电磁铁的设计计算
一.电磁铁的吸力计算
1.曳引机的静转矩
T=[（1-φ）Q·g·D/（2i）]×10-3
式中：φ-------对重系数（0.4-0.5）
g---------重力加速度9.8m/s2
i----------曳引比
Q---------额定负载kg
D--------曳引轮直径mm
T=[（1-Text1(3)）×Text1(0) ×9.8×Text1(1)/（2×Text1(2)）]×10-3
= Text1(16) Nm
2.制动力矩取安全系数S=1.75-2 取S= Text1(5)
Mz=S·T= Text1(5)×Text1(16)= Text1(6) Nm
3.电磁铁的额定开闸力
u--------摩擦系数0.4-0.5,取0.45；
Dz------制动轮直径Dz= Text1(8)mm
F N =
= Text1(6)×Text1(11)×103/(Text1(7)×Text1(6)×Text1(9))
= Text1(12)N
L1，L2，L3所示详见右图
4.电磁铁的过载能力
F1----电磁铁的最大吸力；
5.所需电磁铁的最大吸力
F1=1.5F N =1.5×Text1(12)= Text1(13)N
6.电磁铁的额定功率
= Text1(14) W
7.电磁铁的额定工作电压，设计给定
U N =110 V
8.额定工作电流
= Text2(13) A
9.导线直径的确定（电密J=5—6 A/mm2）J= Text2(1) A/mm2
裸线= Text2(12) mm 绝缘后导线直径d’ = Text2(6) mm
10.衔铁的直径（气隙磁密Bδ=0.9-1T）取Bδ= Text2(2) T
= Text2(3)mm
取d X = Text2(7) mm(结构调整)
11.电磁铁的最大行程计算长度
= Text2(4)mm
12.电磁铁线圈匝数初值（后期计算的匝数必须大于初值）
W1== Text2(5)匝
二.线圈的结构设计
1.线圈厚度b k，高度为L k
线圈结构比取β= Text2(8)
线圈厚度
b k== Text2(10)mm
高度
=Text2(9)mm
2.电磁铁窗口尺寸确定
b=5b k/4= Text3(4) mm
L D1=5L k/4= Text3(5) mm
3.吸盘长度
L2=2 L D1/5= Text3(0) mm
4.线圈中径
D m = d x +2c+b
= Text2(7)+2×Text3(7)+ Text3(4)
= Text3(6) mm
5.根据结构确定线圈匝数
= Text3(1) 匝
ρ-----电阻率取Text3(11)×10-2
6.匝数初值确定误差计算
= Text3(2)%
若初值匝数与结构匝数>3% 应调整结构重新计算1-6项，即调整中径D m （应<3%，目的是保证电磁铁的功率）
7.线圈匝数额定值
= Text3(3)（匝）
8.核算线圈槽满率
= Text3(9) % (应≤85%)
按计入填充系数
= Text3(10)% （应≤75%）
f t =0.5-0.57 (通过实验调整总结经验)
9.根据结构确定电磁铁的行程（或按标准确定）
δN = Text3(12) （注δN < δ）
10.标准工作行程的电磁力
= Text3(8) N (F应F1)
11.结构设计
具体的图纸设计
12.线圈电阻
= Text4(4) Ω
13.电磁铁的实际功率损耗
= Text4(0)W
14.电磁铁的温升计算
TD
S=S1+ηm·S2
α-------线圈的散热系数
65°时α=12.04×10-4 W/cm2
70°时α=12.25×10-4 W/cm2
80°时α=12.68×10-4 W/cm2 （通常按80度计算）S1------线圈的外表面积
S1= π·D1·L d= Text4(1) cm2
S2------线圈的内表面积
S2== Text4(2) cm2
ηm-----散热系数，含金属骨架，ηm=1.7
无骨架，ηm=0.9-1
直接绕在铁芯上，ηm=2.4
τ------线圈温升
TD---- 通电率40%（升降电梯），自动扶梯取100%
Text4(5)
15.电磁铁的最低启动电压，电磁力计算
按标准最低启动电压U80 =80%U N = Text4(7) V
线圈电流= Text4(6)A
16.80%的U N电磁吸力
= Text4(9)N
F80 > F N满足要求
17.温升变化后，电磁力计算
线圈温升为90°C时,电阻率ρ（90°C）=2.236×10-2Ωmm2/m
= Text4(10)Ω
电流= Text4(11)A
= Text4(8)N
F t > F N满足要求。