Подъемная сила электромагнита: Подъемная сила — электромагнит — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Подъемная сила — электромагнит — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Магнитная цепь с разветвлением магнитного потока.
 [16]

Формула (121.1) показывает, что подъемная сила электромагнита пропорциональна квадрату индукции. Поэтому для получения большой подъемной силы нужно применять материалы с высокой магнитной проницаемостью и обеспечить хорошее замыкание сердечника и якоря.
 [17]

На сколько процентов примерно уменьшится подъемная сила электромагнита, если температура его катушки, выполненной из медного провода, повысится на 50 С. Принять, что сердечник электромагнита не насыщен.
 [18]

Эти формулы удобны для ориентировочного расчета подъемной силы электромагнитов постоянного тока любых типов. Но при точном расчете электромагнитов необходимо учитывать особенности каждой из конструкций. В частности, что касается электромагнита ( 4 — 24), то формулой ( 4 — 32) не учитывается наличие потока рассеяния, замыкающегося помимо подвижного якоря.
 [19]

По этой формуле можно ориентировочно рассчитать подъемную силу электромагнита любого типа, в котором магнитное поле возбуждается постоянным током катушки. Но при точном расчете необходимо учитывать особенности каждой из конструкций.
 [20]

Как изменятся ЭДС, ток катушки и подъемная сила электромагнита рис. 6.96, если увеличить воздушный зазор.
 [21]

Путь магнитного потока при подъеме плиты ( а и скрапа ( б.
 [22]

С), то соответственно этому снижается подъемная сила электромагнита.
 [23]

С повышением температуры материала выше 200 С подъемная сила электромагнита начинает уменьшаться и при 700 С и выше она практически становится равной нулю.
 [24]

Как изменятся магнитная индукция В, магнитный поток Ф, подъемная сила электромагнита F, мощность, потребляемая его обмоткой Р, и индуктивность обмотки L, если при неизменных значениях магнитодвижущей силы ( МДС1) обмотки и длине магнитопровода увеличить сечение магнитопровода электромагнита.
 [25]

Как изменятся магнитная индукция В, магнитный поток Ф, подъемная сила электромагнита F и мощность, потребляемая его катушкой Р, если при неизменных значениях намагничивающей силы катушки и длине магнитопровода увеличивать сечение магнитопровода электромагнита. Для какой из величин ответ неправильный.
 [26]

Однако если использовать график, изображенный на рисунке 208, то величина подъемной силы электромагнита оказывается для сплошных ( но несоставных) сердечников обычно не меньше, чем рассчитанная. Для получения же наибольшей подъемной силы при сборке электромагнитов необходимо соблюдать следующие условия.
 [27]

Силу, с которой сердечник притягивает якорь Я ( рис. 4 — 22), называют подъемной силой электромагнита.
 [28]

Чем больше сечение поднимаемых изделий, чем плотнее они уложены и меньше воздушные промежутки, тем больше магнитный поток и тем выше подъемная сила электромагнита.
 [29]

Степень намагничивания стального сердечника, определяемая величиной проходящего через него магнитного потока, о которой судят по максимальной массе притягиваемого груза ( подъемная сила электромагнита), зависит от величины тока, пропускаемого через катушку, числа витков и температуры катушки, химического состава формы, размеров и температуры поднимаемого груза.
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Магнитек — Пример простейшего расчёта электромагнита

Электромагнит применяется во многих электротехнических приборах. Он представляет собой катушку из проволоки, намотанной на железный сердечник, форма которого может быть различной. Железный сердечник является одной частью магнитопровода, а другой частью, с помощью которой замыкается путь магнитных силовых линий, служит якорь. Магнитная цепь характеризуется величиной магнитной индукции — В, которая зависит от напряженности поля и магнитной проницаемости материала. Именно поэтому сердечники электромагнитов делают из железа, обладающего высокой магнитной проницаемостью. 

   При конструировании электромагнитов весьма желательно получить большой силовой поток. Добиться этого можно, если уменьшить магнитное сопротивление. Для этого надо выбрать магнитопровод с наименьшей длиной пути силовых линий и с наибольшим поперечным сечением, а в качестве материала — железоматериал с большой магнитной проницаемостью.

   Другой путь увеличения силового потока путем увеличения ампервитков не является приемлемым, так как в целях экономии проволоки и питания следует стремиться к уменьшению ампервитков.

   Обычно расчеты электромагнитов делаются по специальным графикам. В целях упрощения в расчетах мы будем также пользоваться некоторыми выводами из графиков. Предположим, требуется определить ам-первитки и силовой поток замкнутого железного магнитопровода, изображенного на рисунке 4,а и сделанного из железа самого низкого качества.

   Рассматривая график намагничивания железа, нетрудно убедиться, что наиболее выгодной является магнитная индукция в пределах от 10 000 до 14 000 силовых линий на 1 см2, что соответствует от 2 до 7 ампервиткам на 1 см. Для намотки катушек с наименьшим числом витков и более экономичных в смысле питания для расчетов надо принимать именно эту величину (10 000 силовых линий на 1 см2 при 2 ампервитках на 1 см длины). В этом случае расчет может быть произведен следующим образом. Так, при длине магнитопровода Z=/1-)-/2, равной 20 см -f- 10 см = 30 см, потребуется 2×30=60 ампервитков. 

   Для двухполюсного магнита этот, результат следует удвоить. Следовательно, Р=24,8 кг ^ 25 кг. При определении подъемной силы необходимо помнить, что она зависит не только от длины магнитопровода, но, и от площади соприкосновения якоря и сердечника. Поэтому якорь должен точно прилегать к полюсным наконечникам, иначе даже малейшие воздушные прослойки вызовут сильное уменьшение подъемной силы.

   Далее производится расчет катушки электромагнита. В нашем примере подъемная сила в 25 кг обеспечивается 60 ампервитками. Рассмотрим, какими средствами можно получить произведение N-J—60 ампервиткам.

   Очевидно, этого можно добиться либо путем использования большого тока при малом количестве витков катушки, например 2 а и 30 витков, либо путем увеличения числа витков катушки при уменьшении, тока, например 0,25 а и 240 витков. Таким обра-1 зом, чтобы электромагнит имел подъемную силу в 25 кг, на его сердечник можно намотать, и 30 витков и 240 витков, но при этом изменить величину питающего тока. Конечно, можно выбрать и другое соотношение.

   Однако изменение величины тока в больших пределах не всегда возможно, так как оно обязательно потребует изменения диаметра применяемой проволоки. Так, при кратковременной работе (несколько минут) для проводов диаметром до 1. мм допустимую плотность тока, при которой не происходит сильного перегревания провода, можно принять равной 5 A/мм2. В нашем примере проволока должна быть следующего сечения: для тока в 2A — 0,4 мм2, а для тока в 0,25A — 0,05 мм2.

   Каким же из этих проводов следует производить обмотку?
С одной стороны, выбор диаметра провода может определяться имеющимся у руководителя ассортиментом проволоки, с другой — возможностями источников питания как по току, так и по напряжению. Действительно, две катушки, одна из которых изготовлена из толстой проволоки в 0,7 мм и с небольшим числом витков — 30, а другая — из проволоки в 0,2 мм и числом витков 240, будут иметь резко различное сопротивление.

   Зная диаметр проволоки и ее длину, можно легко определить сопротивление. Длина проволоки равна произведению общего числа витков на длину одного из них (среднюю): l=Nxlt где lt — длина одного витка, равная 3,14 x Д. В нашем примере Д = 2 см, и 1г x 6,3 см. Следовательно, для первой катушки длина провода будет 30 x 6,3 = 190 см, а для второй — 240 X 6,3 = 1 512 см. Сопротивления обмоток будут также различными. 

   Пользуясь законом Ома, нетрудно вычислить необходимое напряжение. Так, для создания в обмотках тока в 2A необходимое напряжение равно 0,2B, а для тока в 0,25A — 2,5B.

   Таким образом, для питания первой катушки достаточно одного элемента или аккумулятора, причем для понижения напряжения приходится включать реостат; для питания второй катушки необходимо взять два элемента, соединяя их последовательно. Ясно, что во втором случае имеется меньше потерь электроэнергии и обмотка получается более выгодной.

   Анализ полученных результатов позволяет сделать еще такой вывод: диаметр проволоки подбирается так, чтобы питание катушки можно было производить только от одного элемента (или аккумулятора) без каких-либо реостатов, где энергия тратится непроизвольно. Нетрудно заметить, что при диаметре проволоки приблизительно 0,4 мм и силе тока около 0,4 а нужное напряжение для питания катушки составит 1,3-г-1,4 в,-то-есть как раз напряжение одного элемента.  

Таков элементарный расчет электромагнитов.

Подъемная сила электромагнита — способы увеличения напряженности магнитного поля

11 февраля 2021 г.

Для начала ознакомимся с производными выражениями для подъемной силы электромагнита: магнитное поле, напряженность магнитного поля.

Согласно Википедии, магнитное поле — это векторное поле, описывающее магнитное воздействие на движущиеся электрические заряды, электрические токи и магнитные материалы. В электромагнетизме магнитные поля окружают намагниченные материалы и создаются электрическими токами, такими как те, которые используются в электромагнитах, и электрическими полями, изменяющимися во времени.

Подъемная сила электромагнита (напряженность магнитного поля) Формула

Электрический ток (I) — это скорость потока заряда (Q) в единицу времени (t). то есть I=Q/t и Q=It из этого уравнения, если вы увеличиваете ток, количество заряда также увеличивается. В инвариантном уравнении Лоренца магнитной силы:
F = qE+ qvB, где
F — магнитная сила
q — количество заряда
V — скорость заряженных частиц, которые в нашем случае являются электронами, текущими в проводниках, используемых для создания электромагнита. , B – плотность магнитного потока.

Как сделать электромагнит сильнее?

Это имеет то же значение, что и вопросы типа «как сделать электромагнит более мощным?», «как можно увеличить силу электромагнита?» или «как сделать электромагнит сильнее?»

Из приведенных выше уравнений ясно видно, как сила магнитного поля зависит от тока (I) и заряда (Q). Поскольку сила поля от электромагнита регулируется и пропорциональна току, протекающему через катушку, и количеству витков — «ампер-витков» катушки.

Таким образом, существует несколько способов увеличения электромагнитной силы :

Увеличение силы тока, протекающего по проводу – Магнитное поле создается током, протекающим по проводу. Чем больше ток, тем сильнее магнитное поле и, следовательно, сильнее электромагнит.
Однако следует иметь в виду, что существует предел силы магнитного поля, которую поддерживает железный сердечник. Ток можно увеличить, но магнитная сила не увеличится пропорционально. Сердечник насыщается, и увеличение тока не вызовет соответствующего увеличения магнитного поля.

Добавление ферромагнитного сердечника — это также увеличивает магнитное поле (до определенного предела), а также помогает направить поле туда, где оно необходимо. Использование большого непрерывного ферромагнитного сердечника в сочетании с полюсными наконечниками правильной формы может сконцентрировать магнитное поле и сделать его еще сильнее между полюсными наконечниками.
Однако при высоких полях ферромагнитные материалы насыщаются и не дают дополнительных преимуществ. Самые сильные электромагниты на самом деле не используют сердечник — это катушки с воздушным сердечником. Обычно они работают с более высоким током и обычно имеют водяное охлаждение для отвода тепла. Еще более мощные электромагниты используют сверхпроводящий провод для предотвращения резистивных потерь.

Увеличение количества витков на сердечнике — Поскольку магнитное поле, создаваемое электромагнитом, зависит от количества витков катушки на единицу длины, его можно сделать более мощным, если иметь больше витков провода на заданной длине электромагнита. .

Использование материала с высокой электропроводностью в качестве катушки (например, меди, серебра и т. д.)

Подводя итог, можно сказать, что напряженность магнитного поля электромагнита пропорциональна как количеству витков в обмотке, так и току в проводе . Увеличение магнитной силы означает увеличение подъемной силы электромагнита.

Подъемная сила электромагнита Подъемная сила электромагнита Формула напряженности магнитного поля

Вам также может понравиться

Об авторе: hvrmag

Обзор продукта | Подъемные магниты — Hercules SLR

Подъемные магниты, также известные как магнитные подъемники или магнитные подъемные системы, являются универсальным такелажным оборудованием, которое можно использовать в самых разных областях, от подъема небольших металлических труб или металлолома до больших блоков из тяжелого металла. .

Если ваш бизнес связан с большим количеством тяжелых черных металлов ( общее значение, содержащее железо ), возможно, стоит инвестировать в подъемный магнит! Большинство обычных постоянных подъемных магнитов имеют предел рабочей нагрузки (WLL) в диапазоне от 500 до 3000 фунтов, а некоторые электромагниты достигают WLL в 11 000 фунтов. Это предлагает простой, эффективный и экономичный способ подъема множества металлических грузов.

Подъемные магниты обычно используются на сталелитейных заводах, складах металлолома, погрузочных доках, складах, литейных заводах, верфях, дистрибьюторах рулонов и труб и других потребителях соответствующей стальной продукции.

Типы подъемных магнитов

Существует два основных типа подъемных магнитов – постоянные магниты и электромагниты.

Постоянные магниты

Постоянные магниты — это именно то, о чем вы могли подумать — они постоянные! Это означает, что в этих магнитах используются материалы, которые постоянно (или естественным образом) намагничены для создания магнитного поля. Они называются ферромагнитными материалами и обычно представляют собой железо, никель или сплавы, изготовленные из редкоземельных металлов.

Забавный факт : Основным способом создания постоянных магнитов является нагревание ферромагнитного материала до очень высокой температуры, специфичной для каждого вида металла. Это похоже на естественный процесс, происходящий внутри Земли, который создает материалы, которые естественным образом намагничиваются.

Большинство постоянных подъемных магнитов можно «включать» и «выключать» с помощью рычага. Эти магниты обычно имеют два параллельных полюса, которые придают магниту глубоко проникающее магнитное поле для более шероховатых плоских поверхностей и круглого материала трубы или вала. Когда поля обоих полюсов выровнены, с севера на север и с юга на юг, магнитное поле активируется, но когда вы дергаете за рычаг, эти поля меняются местами, что приводит к тому, что подъемный магнит отпускает груз.

Электромагниты

Электромагниты, в отличие от постоянных магнитов, полагаются на электричество для зарядки магнита и удержания груза на поверхности магнита. Это происходит за счет использования электрической катушки под напряжением, намотанной на стальной сердечник, создающей магнитное поле. Это, конечно, означает, что подъемный магнит зависит от постоянного источника питания, что также означает, что отсутствие доступа к источнику питания или сбой питания могут привести к невозможности использования оборудования.

При использовании электромагнитов следует помнить об опасности, связанной с тем, что в случае прерывания электрического тока любой поднимаемый груз может оторваться и упасть. Некоторые электромагниты оснащены батареей, которая защитит от случайного отключения питания или перебоев в подаче электроэнергии.

Также доступны магниты с полным батарейным питанием, в которых используются автономные гелевые батареи. Магниты с батарейным питанием можно перемещать от подъемника к подъемнику, обеспечивая большую грузоподъемность без подключения к внешнему источнику питания, требуя только периодической подзарядки.

Преимущества подъемных магнитов

Тремя основными преимуществами подъемных магнитов являются их способность поднимать материалы без повреждения поверхности, экономия средств и уровень эффективности.

И вот как…

Подъем без повреждений: Подобно подъемным зажимам, подъемные магниты обеспечивают способ транспортировки материалов без необходимости повреждения поверхности груза, например, необходимости сверлить отверстие для поместите болт с проушиной. Они также могут свести к минимуму возможность появления царапин, отверстий или вмятин на материале при правильном использовании магнитов!

Экономичность: Поскольку вы можете выполнять подъемы, не повреждая груз, это приводит к более экономичному подъему, поскольку нет необходимости затем заделывать и повторно отделывать указанные повреждения. Это также может быть более дорогостоящим подъемником просто из-за экономии времени за счет его эффективности…

Эффективность: Помимо подъема грузов без повреждений, подъемные захваты также часто используются для захвата материалов, которые могут быть недостаточно доступны для правильного крепления другого такелажного оборудования. Например, если у вас есть ящик с плотно упакованными материалами, вы можете использовать подъемный магнит, чтобы получить доступ к одной части сверху и быстро и легко поднять ее! Если бы этот ящик был, скажем, заполнен трубами, сложенными горизонтально, использование ремня или цепи для подъема одной трубы потребовало бы ручного подъема одного конца детали, чтобы пропустить ремень или цепь под ним — что, по крайней мере, заняло бы гораздо больше времени — если это не совсем невозможно, непрактично или небезопасно.

5 вещей, о которых следует помнить при использовании грузоподъемных магнитов

У каждого типа грузоподъемного оборудования есть недостатки, о которых нужно помнить, чтобы обеспечить безопасность при монтаже. И грузоподъемные магниты не являются исключением из этого правила!

Прежде всего, крайне важно пройти надлежащее обучение правильному использованию ЛЮБОГО такелажа, с которым вы контактируете на работе. Как только у вас появится эта база знаний, вам следует помнить о нескольких вещах при использовании грузоподъемного магнита.

1. Воздушные зазоры

Воздушный зазор между магнитом и поверхностью груза может снизить его удерживающую способность. Магнитные силовые линии легко проходят через черные металлы, но не через воздух. Поэтому все, что создает пространство или воздушный зазор между магнитом и поднимаемым объектом, негативно влияет на грузоподъемность магнита. Чтобы получить наилучшие удерживающие характеристики, воздушные зазоры должны быть сведены к минимуму. Определить возможность образования воздушных зазоров можно, посмотрев на профиль груза и его поверхность. Следите за такими вещами, как толстая краска, пыль, стружка, бумага или упаковка, ржавчина, влага или текстурированная отделка поверхности, которые могут вызвать воздушные зазоры.

2. Контакт магнита с поверхностью

Всегда следите за тем, чтобы вся поверхность магнита соприкасалась с грузом во время подъема. Грузоподъемность магнита будет уменьшаться прямо пропорционально любой степени отсутствия контакта с поверхностью материала.

3. Поднимаемый материал

Не все черные металлы сделаны одинаково – Некоторые из них содержат немагнитные материалы, которые отрицательно влияют на магнитную проводимость. Термическая обработка, влияющая на структуру металла, также может снизить грузоподъемность.

Процент подъемной силы различных материалов:

  • Ст37 (0,1-0,3% С) = 100% подъемной силы
  • Нелегированная сталь (0,4-0,5% C) = 90% подъемной силы
  • Литая сталь = 90% подъемной силы
  • Легированная сталь F-522 = 80% – 90% подъемной силы
  • Нерж. % подъемной силы
  • Чугун = 45% – 60% подъемной силы
  • F-522 закаленный (60 HRC) = 40–50 % подъемной силы
  • AISI304 (нержавеющая сталь/никель) = 0 %–10 % подъемной силы
  • Латунь, алюминий, медь и т. д. = 0% подъемной силы
4. Изгибание груза

Если вы поднимаете материал с помощью одного магнита, например, тонкий лист или что-то более широкое, чем длинное, помните о том, что груз изгибается и, возможно, , «отклеивание» магнита. Для борьбы с этим тонкие листы следует поднимать несколькими магнитами, равномерно распределенными по всей поверхности, при этом поверхность контакта магнита всегда должна находиться на одной линии с поднимаемым грузом, а не перпендикулярно его длине.

5. Толщина груза

Думайте о магнетизме как о линиях, перетекающих из одного материала в другой, склеивающих их вместе – как связку невидимых гвоздей. Вы когда-нибудь пытались повесить фотографию на стену с помощью гвоздя, и она тут же выпадала, потому что гипсокартон был недостаточно толстым, чтобы гвоздь был должным образом закреплен? Магнетизм работает очень похоже на это.

Back to top