电磁铁工作原理与使用说明书

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  上海天端实业有限公司是从事磁学，磁电仪器设备，磁应用技术开发、制造的生产单位。本公司有多位从事磁电技术开发多年的科技人员和生产技术人员，研制并制造出各种磁场源、磁测仪器、磁电设备、磁应用等产品，已形成多种产品系列，广泛应用于全国各地的生产单位、计量测试部门、高等院校、科研单位、国内外生产磁性材料的各大企业；与清华大学、北京大学、中国科技大学、中国电子科技大学、吉林大学、南京大学、山东大学、复旦大学、北京科技大学、浙江大学等著名学府以及中国计量科学研究院、中科院物理所、中科院半导体所等著名研究机构建立了长期的合作关系，并且产品已销往国外，深受用户欢迎。

 

电磁铁使用说明书

 

一、电磁铁介绍

1、功能简介

天端公司系列直流电磁铁，可提供可调磁场源，适用于科研单位，高等院校及工厂做物质磁性实验，具有多种用途可配用于磁性材料测量装置、振动样品磁强计、霍尔效应研究、磁光效应研究、磁电阻效应研究、磁致伸缩研究、转矩磁强计、力法磁强计、磁化率测量装置以及对磁性器件的充磁和退磁等等，用途非常广泛。

 

2、电磁铁工作原理

电磁铁是由线包、轭铁、铁芯（极柱）、极头等组成的闭合磁路。通电的导电绕组（线圈/包）能产生一定的磁场，铁芯（极柱）在外部线圈磁场的作用下，内部的排列不规则的金属原子重新规则排列，共同指向一个方向，从而被磁化，增加了磁通，所以在铁芯、轭铁和气隙间就产生了数量可观的磁通Φ，当控制电源电流变化时，极头间气隙中形成可控的高强度磁场。

 

 

3、电磁铁结构介绍  

各部位名称
1：横轭	2：立轭	3：线包	4：极面	5:极头
6：扳把	7:柱套
A：线包间距	B：气隙	C：中心高度	D：中心水平距离	E：线包直径

 

① SB型电磁铁

   SB型电磁铁特点：磁场气隙双向可调，双轭的结构形成闭合磁路，有较好的刚性，磁场方向水平；轭铁斜式45度角座放，便于取放样品和与其他设备的组合架构。适用于霍尔效应研究，磁电阻效应研究、磁滞伸缩研究、转矩磁强计、力法磁强计、振动样品磁强计、磁化率测量装置、磁性材料测量装置等。

 

② SBV型电磁铁

SBV型电磁铁特点：磁场气隙单向可调，双轭构形成闭合磁路，有较好的刚性，磁场方向垂直；直立座放，样品可置于下极头平面上，取放样品方便。适用于霍尔效应研究，磁电阻效应研究、磁滞伸缩研究、转矩磁强计、力法磁强计、磁化率测量装置、磁性材料测量装置以及对磁性器件的充磁和退磁等。

 

③ WD型电磁铁

WD型电磁铁特点：磁场气隙双向可调，单轭的结构，磁场方向水平；直立座放，有很宽阔的操作空间，便于取放样品和与其他设备的组合架构，是磁性研究最为常见的电磁铁之一。适用于霍尔效应研究，磁电阻效应研究、磁滞伸缩研究、转矩磁强计、力法磁强计、振动样品磁强计、磁化率测量装置、磁性材料测量装置等。

 

④ SG型电磁铁

SG 型电磁铁特点：磁场气隙固定，双轭结构磁路闭合，磁场方向水平；有极佳的刚性和稳定性，适于对磁场均匀度稳定性要求较高的实验研究。用于霍尔效应研究，磁电阻效应研究、磁滞伸缩研究、转矩磁强计、力法磁强计、磁化率测量装置、磁性材料测量装置等，特别适合振动样品磁强计、核磁共振磁强计等高精度仪器的应用。

 

 

4、电磁铁主要型号尺寸参数（SB为例）

型号	极柱直径 （mm）	A （mm）	B （mm）	C （mm）	D （mm）	E （mm）
SB-50	50	80/定制	0~80	130	130	200
SB-80	80	100/定制	0~100	175	175	280
SB-100	100	120/定制	0~120	200	200	300
SB-130	130	120/定制	0~120	240	240	380
SB-175	175	120/定制	0~120	310	310	500
SB-200	200	120定制	0~120	320	320	550
SB-220	220	120/定制	0~120	330	330	600
SB-250	250	120/定制	0~120	350	350	670
SB-280	280	150/定制	0~150	380	380	720
SB-300	300	150/定制	0~150	400	400	740
SB-380	380	200/定制	0~150	440	440	850

  

二、电磁铁配置与连接

1、安装条件

型号	占地面积	电磁铁重量	供电要求	温度	相对湿度	要求冷水机制冷量	空气开关
50		35Kg	~220V 导线4mm2	20±10℃	小于70%		20A
80		120Kg	~220V 导线4mm2	20±10℃	小于70%		20A
100	1.0M2	150Kg	~220V 导线4mm2	20±10℃	小于70%		40A
130	1.5M2	400Kg	~380V/220V 导线4mm2	20±10℃	小于70%	2.7KW	40A
175	2.0M2	600Kg	~380V/220V 导线6mm2	20±10℃	小于70%	5.28KW	60A
200	2.0M2	800Kg	~380V/220V 导线6mm2	20±10℃	小于70%	5.28KW	60A
220	2.0M2	1000Kg	~380V/220V 导线6mm2	20±10℃	小于70%	5.28KW	60A
250	3.0M2	1800Kg	~380V/220V 导线8mm2	20±10℃	小于70%	7.91KW	60A
280	3.0M2	2500Kg	~380V/220V 导线8mm2	20±10℃	小于70%	12.9KW	60A
300	3.0M2	3500Kg	~380V/220V 导线8mm2	20±10℃	小于70%	15.7KW	60A
380	4.0M2	4500Kg	~380V/220V 导线8mm2	20±10℃	小于70%	18.0KW	60A

 

2、电磁铁与电源的连接

电磁铁的两个线包在出厂时已经串联或并联，用户只需将电磁铁的接线柱接入电源的输出端即可，方向无正负。串联线包和并联线包的接线图如下：

3、水冷系统的接通

仪器启动前，将水冷管与循环水系统连接，并保证冷水循环畅通。

一般情况下，电磁铁水冷管应采取并联连接方式，如图：

4、接通电源进行调试

启动电源之前，将电流电压归零（某些专用电源则不需要调电压）。

（1）启动电源，将电源电压从最低逐渐升高，直至电源显示恒流状态；（某些专用电源不需要此项操作）

（2）调节电流，从最低逐渐升高，并用特斯拉计测量磁场，此时应当观察到随着输出电流的增加而磁场强度逐渐升高，这表示接线正确，电磁铁可以正常使用。

 

三、电磁铁操作方法

1、工作环境

（1） 环境温度5℃-30℃

（2） 相对湿度不大于70%

（3） 无腐蚀性气体以及对绝缘有损害的气体

（4）无其他电磁干扰设备

2、电磁铁使用操作方法

（1）将电磁铁与电源正确连接；

（2）将电磁铁与水冷循环机正确连接（非水冷电磁铁忽略此项）；

（3）扳动扳把带动极柱进退，双调谐电磁铁应双向等距进退，尽量使磁场气隙置于两线包中心（SG电磁铁忽略此项）； 

（4）使用标准量块测量磁极间距，调节极柱位置，达到使用间距（SG电磁铁忽略此项）；

（5）将高斯计置于零磁腔归零，然后将高斯计探头固定在磁场中心，注意，高斯计探头平面与磁场方向垂直；

（6）启动水冷循环机，水温设定在15~20度；

（7）启动直流电源开始磁性测量工作。

 

四、仪器维护及注意事项

1、极头：磁极头由电工纯铁制成，表面和螺纹易碰伤，因此要轻拿轻放，防止碰撞或擦伤，并且平时要涂上少量防锈油，放置时应注意不使极面受到伤害。

2、可根据用途更换，更换时注意螺纹对齐旋入，直至极头靠紧极柱端面。

3、调节磁场间隙时不要单边调谐致使单侧极面超过中心线。

4、测量脆弱样品时应使极面与样品保持1mm间隙，以免高磁场下极头位移压碎样品。

5、冷电磁铁长时间不使用时应将电磁铁水冷管内部清理干净，用气泵吹出剩余的循环水；

6、循环制冷机水温设定不宜过低，否则易出现结露现象；

7、电磁铁工作时其周围空间有漏磁场，注意切勿将仪表、磁卡等靠近，以防磁化；以磁场中心为圆点，半径1米以外为安全空间。

8、电磁铁允许在线包外表面温度不超过60℃的条件下使用，超过60℃应立即停止使用，待其充分冷却后方可再次使用。

9、搬运移动时勿使电磁铁倾斜。

 

五、故障排除

故障	可能的原因	检查办法	解决办法
通电后测不到磁场	电磁铁处于断路状态	检查电磁铁与电源的连线	接通连线
	电源不工作	测量电源的输出电流	通知厂家维修
	电磁铁内部绕组断开	测量电磁铁的直流电阻	通知厂家维修
	测场仪故障或测试错误	检查测场仪量程等和更换另一部测场仪	注意测场探头的方向是否为测试磁场方向
磁场达不到指标	电磁铁串联或并联绕组方向相反	掉换电磁铁抽头方向再测量磁场
	电源输出电流不准确	测量电源的输出电流	通知厂家维修
	电磁铁内部绕组短路	测量线圈的直流电阻	通知厂家维修
	磁场气隙不准确	检查磁场气隙
	使用不正确的极头	更换较小的或铁钴极头
高磁场工作时，电流调不到设定值	工作时间过长，电磁铁发热电阻过高	测量线包表面温度 测量电磁铁的直流电阻	停止使用，待线圈冷却后再使用
漏电现象	电磁铁线包短路		通知厂家维修
漏水现象	水管漏水		通知厂家维修
	水管结露	冷水机水温设定过低	水温设定在15~20℃

 

六、电磁铁主要型号典型磁场附录 

型号	极面直径 （mm）	磁场气隙 （mm）	磁场强度 （T）	电源功率 （KW）
50	40	10	1.0	0.3
80	40	10	1.6	0.6
100	60	10	1.9	1.5
130	60	20	2.0	3.8
175	80	30	1.9	6.5
200	80	40	1.8	10.0
220	100	40	1.8	13.0
250	120	40	1.9	18.0
280	140	40	2.0	18.0
300	150	50	2.0	20.0
380	150	50	2.3	30.0

 

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