MW5吊运废钢用起重电磁铁
用途:适用于搬运铸铁锭、钢球及各种废钢。
主要技术参数:
型号外形尺寸(mm) 质量电流功率4台起吊能力举例
MW61系列吊废钢电磁铁技术参数:
MW03系列吊运板坯用电磁铁
用途:
用于吊运大型钢锭、连铸板坯、厚钢板。吊运长度６Ｍ以上的板坯时为了避免偏心而产生倾斜，请使用两台电磁铁起吊。
主要技术参数
型号
常温用（100℃）高温用（600℃）
MW03-
70L
MW03-
90L
MW03-
110L
MW03-
120L
MW03-
140L
MW03-
160L
MW03-
180L
MW03-
70L/G
MW03-
90L/G
MW03-
110L/G
MW03-
120L/G
MW03-
140L/G
MW03-
160L/G
MW03-
180L/G
外形尺寸A 700 900 1100 1200 1400 1600 1800 700 900 1100 1200 1400 1600 1800
B 950 920 1080 1290 1100 1663 1910 990 1050 1140 1360 1175 1720 2000
C 180 160 250 250 280 500 500 180 160 250 250 280 500 500
D 110 125 170 170 220 220 230 110 125 150 170 200 220 230
E 32 50 65 85 90 90 115 32 50 65 85 90 90 115
MW73系列吊运和翻转板坯用电磁铁
用途:
适合于板坯上、下表面的检查和精整时的翻转作业，也可用于厚板和板坯的吊运。当使用导向柱的起重机时，能在吊运状态下使板坯翻转１８０度。
主要技术参数
型号MW73-7540L/G MW73-10055L/G MW73-15065L/G MW73-20090L/G MW73-140110L/G MW73-200130L/G
A 750 1000 1500 1900 1400 2000
外形尺寸
B 400 550 650 900 1100 1300
MW22系列电磁铁
用途:适用于吊运钢锭和大型初轧坯、型钢等。针对不同类型的钢材采用不同的磁路设计。该系列产品又分工字钢、初轧坯、梁坯、成卷线材（盘圆）起吊用电磁铁。
工字钢起吊用电磁铁
常温型技术参数:
型号MW22-8060L MW22-11060L MW22-120100L MW22-140100L MW22-140150L
外形尺寸(mm) A 800 1100 1200 1400 1400
B 600 600 1000 1000 1500
C 900 900 950 1100 1100
D 300 300 300 900 900
E 110 110 125 125 125
F 180 180 200 200 200
G 32 32 38 38 38 质量(kg) 1000 1300 2400 2000 3000 电流(A) 34.1 27.3 45.5 63.6 81.9 功率(kw) 7.5 6 10 14 18
起吊能力（表内大截面工字钢如果没有捆扎，也可以吊起一层）最小规格10号工字钢10号工字钢10号工字钢10号工字钢10号工字钢最大规格20a号工字钢30a号工字钢63a号工字钢50a号工字钢50a号工字钢最大长度
(mm)
2000 2000 2000 2000 2000
捆扎宽度
(mm)
500 500 1000 650 650
单捆重量
(kg)
5000 4000/6000 15000 3000/5000 4500/6000
捆数四台吊1捆四台吊2捆/1捆四台吊1捆四台吊4捆/2捆四台吊4捆/2捆
初轧坯、梁坯吊运用电磁铁
常温型技术参数
型号MW22-11090L MW22-12595L MW22-15075L MW22-15095L MW22-17065L MW22-17080L
外形尺寸(mm) A 1150 1250 1500 1500 1700 1700
B 900 950 770 960 650 820
C 740 1150 685 1120 770 700
D -- 300 -- 500 -- --
高温型技术参数
成卷线材（盘圆）起吊用电磁铁
用途:
其特殊磁极适合于不同直径的盘圆，电磁铁的选择取决于盘圆的长度，如电磁铁足够长，则一次可沿长度方向吊运几卷盘圆。
型号
外形尺寸(mm) 质量
(kg) 电流
(A)
功率
(kw)
A B C D E F
MW22-10054L 1000 1250 500 570 650 430 1520 30 6.6 MW22-16054L 1600 1210 600 580 1000 400 2350 45.5 10
WM92系列吊运小钢坯、钢锭用电磁铁
用途电磁铁的磁极内装有可动磁极块，在与被吸物接触后能自由伸缩，可得到最大的接触面积，适用于起吊多根高低参差不齐的初轧坯、
管坯以及交错排列的铸锭。
主要技术参数:
型号
外形尺寸(mm)
质量
(kg)
电流
(A)
功率
(kw)
吊运能力长度（m）×根数
A B C D E F G
110×110
（mm）
130×130
（mm）
150×150
（mm）
200×200
（mm）
《玩转电磁铁》教案 教学目标： 1、让学生了解电磁铁的构成和性质。 2、使学生知道电磁铁的原理，认识到电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，培养学生的 动手实验能力。 教学重难点： 了解电磁铁有通电产生磁性、断电磁性消失的基本性质。电池节数越多，线圈圈数越多，电磁铁的磁性越强。 教学过程： 教学方法：本节课主要采用了小组合作探究的教学形式，即：发现问题→猜想假设→设计实验→实验→得出结论。 教学演示：小电机、小平口螺丝刀、铁钉、漆包线、电池、砂纸、电铃、电脑打铃器等。分组实验材料：每组1只铁钉、1根漆包线、2节电池、10个大头针等。 一、观察和提问 观察小电机的内部结构，提出问题，进行研究。 二、猜想与判断 讲解：我们来做个类似的线圈。做线圈的用到的材料是铁钉、漆包线，用铁钉作铁芯，在铁芯上缠上漆包线。漆包线是细铜导线，外面包有绝缘漆，绝缘漆是不能导电的，在电动机里用的也是这种漆包线。使用的时候，要把导线两端的绝缘漆刮下来，露出里面的铜2 线，才能接通电流。在实验前，老师已经把线头的绝缘漆都刮掉了，只要把它和电源的两端接通就能通电了。制作线圈的方法是：从铁钉的一端开始，把漆包线缠绕在铁钉上。在铁钉上缠绕一圈叫一匝（板书“1匝”），我们在铁钉上缠绕30匝，做一个30匝的线圈（边讲边演示），大家也一起来做一做吧。学生制作线圈。 提问：现在我们把这个线圈的两个线头与一节电池的两极接通，给这个线圈通电，用铁钉的一端靠近大头针，看看能不能把大头针吸起来。断开电池后，看看还能不能把大头针吸起来。 一、实验：电磁铁的磁性 谈话：请各组同学做一下这个实验。能不能把大头针吸起来。注意每次通电时间不能 太长，不要超过10秒钟，以免电池发热，损坏电池。 二、学生实验、报告 讲解：线圈通电后能够吸起大头针，就是说，它像磁铁一样，有了磁性，它的磁性是因为通电产生的，断了电，磁性就消失了，所以我们把这种中间插有铁芯的线圈叫做电磁铁。今天我们一起来学习第2课：玩转电磁铁。（板书课题：2玩转电磁铁）
直流电磁铁设计 共26 页 编写： 校对：
直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ（T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H= L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr =0 μμ 5、 磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。
6、磁感应强度的定义式B=qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=21 μ0nI 。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。
我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 A K1= A A：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。11、结构系数Kυ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数K J这个判据。
电磁铁的设计计算 1原始数据 YDF-42 电磁铁为直流电磁铁工作制式为长期根据产品技术条件已知电磁铁的工作参数 额定工作电压UH=24V 额定工作电压时的工作电流IH ≤1A 2 测试数据 测试参数工作行程δ=1mm 吸力F=7.5kg 电阻R=3.5Ω 4 设计程序 根据已测绘出的基本尺寸通过理论计算确定线圈的主要参数并验算校核所设计出的电磁铁性能 4.1 确定衔铁直径dc 电磁铁衔铁的工作行程比较小因此电磁吸力计算时只需考虑表面力的作用已知工作行程δ=1mm 时的吸合力F=7.5kg 则电磁铁的结构因数 K = F／δ7.5／0.1=27 (1) 电磁铁的结构形式应为平面柱挡板中心管式 根据结构因数查参考资料，可得磁感应强度BP=10000 高斯 当线圈长度比衔铁行程大的多时,可以不考虑螺管力的作用,认为全部吸力都由表面力产生由吸力公式 F= （Bp/5000）2×Π／4×dc2 (2) 式中Bp磁感应强度(高斯) dc 活动铁心直径(毫米) 可以求得衔铁直径为 dc= 5800×F Bp = 5800×7.510000 =1.59cm=15.9mm 取dc=16 mm 4.2 确定外壳内径D2 在螺管式电磁铁产品中它的内径D2与铁心直径dc之比值n 约为2~ 3 ,选取n=2.7 D2=n ×dc=2.76×16=28.16 毫米(3) 式中D2 外壳内径毫米 4.3 确定线圈厚度 bk= D2?dc 2 ?Δ(4) 式中bk -----线圈厚度毫米 Δ------线圈骨架及绝缘厚度毫米今取Δ=1.7 毫米 bk= 28.16?16 2 ?1.7 =4.38毫米 今取bk=5 毫米 4.4 确定线圈长度 线圈的高度lk与厚度bk比值为β,则线圈高度
电磁铁教案 教学目标： 1、知道什么是电磁铁。 2、能够做一个电磁铁并能发现电磁铁与永久磁铁的异同点。 3、能通过探究实验，概括出电磁铁磁力大小与电池的数量、线圈的匝数有关。 教学重点难点： 重点：认识电磁铁的基本性质。 难点：探究影响电磁铁磁力大小的因素。 教学准备：电池、导线、铁钉、大头针、实验记录表 教学过程： 一、揭示课题 师：同学们，看（举起磁铁）还认识吗？它能干什么？（吸铁）演示吸桌上的回形针。 师：同学们，今天老师还带来了一个特殊的装置。老师让它吸大头针，它就吸；让它放，它就放。想不想见识一下？ 师演示电磁铁，吸、放大头针。（同时提醒学生注意观察，在什么时候吸大头针，什么时候放大头针。） 师：给它通电就能当磁铁用，真是奇怪！这个奇怪的家伙还没有名字呢？你能根据它的特点给它起个名字吗？（电磁铁）我们的科学家给它起的名字也叫电磁铁。 二、自制“电磁铁”——提出问题 1、师：小科学家们，想自已做一个电磁铁吗？ 2、教师介绍制作方法。 3、学生动手绕制电磁铁。 4、学生完成电磁铁后，测测能吸多少根大头针？
5、学生汇报吸回形针的个数。 6、（老师随机板书个数）怎么会有的吸的多，有的吸的少呢？ 三、作出猜测 师：那么电磁铁磁力大小与哪些因素有关呢？ 学生讨论，作出猜测。学生可能猜测：（1）线圈匝数；（2）电池节数；（3）导线粗细；（4）铁芯的粗细；（5）导线的长短……（师相机板书） 四、制订研究方案 1、过渡：要想验证我们的猜测，还得怎么办？（做实验）老师告诉你们，这个实验可难做了。稍有不注意，结果就会不准确。你们有信心做好吗？（学生齐声“有”） 2、那老师可得考考你们。选择一个因素让学生讨论研究方案。 3、汇报、讨论方案。师生提出补充修改意见。各组完善自己的方案。 五、实验操作 出示实验要求： （1）小组成员之间要互相合作，互相帮助； （2）认真研究发现问题并及时记录； （3）注意研究，结束或暂时停止时，要把电路断开。 学生选择材料实验。（教师参与小组活动并适时指导，注意普遍性） 六、汇报交流 1、小组代表上台汇报。（实物展示记录结果） 2、教师根据汇报相机板书。并总结出影响电磁铁磁力大小的原因。 七、拓展延伸 由于课堂时间有限，还有许多因素没有去研究，课后运用我们今天的探究方法，进一步研究我们所提出的其它的问题以及电磁铁的有关知识。
1. 比例电磁铁的结构原理比例电磁铁结构主要由衔铁、导套、极靴、壳体、线圈、推杆等组成。其工作原理是：磁力线总是具有沿着磁阻最小的路径闭合，并有力图缩短磁通路径以减小磁阻。 图1 比例电磁铁的结构 动子由两种不同的材料组成，中间的是导磁材料(电磁纯铁—中间开孔)，左边的推杆导磁，右边的推杆非导磁。动子由油布轴承支承，推杆用以输出力。为了动子可以左右运动，在左端右挡板，在右端装有弹簧组成的调零机构。 导套前后两段由导磁材料制成，中间用一段非导磁材料—隔磁环。导套前段和极靴组合，形成带锥形端部的盆形极靴，导套和外筒间配置同心螺线管式控制线圈。外壳采用导磁材料，以形成磁回路。本电磁铁中因为有导套中隔磁环的特殊设计才有了输出力是准恒定的特性。 图2 隔磁环（焊铜） 在一定的位移范围内，动子的输出力为一准恒定值。根据电磁铁基本工作原理，在动子运动过程中，磁阻会越来越小，动子受力越来越大，不会出现输出力恒定的情况，为了使电磁铁能在一定位移内输出近视恒定的力，电磁铁采用结构的特殊—隔磁环就是使动子输出力恒定的原因。 当给比例电磁铁控制线圈通入一定电流时，在线圈电流控制磁势左右下，形成两条磁路，一条磁路1φ由前端盖经盆形极靴底部沿轴向工作气隙进入衔铁，穿过导套后段、导磁外壳回到前端盖极靴，产生轴向力1a F ；另一条磁路2φ经盆形极靴锥形周边（导套前段）径向穿过工作气隙，再进入衔铁，而后与1φ汇合形成附加轴向力2a F ，二者综合得到比例电磁铁输出力a F 相对于衔铁位移的水平特性。
图3 比例电磁铁的磁路分布 φ产生的端面力为： 1 φ产生的轴向附加力为： 2 图4 不同时刻电磁铁内部磁力线分布 2. 比例电磁铁的工作过程 对工作中的电磁铁来说，在通电或断电或一定电流(电压)下动子能快速准确地到达指定位置，但实际上由于存在电感和动子质量，或负载的原因，使得动子的运动过程变得复杂。 电磁阀吸合运动过程可分为两个阶段:吸合触动时间t1和吸合运动时间t2，t1是从线圈得到电压起到电流按指数曲线增至吸合电流为止的过程，在此过程中衔铁尚未运动，这段时间是由于电与磁的惯性引起的滞后时间，取决于电磁铁的结构、材料、线圈电压、电感的大小和弹簧预紧力大小；进入t2阶段后，吸力大于预紧力，衔铁开始运动，电流变化规律就比较复杂:由于工作气隙在衔铁运动过程中逐渐减小，使线圈电感逐渐增大并产生反电势，它与线圈自感电势一起，共同阻止线圈电流的增长，致使线圈电流增大到一定程度后不仅不再增大，反而有减小趋势，直到衔铁闭合，工作气隙不再变化，反电势为零，电流按新的指数曲线上升至稳态电流。这段时间取决于阀芯所受的各种阻力。对于电磁阀的释放过程，如果忽略磁导体中涡流的影响，当线圈信号切除后，电流立即降为零，衔铁随即开始运动，故其释放触动时间接近于零，远较吸合触动时间短。 图5 电磁铁的电流曲线
电磁铁设计
直流电磁铁设计
直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ （T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H= L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr =0 μμ 5、 磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。
6、磁感应强度的定义式B= qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=2 1μ0nI 。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。
我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 A K1= A A：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。11、结构系数Kφ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数K J这个判据。
电磁铁教案 【教学目标】 1．知识与技能 ●了解什么是电磁铁。知道电磁铁的特征和工作原理。 ●了解影响电磁铁磁性强弱的因素。 2．过程与方法 ●经历探究电磁铁的过程，体会控制变量的方法。 ●体会交流和评估在科学探究中的重要作用。 3．情感态度与价值观 ●体验探索科学的乐趣，培养主动与他人交流合作的精神。 ●认识物理在生活、生产、科学技术的广泛应用，激发学习物理的积极 性。 【教学重难点】 重点：培养学生设计实验，交流评估的能力。 难点：培养学生科学设计实验方案，大胆交流评估的能力。 【教学方法】 探究、实验、讨论法 【教学器材】 投影仪、PowerPoint课件、实物展台、电脑演示实验仪器电源 (6V)，开关，滑动变阻器(20Ω 2A)，电流表，一盒大头针，两个线圈匝数相同、铁芯粗细不同的电磁铁，导线，匝数可变的电磁铁。分组实验仪器电源(6V)，开关，滑动变阻器(20Ω 2A)，电流表，一盒大头针，导线8根，
课前发给每组学生：4寸大铁钉两个， 5mm漆包线1.5m一根，0.75m 一根。 教学流程图 教学程序内容与教师活动学生活动设计依据 一、引入新课(2分钟) 分别在竹筷和铁钉上紧密绕上电线或漆包线，用它们分别吸引大头针师：上节课，老师布置各组同学分别制作两个线圈匝数不同的电磁铁，都做好了吗？老师检查一下。（鼓励表扬做得好的） 师：谁能说说你是怎样制作的？ 师：你知道电磁铁是由哪两部分构成的吗？（板书：1.构成：线圈+铁芯）师：线圈插入铁芯后磁性大大增强，这节课我们就通过实验来研究电磁铁。 二、进入新课，科学探究 (3分钟)师：现在就请同学们试着把其中一个电磁铁连入电路，看你制作的电磁铁能不能吸引大头针，能吸多少。同组同学可以先讨论如何连，再动手操作。（师巡回，对确实有困难的指点，强调连接电路开关要断开。） 师：哪组做完了，请告诉老师你们组吸引大头针的个数，并说明用的是线圈匝数多的还是线圈匝数少的。（记录三组数据在黑板上） 师：同学们都做完了吗？请断开开关。你们制作的电磁铁都能吸引大头针吗？在实验中你们有没有发现什么问题？（提示学生回答并板书：2. 特性：磁性有无通断电） 师：吸引大头针数量不同表明什么？
电磁铁的结构及工作原理 1．电磁铁的工作原理与典型结构 电磁铁的结构形式很多，如图所示。 按磁路系统形式可分为拍合式、盘式、E形和螺管式。按衔铁运动方式可分为转动式如图(a)所示和直动式如图(b)、(c)、(d)所示。 电磁铁的基本工作原理： 当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动。当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。 电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。 电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成，铁心和衔铁一般用软磁材料制成。铁心一般是静止的，线圈总是装在铁心上。开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧，如图所示。
2．电磁铁的分类 按其线圈电流的性质可分为直流电磁铁和交流电磁铁；按用途不同可分为牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁及其他类型的专用电磁铁。 牵引电磁铁主要用于自动控制设备中，用来牵引或推斥机械装置，以达到自控或遥控的目的；制动电磁铁是用来操纵制动器，以完成制动任务的电磁铁；起重电磁铁是用于起重、搬运铁磁性重物的电磁铁。 3．电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种： ①交流电磁铁。阀用交流电磁铁的使用电压一般为交流220V，电气线路配置简单。交流电磁铁启动力较大，换向时间短。但换向冲击大，工作时温升高(外壳设有散热筋)；当阀芯卡住时，电磁铁因电流过大易烧坏，可靠性较差，所以切换频率不许超过30次／min，寿命较短。 ②直流电磁铁。直流电磁铁一般使用24V直流电压，因此需要专用直流电源。其优点是不会因铁芯卡住而烧坏(其圆筒形外壳上没有散热筋)，体积小，工作可靠，允许切换频率为120次／min，换向冲击小，使用寿命较长。但启动力比交流电磁铁小。 ③本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。这种电磁铁本身带有半波整流器，可以在直接使用交流电源的同时，具有直流电磁铁的结构和特性。 1、首先是电源设计，即线圈两端的电压。建议使用直流电源，因为直流电流可 以保证次吸力稳定，没有交变。介于你设计的磁吸力小，可选用5-12V直流电源（电压越大，反应速度越快）。 2、绕线组材料的选取，如果设计要求绕线组质量轻，则可选择漆包铝线。一 般情况下，选择漆包铜线，因为铜的电阻率低。 3、考虑绕线组的发热，绕线组是有电阻的，其发热功率P=U*U/R（U为电源 电压）。 4、选用横截面积合适的导线作为绕线组。 5、磁吸力F∝磁感应强度B，而B∝I*N（电流与匝数的乘积），而I=U/R，
第二章 比例电磁铁
2.1 电—机械转换元件的作用及形式
(1)电—机械转换元件的形式 目前，生产上应用的电—机械转换元件大多采用电磁式设计，并且利用电磁 力与弹簧力相互平衡的原理，实现电—机械的比例转换。最常见的有直流伺服电 机、步进电机、力矩马达、动圈式力马达以及动铁式力马达。后者更一般的称为 比例电磁铁。从目前的使用情况来看，应用最为广泛的还是比例电磁铁，它目前 已经成为最主要的电—机械转换元件。 (2)电—机械转换元件的要求 在电液比例技术中，对作为阀的驱动装置的电—机械转换元件的基本要求有 以下几点： （1）具有水平吸力特性，即输出的机械力与电信号大小成比例，与衔铁的 位移无关； （2）有足够的输出力和行程，结构紧凑、体积小； （3）线性好，死区小，灵敏度高，滞环小； （4）动态性能好，响应速度快； （5）长期工作中温升不会过大，并在允许温升下仍能工作； （6）能承受液压系统高压，抗干扰性好。 (4)比例电磁铁的概述 a.比例控制的核心是比例阀。比例阀的输入单元是电－机械转换器，它将输 入信号转换成机械量。 b.比例电磁铁根据法拉第电磁感应原理设计,能使其产生的机械量(力或力矩 和位移)与输入电信号(电流)的大小成比例，再连续地控制液压阀阀芯的位置，实 现连续地控制液压系统的压力、方向和流量。 当前，应用最广泛的比例电磁铁是耐高压直流比例电磁铁,如图 2-1 所示。
图 2-1 耐高压比例电磁铁 1.导套；2.限位片；3.推杆；4.工作间隙；5.非工作间隙；6.衔铁；7.轴承环；8.限磁环
比例电磁铁同电液伺服系统中伺服阀的力矩马达或力马达相似，是一种将电 信号转换成机械力和位移的电－机械转换器。比例电磁铁是电子技术与液压技术 的连接环节。比例电磁铁是一种直流行程式电磁铁，它产生一个与输入量（电流） 成比例的输出量：力和位移。它的性能的好坏，对电液比例阀的特性有着举足轻 重的作用。
电磁铁 教学目标： 过程与方法 ●能够根据所给的材料制作一个电磁铁； ●能够做电磁铁的磁力大小跟哪些因素有关的实验； ●能够对电磁铁的两极变化进行探究。 知识与技能 ●知道什么是电磁铁； ●知道电磁铁的磁力大小与电池的电量、导线缠绕的圈数有关； 情感、态度与价值观 ●积极主动地研究电磁铁，体会探究的乐趣； ●乐于合作与交流。 教师准备：导线、铁钉（用火烧过的）、回形针、指南针、电视资料 学生准备：电池 教学过程设计 一、制作电磁铁4+6 （出示一包木屑与回形针的混合物） 1．导入：今天老师不小心把一些回形针掉到了一包木屑里，同学们有什么办法能快速的分开它们？ 学生可能提出用磁铁把大头针吸上来。 （注：用水分，用火分，用筛子分，用磁铁分等） （评：你真聪明。你能会动脑筋。你的这个方法很棒。） 2．同学们的方法很好。（鼓励）还有没有其他的方法？老师还有一种办法。睁大你的眼睛。演示（像魔术师一样）： （将一个电磁铁放在盒子中，启动电磁铁，吸引回形针） 刚才我们看到的这个魔术其实就是我们今天要学习的电磁铁。（板书） 同学们看一看，这个装置有那几个部分组成的呢？（观察） 1、导线 2、铁芯 3、电池 4、开关（板书）（交流） 电磁铁在什么状况下会产生磁性呢？（讨论1分钟） 3、学生交流 你想不想也拥有这样神奇的电磁铁呢？你知道怎么做的吗？各组讨论一下交流各组的意见教师小结：出示示意图讲解 【1、指导电池放置的位置】 【2、指导线圈绕的方式。（同一方向和整齐）】 【3、电路的连接方法。（电池→开关→缠绕导线的铁芯）】 【4、让我们填写好我们的实验报告单，注意在本小组中分配好工作，还要注意报告单上面有五角星的操作步骤。】 4．学生尝试制作并验证电磁铁吸铁。请同学记得自己绕了多少圈？（为了提高效果，最好不要少于40圈）吸引了几个回形针. 学生实验报告单（一） 4、学生报告自己的实验报告，教师询问多个小组（4组） （板书学生绕制的圈数和吸引回形针的数量。） 二、研究电磁铁的磁力大小跟哪些因素有关6+15
传感器技术
模块一传感器(Sensor) 知识要求: 1、传感器组成及工作原理; 2、分类、输出特性、和负载的连接。 技能要求: 1、掌握光电、电感、电容和磁场式传感器的正确使用; 2、掌握传感器的串联、并联回路控制负载。 1．1 传感器基本知识 1．1．1 定义 传感器是自动检测装置中直接感受被测量, 并将它转换成可用信号输出的器件。 ①自动检测在自动化装置构成的系统中是必不可少的。 ②直接感受被测量, 表明传感器和被测量之间没有其它感受器件。 ③实际的被测量中多数是非电量, 当然也可能是电量。 ④输出的可用信号, 是与被测量有确定对应关系的电量, 一般为电压、电流。1．1．2 组成 辅助电源 图1．1传感器组成 ①敏感元件是传感器中直接感受被测量并输出与被测量成确定关系的其它量的元件。其作用是检测感应被测物体信息。 ②转换元件是只感受由敏感元件输出的与被测量成确定关系的其它量并将其转换成电量输出的元件。其作用是把被测物体信息转换为可用输出信号( 电量) 。 ③辅助元件: 辅助电源, 固定、支撑件等。
1．1．3 应用 代替人的五种感觉( 视、 听、 嗅、 味、 触) 器官。 1．1．4 分类 按输出信号的性质分: 数字量传感器、 模拟量传感器。 1．1．5 数字量传感器输出特性 ( 1) NPN 型: 传感器的转换元件的输出管为NPN 型。 ①传感器的负载( 灯) 接在传感器电源正极( +DC24V) 和传感器输出信号端之间; ②未感应时传感器输出管截止, 输出端输出逻辑电平”1”( +DC24V) , 负载不工作; ③有感应时传感器输出管导通, 输出端输出逻辑电平”0”( 0V) , 负载得电工作。 ( 2) PNP 型: 传感器的转换元件的输出管为PNP 型。 ①传感器的负载( 灯) 接在传感器输出信号端和传感器电源负极( 0V) 之间; ②未感应时传感器输出管截止, 输出端输出逻辑电平”0”( 0V) , 负载不工作; ③有感应时传感器输出管导通, 输出端输出逻辑电平”1”( +DC24V) , 负载 得电工作。 蓝 黑红 蓝黑红负载 接近开关电路接 近 开 关 电 路负载（）输出特性为型（）输出特性为型 图1．2 以电感式接近开关为例的传感器输出特性 1．2 光电式传感器
直流电磁铁设计 共 26 页 编写： 校对： 直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B=S Φ（T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H=L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ=H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr = μμ 5、 磁通Φ=M R NI
磁阻R M =s l 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。 6、磁感应强度的定义式B=qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=2 1μ0nI 。 8、磁效率 当电磁铁接上电源，磁力还不足克服反力，按0～2的直线进行磁化，达到期初始工作点2。当磁力克服反力使气隙减小直至为零时，工作点由2～3。断电后工作点由3～0。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。 我们的目的是使 Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 K 1=0A A A ：输出的有效功
一、比例电磁铁产生一个与输入变量成比例的力或位移输出 液压阀以这些输出变量力或位移作为输入信号就可成比例地输出流量或压力 这些成比例输出的流量或压力输出对于液压执行机构或机器动作单元而言意味着不仅可进行方向控制而且可进行速度和压力的无级调控 ─同时执行机构运行的加速或减速也实现了无级可调如流量在某一时间段内的连续性变化等. 二、比例电磁铁必须具有水平吸力特性，即在工作区内，其输出力的大小只与电流有关，与衔铁位移关，若电磁铁的吸力不显水平特性，弹簧曲线与电磁力曲线族只有有限的几个交点，这意味着不能进行有效的位移控制。在工作范围内，不与弹簧曲线相交的各电磁力曲线中，对应的电流在弹簧曲线以下，不会引起衔铁位移；在弹簧曲线以上时，若输出这样的电流，电磁力将超过弹簧力，将衔铁一直拉到极限位置为止。相反，若电磁铁具有水平特性，那么在同样的弹簧曲线下，将与电磁力曲线族产生许多交点。在这些交点上，弹簧力与电磁力相等，就是说，逐渐加大输入电流时，衔铁能连续地停留在各个位置上。 三、比例阀，又称电液比例阀，是一种介于通断控制与伺服控制之间的新型电液控制元件。是根据电信号连续的、按比例地控制液压系统中的压力、流量、方向，并可以防止液压冲击。由于其结构设计、工艺性能、使用价格都介于通断控制元件和伺服控制之间，近年来得到广泛应用。 控制原理：当电信号输入其电磁系统中，便会产生与电流成比例的电磁推力，该推力控制相应元件和阀芯，导致阀芯平衡系统调定的压力，使系统压力与电信号成比例。如输入电信号按比例或一定程序变化，则系统各参数也随着变化. 比例阀一般采用两端承压面积不等的差径活塞结构。工作原理如图12-9所示，比例阀不工作时，差径活塞2在弹簧3的作用下处于上极限位置。此时阀门1保持开启，因而在输入控制压力P1与输出压力P2从零同步增长的初始阶段，总是P1=P2。但是压力P1的作用面积为A1=π（D2-d2)/4，压力阀的作用面积为A2=πd2/4，因而A2>A1，故活塞上方液压作用力大于活塞下方液压作用力。在P1、P2同步增长过程中当活塞上、下两端液压作用之差超过弹簧3的预紧力时，活塞便开始下移。当P1和P2增长到一定值Ps时活塞2内腔中的阀座与阀门1接触，进油腔与出油腔即为隔绝。此即比例阀的平衡状态。 若进一步提高P1则活塞将回升，阀门再度开启。油液继续流入出油腔使P2也升高但由于A2＞A1，P2尚未及增长到新的P1值，活塞又下降到平衡位置。在任一平衡状态下，差径活塞的力的平衡方程为：P2A=P1A1+F(此处F为平衡状态下的弹簧力)。
电磁铁参数计算方式 (2012-02-17 11:00:53) 标签： 文化 为确保您所使用的螺线管式电磁铁（包括我们通常所说的各式旋转电磁铁、推拉式电磁铁、直动式电磁铁、圆管式电磁铁等能可靠的工作和达到应有的寿命，我们在选用各种螺线管式电磁铁时，应注意以下几个方面： 1、螺线管式电磁铁都是以直流电工作的，因此当工作电源为交流电时，请使用全波整流方式将交流电转换为直流电； 2、通电率（或通电持续率），是用线圈通电时间和断开时间的比率来表示： 除通电率之外，有时还注出了每一次的最长通电时间的规定，这都是为防止线圈温度过度上升，从而导致螺线管电磁铁动作失误或寿命的减短，因此务必请在低于规定的数值下使用。 3、线圈中通过的电流值和线圈的圈数的乘积算做安培匝数。各种螺线管式电磁铁的线圈数据中对应每个通电率周期都提供有参数值，螺线管式电磁铁的机械输出力的大小与其安培匝数成正比。 4、随着线圈温度的变化会引起螺线管电磁铁总体性能的变化。当线圈接通电源施加上电压后，线圈的温度会逐渐上升，线圈的电阻也就随之增加，通过线圈的电流会降低，从而，造成安培匝数的减少，螺线管电磁铁的机械输出功率也就变小。一般产品样本或目录上所列的线圈数据和特性数据，均以环境温度20℃时为依据，线圈温度和线圈电阻，安培匝数之间的关系如表1所示。 线圈温度（℃）-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 电阻系数0.764 0.843 0.921 1 1.079 1.157 1.236 1.314 1.393 安培匝数比 1.309 1.186 1.086 1 0.927 0.864 0.809 0.761 0.718 线圈温升是按电器温升检 测试验标准检测并以下式计算 确定式中： 100% 50% 25% 10%
精心整理 直流电磁铁设计 共26页 编写： 1234、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10 -7 享/米相对磁导率μr = μμ 5、 磁通Φ= M R NI
磁阻R M = s l 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。 6、磁感应强度的定义式B= qv F ，磁感应强度与力的关系。 7 8（2）9、机械效率 K 1= 0A A A ：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数
G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。 11 K Q 12 一部分用来建立磁场，当电流达到稳定值后，磁场的能量不再增加，电磁铁从电源吸收的能量全部消耗于线圈子的发热上，磁场的能量用来产生吸力和作功。 13、工作制 （1）热平衡公式 热平衡公式：Pdt=CGdτ+μsτdt
式中：Pdt供给以热体的功率和时间 CGdτ-提高电磁铁本身温度的热量。C-发热体比热 G-发热体质量dτ-在dt时间内电磁铁较以前升高的温度。 μsτdt-发散到周围介质中的热量。μ-散热系数。S-散热面积。τ-电磁铁超过周围介质的温度。 （2 升。 （3 度达不到温升τy。工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度。短期工作制CGdτ（产品本身热容）是主要的方面。 短期工作制电流密度按13～30A/mm2。 重复短期工作制：产品工作和停止交替进行，工作时产品温度达不到温升τy，停止时产品降不到周围介质温度。
比例电磁铁概述 比例电磁铁作为电液比例控制元件的电一机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输给的电流信号转换成力或位移。比例电磁铁推力大、结构简单，对油质要求不高，维护方便，成本低廉，衔铁腔可做成耐高压结构，是电液比例控制技术中应用最广泛的电一机械转换器。比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件具有十分重要的影响，是电液比例控制技术关键部件之一。 电液比例控制技术对比例电磁铁提出了一定的要求，主要有: 1)水平的位移一力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定。 2)稳态电流一力特性具有良好的线性度，较小的死区及滞回。 3)阶跃响应快，频响高。 比例电磁铁的结构和工作原理 虽然目前国内外市场中比例电磁铁的品种繁多，但其基本的结构和原理大体相同。图1所示即为一典型的耐高压比例电磁铁的基本结构。 图1 比例电磁铁结构图图2比例电磁铁力-位移特性图 由图1可知，典型的耐高压比例电磁铁主要由导套、衔铁、外壳、极靴、线圈、推杆等组成。导套前后两段为导磁材料，中间则用一段非导磁材料(隔磁环)焊接。导套具有足够的耐压强度(约可承受35MPa的静压力)。导套前段和极靴组合，形成带锥型端部的盆型极靴，其相对尺寸决定了比例电磁铁稳态特性曲线的形状。导套和壳体之间配置同心螺线管式控制线圈。衔铁的前端装有推杆，用以输出力或位移;后端装有弹簧和调节螺钉组成的调零机构，可以在一定范围内对比例电磁铁特性曲线进行调整。 比例电磁铁一般为湿式直流控制，与普通直流电磁铁相比，由于结构上的特殊设计，使之形成特殊的磁路，从而使它获得基本的吸力特性，即水平的位移一力特性，与普通直流电磁铁的吸力特性有着本质区别。 比例电磁铁的磁路，在工作气隙附近被分成两部分Φ1和Φ2，如图３(a)所示。其中，一条磁路中Φ1由前端盖盆型极靴底部，沿轴向工作气隙，进入衔铁，穿过导套后段和导磁外壳回到前端盖极靴，产生轴向推力(端面力)F1;而另一磁路Φ2经盆型极靴锥形周边(导套前段)，径向穿过工作气隙进入衔铁，而后与Φ1汇合，产生轴向附加力F2。这种特殊形式磁路的形成，主要是由于采用了隔磁环结构，构成了一带锥形周边的盆型极靴。因此，盆口
电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温和提高控制精度，同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰，现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与
电磁铁教学设计 桑枣一小：周健教学目标: 科学概念：电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质。改变电池正负极接法或改变线圈绕线的方向，会改变电磁铁的南北极。 过程与方法：制作铁钉电磁铁，做研究电磁铁的南北极的实验。 情感、态度、价值观：养成认真细致、合作进行探究的品质。 教学重点：发现电磁铁的基本性质，发现电磁铁具有南北极并可改变的特点。 教学难点：探究电磁铁南北极发生变化与哪些因素有关。 教学准备：师生每人准备：有绝缘皮的导线两根、橡皮筋四根、大头针若干、1号电池1节、铁钉2枚、小磁针1个。 教学过程： 一、活动导入 通过转移大头针的活动导入新课揭示课题。 二．制作铁钉电磁铁并探究其基本性质。 1、在铁钉上绕线圈制作电磁铁。 2、测试电磁铁填写实验报告单一。 3、汇报看到的实验现象，并作出合理的解释。 三．电磁铁南北极的研究。 1、猜一猜：电磁铁有南北极吗？
2、交流验证方案,确定测试电磁铁南北极的方法。 3、学生动手操作，借助小磁针开展研究，并填写实验报告单二。 4、小组汇报本组电磁铁南北极情况。 5、观察各组的数据，发现了什么？（南北极有不一样的情况） 6、猜测：可能是什么因素影响了电磁铁的南北极呢？ ①与电池的正负极接法有关；②与线圈绕线方向有关 7、这些都只是我们的猜测，但真的有关系吗？我们还需要用实验来证明。（关注点：每次只改变一个因素；多次实验，及时记录。） 8、学生分组研究并记录，完成实验报告单三，教师巡视。 9、交流研究现象和结果。 小结并板书：改变电池的正负极接入方向，改变线圈缠绕的方向，会改变电磁铁的南北极。 四．回顾知识，总结。 1、比较磁铁和电磁铁有哪些不同的地方。 2、电磁铁南北极可以改变那你们觉得电磁铁的磁力能不能改变呢？板书设计 电磁铁 通电产生磁性 断电磁性消失 改变电池的正负极接入方向 改变线圈缠绕的方向 电磁铁的基本性质 改变电磁铁的南北极
比例电磁铁 前面多次提到过在比例阀中占很重要地位的驱动控制部分――将电信号转换为位移信号的电- 机械转换器。那么此节将对它作一个详细的介绍。 液压控制系统中最主要的被控参数是压力与流量，而控制上述两个参数的最基本手段是对流阻进行控制。一种控制流阻的技术途径是直接的电液转换。它是利用一种对电信号有粘性敏感的流体介质一电粘性液压油，实现电液粘度转换，从而达到控制流阻、实现对系统的压力和流量控制的目的。显然，这种流阻控制方式更为简便，它无需电－机转换元件。但是目前这种技术还未达到实用阶段和要求。 目前生产技术上能实现的可控流阻结构形式是通过电-机械转换器实现间接的电-液转换。将输入的电信号转换成机械量。这种电-机械转换器是电液比例阀的关键组件之一，它的作用是把经过放大后的输入信号电流成比例的转换成机械量。根据控制的对象或液压参数的不同，这个力或者传给压力阀的一根弹簧，对它进行预压缩，或者输出的力、力矩与弹簧力相比较，产生一个与电流成比例的小位移或转角，操纵阀芯动作，从而改变可控流阻的液阻。可见，电一机转换器是电液比例阀的驱动装置。它的静态，动态特性对整个比例阀的设计和性能起着重要的作用。 电- 机械转换器分类 a. 按其作用原理和磁系统的特征分，主要有：电磁式、感应式、电动力式、电磁铁式、永磁式、极化式；动圈式、动铁式；直流、交流。 b. 按其结构形式和性能分，主要有：开关型电磁铁、比例电磁铁、动圈式马达、力矩马达、步进电动机等。 比例电磁铁 本设计属于电液比例阀一大类，顾名思义其应用的电- 机械转换器应是比例电磁铁。 比例电磁铁的功能是将比例控制放大器输出的电信号转换成力或位移。比例电磁铁推力大，结构简单，对油液清洁度要求不高，维护方便，成本低，衔铁腔可做成耐高压结构，是电液比例控制元件中广泛应用的电- 机械转换器件。比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件的性能具有十分重要的影响，是电液比例控制系统的关键部件之一。 比例电磁铁的分类 比例电磁铁的类型按照工作原理主要分为如下几类: (1)力控制型 这类电磁铁的行程短, 输出力与输入电流成正比, 常用在比例阀的先导控制级上； (2)行程控制型 由力控制型加负载弹簧共同组成, 电磁铁输出的力先通过弹簧转换成输出位移, 输出位移与输入电流成正比, 工作行程达3mm, 线性好, 可以用在直控式比例 阀上； (3)位置调节型 衔铁的位置由传感器检测后, 发出一个阀内反馈信号, 在阀内进行比较后重新调节衔铁的位置。在阀内形成闭环控制, 精度高, 衔铁的位置与力无关。精度高的比例阀如德国的博世、意大利的阿托斯等都采用这种结构。
电磁铁的磁力 （一） 【教学目标】 科学概念： 1.电磁铁的磁力是可以改变的。 2.电磁铁的磁力大小与线圈的圈数有关： 圈数少磁力小，圈数多磁力大。 过程与方法： 1.有一定根据地进行假设，找出认为可能影响电磁铁磁力的因素。 2.在教师的指导下，会识别变量设计对比实验，会控制变量检验线圈圈数对磁力大小的影响。 3.能对本小组实验方案作介绍说明，体会到交流与讨论能引发新的想法。 情感、态度、价值观： 1.能够大胆想象，又有根据地假设。 2.能够以严谨的科学态度作检验假设的实验。 【教学准备】 1.学生自备： 一号电池、大头针 2.教师准备： 电池盒、大铁钉、长绝缘导线 【教学设计】
一、导入 1.（直到学生看P52图片）这是一个用在废铁处理厂的电磁起重机，它利用电磁铁的原理制造而成，一次可以吸起数吨重的废铁！你们知道磁力这么大的电磁铁是怎么做成的吗？ 2.今天我们就一起来研究： 电磁铁的磁力（板书课题） 二、作出我们的假设 1.上节课我们制作过电磁铁，谁来说一说： 电磁铁的磁性是用哪些材料做成的？它的磁性又是怎样产生的？ 2.如果要使电磁体的磁性得到加强，我们大胆的假设一下应该怎么做？ 3.学生小组内交流，教师巡视，强调假设时要说明自己的理由，尽量避免无端的猜测。指导填写P52表格。 4.全班交流，教师简要板书。 用心爱心专心 1三、"设计实验，检验假设 1.我们的这些假设可以被证明吗？应该怎么做实验证明？ 2.以研究线圈圈数多少对电磁铁磁力大小的影响为例，说明：这是一个典型的对比实验，要想知道电磁铁的线圈增多时，磁力是会加大还是减小，我们要使哪些因素保持不变呢？在这个实验中我们要改变哪些因素，才能知道线圈的圈数会对磁性造成影响呢？ 3.看书P53表格，小组讨论并填写表格。教师巡视。 4.全班交流小组填写的研究计划。 5.根据计划，各小组开始实验。 6.学生实验，教师巡视指导填写实验记录表。用心爱心专心2