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继电器在闭合前后为何线圈电流相差这么大?

北极星输配电网  来源:知乎  作者:PatrickZhang  2016/10/21 9:46:22  我要投稿  
所属频道: 低压电器  关键词:继电器 接触器 低压电器技术

北极星输配电网讯:这是一款ABB接触器的参数,在吸合控制电压的线圈功耗栏中,我们看到交流的吸合平均值是50VA,保持平均值是2.2VA。在这里,吸合指的是接触器的吸合过程,也即它的磁路中存在气隙;保持指的是吸合完成,磁路中已经没有气隙。

接触器如此,继电器也是如此。对于电气工作者来说,这是一条基本规律,大概也没有人去过问它为什么,或者想知道为什么而不知道该如何分析。我的这篇小文给大家分析其中的原理。

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我们来看下图。此图是我用ACAD绘制而成的,有点漂亮,是吧?

设线圈中流过的电流为0.55A,并且线圈中的绕组均匀地绕制在铁芯上,圈数为200圈。我们看到铁芯的截面为圆形,它的外环半径Rw=25mm,内环半径Rn=20mm,所以铁芯截面的直径为25-20=5mm。我们再设铁芯的相对磁导率。

第一步:我们来求一求铁芯未开气隙时,铁芯外环处和内环处的磁感应强度B,以及铁芯内的磁通量是多少。

我们知道,由密绕載流螺绕环的磁场分布和安培环路定理可知,密绕載流螺绕环的磁感应强度为:

但是我们从图中看到,这里存在着铁芯。于是磁导率当然也发生了改变,表达式中的磁导率应当乘以铁芯的相对磁导率。现在我们就可以来求得磁感应强度的数值了:

铁芯外环的半径为25,于是外环处磁感应强度Bw:

铁芯内环半径为20,于是内环处磁感应强度Bn:

那么铁芯的中间呢?当然是两者的平均值了,也即:

现在我们来求一求磁通。由于环截面内的磁场是均匀的,因此以环中部的磁感应强度B值来计算平均磁通,其计算式为:。这里的S是铁芯截面的面积。于是有:

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