(guò)電流,后備保護(hù)可能因過(guò)流動(dòng)作,擴(kuò)大了故障范圍。