为什么在继电器闭合前后线圈电流有如此大的差异？旧的

让我们看一下下面的图片:

这是ABB接触器的参数. 在吸合控制电压的线圈功耗列中，我们看到交流吸合的平均值为50VA，平均值为2.2VA. 在此，引入是指接触器的引入过程，即在其磁路中存在气隙. 保持是指吸合完成，磁路中没有气隙.

对于接触器和继电器来说是正确的. 对于电气工人来说，这是一条基本规则，可能没有人问过为什么，或者想知道为什么他们不知道如何分析它. 我的小文章为您分析了这些原理.

让我们看一下下面的图片. 这张照片是由ACAD绘制的. 有点漂亮吧？

假设圈中流动的电流为0.55A，并且线圈中的绕组均匀地缠绕在铁芯上，匝数为200. 我们看到铁芯的横截面为圆形，其横截面为圆形. 外圈半径Rw = 25mm，内圈半径Rn = 20mm，因此铁芯横截面的直径为25-20 = 5mm. 然后将岩心的相对磁导率设置为ur = 2000.

第一步: 让我们找到芯子外圈和内圈处的磁感应B以及芯子未打开时芯子中的磁通量Φ.

我们知道，根据致密缠绕的载流螺旋的磁场分布和安培环定理，致密缠绕的载流螺旋的磁感应强度为:

但是从图片中我们可以看到这里有一个铁芯. 因此，磁导率当然发生了变化，表达式中的磁导率应乘以岩心的相对磁导率. 现在我们可以找到磁感应强度的值:

铁芯外圈的半径为25，所以外圈的磁感应强度Bw:

铁芯内圈的半径为20，所以内圈的磁感应强度Bn:

核心的中间呢？当然，这是两者的平均值，即:

现在让我们问一下磁通量. 由于环段中的磁场是均匀的，因此平均磁通量是通过环中间的磁感应B的值来计算的. 计算公式为: Φ= BS，其中S是核心部分的面积. 所以有:

第二步: 我们寻找磁芯开槽后的磁通密度和磁通量.

从图中可以看出，凹槽的宽度，即气隙的宽度为2.5mm.

现在，出现了一条重要的定律，即基尔霍夫磁路的第二定律. 法律如下:

注意，该公式的左侧称为磁动势，也称为励磁磁动势. 它等于电流与绕组匝数N的乘积；公式的右边是磁路各部分的磁压降的代数和.

同时，我们还知道磁压降等于磁通量和磁阻的乘积，即:

这里，ΦK是磁通量，Rmk是磁阻. 然后，基尔霍夫磁路的第二定律表达式变为:

基于计算基础，让我们考虑问题:

根据基尔霍夫（Kirchhoff）的第二定律，当不开核时，我们有:

我们将此公式称为1

核心现已插入插槽. 我们知道，磁路分为两部分，一个是气隙磁路，另一个是铁芯磁路，两个磁路串联连接. 根据基尔霍夫第二定律，我们有:

我们将此公式称为2

在公式2中，右边的第一项是气隙磁路的磁通量和磁阻，第二项是磁芯磁通量和磁阻.

由于两个磁路是串联连接的，所以它们中的磁通量当然相等，都等于ΦK

因此公式2更改为:

我们将此公式称为公式3.

现在，我们将等式3的左侧和右侧除以等式1的左侧和右侧，从而获得打开气隙之前和之后的磁通比:

看看线圈图，我们发现气隙的宽度对于芯环的圆周几乎可以忽略不计，所以有:

替换上面的公式，我们得到:

我们将此公式称为4

那么铁芯环的磁阻Rj是多少？其值与芯环的横截面面积S，芯环的中心线周长L以及芯环的导磁率有关. 注意，核心外圈半径Rw = 25，内圈半径Rn = 20，所以中心线半径为（Rw + Rn）\2. 让我们看一下它的表达式:

所以

其值与气隙宽度参数和芯环横截面积S有关，其表达式为:

我们将这两个参数代入公式4，简化并合并为特定值以获得:

现在，我们终于得到结果: 芯环打开气隙后的磁通量仅比以前的磁通量高2.75％.

如果要在打开气隙后保持芯环的磁通量继电器线圈电流，则与原始磁环相比没有变化，

可以看出，由于电流I与气隙通量Φ成正比，因此需要增加电流. 电流增加的倍数等于磁通量减少的倍数.

现在，让我们回答并计算最后一个问题: 如果我们想保持前后的磁通量恒定，那么在不打开气隙之前打开气隙时芯环电流I0多少倍. 打开了吗？

也就是说，在我们的示例中，打开气隙后，电流必须增加到原始电流的36.4倍，以使芯环中的磁通量基本保持不变.

在上面，我们以环形磁芯为例来说明问题.

对于继电器和接触器，其铁芯通常为U形或E形，并且吸引之前的磁通量（即气隙磁通量）仅约为吸引之后的磁通量（即纯铁磁磁性） ）大约为通过的4％），在进行倒数运算后，您可以获得的拉入电流与保持电流之比约为25倍.

我们可以从上面给出的ABB接触器参数中看到. 如果接触器插入之前和之后的电压没有变化，则从表中可以看出，在插入期间线圈功耗为50VA，在保持期间线圈功耗为2.2VA，两者之比约为22.7倍. 这也是这种接触器线圈的吸合电流与保持电流之比.

最后，问两个问题:

第一个问题: 如何计算单个U形结构和E形结构的电磁系统的吸合电流与保持电流之比？

第二个问题: 如果我们将没有气隙的完整铁磁环更改为完整的铝环，磁场强度会发生变化吗？

阅读评论区域中的评论后，每个人对第一个问题的反对意见并没有太多，对第二个问题的看法也很多. 好吧，让我们回答第二个问题. 有点像让学生运动，大笑！

为了澄清问题，我们对主题进行了一些更改. 让我们看下面的图片:

将问题更改为: 流经长直形载流导线的电流I = 15A，铝圈与导线同轴，铝圈的中心半径为20mm，铝圈的直径横截面为2.5mm. 让我们找出环中H和B的平均值和Φ值. 如果将铝环换成铁环，则设置其相对磁导率μr= 2200，请问H和B的平均值以及Φ值是否发生变化？

请注意，流过长电流导线的电流是DC.

好的，让我们开始吧. 首先，您需要知道如何计算磁感应强度B，计算公式为:

这里u0是真空中的磁导率，I是流过电流线的电流，R是铝环的中心线半径. 将数据代入上述公式继电器线圈电流，我们得到:

那么，磁场强度H等于多少？ H是:

流经铝环截面的磁通量Φ是多少？计算公式为: Φ= BS

S是铝环的横截面积. 如果铝环截面的半径为r，则铝环的横截面积S为:

替换通量计算公式，我们得到:

现在我们用铁环代替铝环，因此磁感应强度为:

我们看到磁感应增加了很多.

让我们计算铁环的磁场强度如下:

不，无论是铝环还是铁环，磁场强度都是相同的！ ！ ！

磁通量如何？让我们看一下:

将铁环和铝环进行比较，我们发现磁感应强度增加了ur = 2200倍，磁场强度没有变化，当然磁通量增加了ur = 2200倍.

您猜对了吗？

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