22、电磁设备：从螺线管到直流电机的全面解析

电磁设备：从螺线管到直流电机的全面解析

1. 螺线管相关知识

1.1 线圈尺寸与功率的关系

螺线管的线圈绕组越多，产生的磁力越大，所以通常较大的螺线管比小的更有力量。但如果大、小螺线管要在相同距离产生相同的力，小螺线管由于线圈绕组少，可能会消耗更多电流，产生更多热量。

1.2 螺线管的应用

螺线管主要用于操作流体和气体回路中的阀门，这些回路常见于实验室和工业过程控制、燃油喷射器、飞机系统、军事应用、医疗设备和太空飞行器等领域。此外，它还可用于一些电子锁、弹球机和机器人技术中。

1.3 螺线管可能出现的问题

• 过热问题 ：
  • 当超过最大“开启”时间或占空比时，容易出现过热。若柱塞无法到达行程末端，也会导致过热。
  • 随着温度升高，线圈电阻增大，热的螺线管通过的电流减少，功率降低，这种效应在直流螺线管中比交流螺线管更明显。
  • 制造商的力曲线应显示螺线管在最高额定温度（通常约75摄氏度，假设环境温度为25摄氏度）下的性能。超过这些值可能导致螺线管无法正常工作，而且过热可能会熔化线圈绕组间的绝缘层，使线圈短路，进而通过更多电流，产生更多热量。
• 交流浪涌 ：交流螺线管到达行程末端时，柱塞突然停止会产生正向电动势，产生额外热量。一般来说，行程越长，浪涌越大，快速循环会加剧线圈发热。
• 不必要的电动势 ：像任何含线圈的设备一样，螺线管接通电源时会产