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Magnet-Schultz 電磁鐵WZAW060X00A03

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江蘇邱成機電有限公司

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當在通電螺線管內部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個磁體，這樣由于兩個磁場互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強。為了使電磁鐵的磁性更強，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反，一邊順時針，另一邊必須逆時針。如果繞向相同，兩線圈對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，將長期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強弱就不能用電流的大小來控制，而失去電磁鐵應有的優點。

電磁鐵是可以通電流來產生磁力的器件，屬非磁鐵，可以很容易地將其磁性啟動或是消除。例如：大型起重機利用電磁鐵將廢棄車輛抬起。電磁鐵可以分

為直流電磁鐵和交流電磁鐵兩大類型。如果按照用途來劃分電磁鐵，主要可分成以下五種：（1）牽引電磁鐵──主要用來牽引機械裝置、開啟或關閉各種閥門，以執行自動控制任務。（2）起重電磁鐵──用作起重裝置來吊運鋼錠、鋼材、鐵砂等鐵磁性材料。（3）制動電磁鐵──主要用于對電動機進行制動以達到準確停車的目的。（4）自動電器的電磁系統──如電磁繼電器和接觸器的電磁系統、自動開關的電磁脫扣器及操作電磁鐵等。（5）其他用途的電磁鐵──如磨床的電磁吸盤以及電磁振動器等。

當電流通過導線時，會在導線的周圍產生磁場。應用這性質，將電流通過螺線管時，則會在螺線管之內制成均勻磁場。假設在螺線管的中心置入鐵磁性物質，則此鐵磁性物質會被磁化，而且會大大增強磁場。

一般而言，電磁鐵所產生的磁場與電流大小、線圈圈數及中心的鐵磁體有關。在設計電磁鐵時，會注重線圈的分布和鐵磁體的選擇，并利用電流大小來控制磁場。由于線圈的材料具有電阻，這限制了電磁鐵所能產生的磁場大小，但隨著超導體的發現與應用，將有機會超越現有的限制。1.圓形線圈通往電流形成的磁場

（1）線圈中心處的磁場方向可將線圈上某一小段導線視為直線，由安培右手定則判定之。

（2）通有電流的圓形線圈上每一小段電流所產生的磁場，在線圈內都指向同一方向，故線圈內的磁場較直導線電流產生的磁場強度大。

（3）圓形導線通入電流時，線圈外的磁

各小段電流產生磁場的方向不一致， 因此產生的合成磁場較圈內磁場弱。

（4）圓形線圈的電流愈大，半徑愈小，則線圈中心處的磁場強度即愈大。

（5）圓形線圈和圓盤形薄磁鐵的磁力線形狀相似。發電機失磁故障是指發電機的勵磁突然全部消失或部分消失。引起失磁的原因有：轉子繞組故障、勵磁機故障、自動滅磁開關誤跳、半導體勵磁系統中某些元件損壞或回路發生故障以及誤操作等。

由于異步運行，發電機的轉子機械轉速大于同步轉速，由于出現轉差，定子繞組電流增大，轉子繞組產生感應電流，引起定、轉子繞組的附加發熱。分析表明，發電機失磁后對電力系統及發電機本身都會造成程度不同的危害，歸納起來有以下幾方面。

對發電機本身的危害：

（1）發電機失磁后，定子端部漏磁增強，使端部的部件和端部鐵芯過熱。

（2）異步運行后，發電機的等效電抗降低，由 變為 。因而從系統中吸收的無功增加，使定子繞組過熱。

（3）發電機轉子繞組出現的差頻電流在轉子繞組中產生額外損耗，引起轉子繞組發熱。

（4）對大型直接冷卻式汽輪發電機，平均異步轉矩的最大值較小，慣性常數也相對降低，轉子在縱橫軸方面明顯不對稱。由于這些原因，在重負荷下失磁發電機的轉矩和有功將發生劇烈擺動。這種影響對水輪發電機更為嚴重。

對電力系統的危害：

（1）發電機失磁后，由于有功功率擺動及系統電壓的降低，可能導致相鄰正常運行的發電機與系統之間失去同步，引起系統振蕩。

（2）發電機失磁造成系統中大量無功缺少，當系統中無功儲備不足，將引起電壓下降。嚴重時引起電壓崩潰，系統瓦解。

（3）一臺發電機失磁造成電壓下降，系統中的其他發電機在自動調節勵磁裝置作用下，將增加其無功輸出。從而使某些發電機、變壓器、輸電線路過電流，后備保護可能因過流動作，擴大了故障范圍。

2.螺線形線圈電流的磁場

（1）用一條長導線繞成螺線形的長線圈，相當于由很多個圓形線圈所串聯而成，每一圓形導線在中心處所建立的磁場均為同向，可以增強效應，故線圈中心處的磁場較單匝圓形線圈為強。

（2）線圈內部磁力線形成方向相同的直線，在線圈約兩端磁力線則漸彎曲向外。

（3）螺線形線圈的磁力線特

性與棒形磁鐵的磁力線相似，線圈內的磁力線與線圈外方向恰相反。

（4）線圈內磁場的強度與線圈上的電流及單位長度內線圈的圈數成正比。

3.螺線形線圈電流內磁場方向的右手螺旋定則（安培定理）：以右手掌握住線圈，四指指向電流方向，大拇指所指的方向即為線圈內磁力線方向。

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