一、電磁鐵介紹
1、功能簡介
天端公司系列直流電磁鐵,可提供可調(diào)磁場源,適用于科研單位,高等院校及工廠做物質(zhì)磁性實驗,具有多種用途可配用于磁性材料測量裝置、振動樣品磁強計、霍爾效應研究、磁光效應研究、磁電阻效應研究、磁致伸縮研究、轉(zhuǎn)矩磁強計、力法磁強計、磁化率測量裝置以及對磁性器件的充磁和退磁等等,用途非常廣泛。
2、電磁鐵工作原理
電磁鐵是由線包、軛鐵、鐵芯(極柱)、極頭等組成的閉合磁路。通電的導電繞組(線圈/包)能產(chǎn)生一定的磁場,鐵芯(極柱)在外部線圈磁場的作用下,內(nèi)部的排列不規(guī)則的金屬原子重新規(guī)則排列,共同指向一個方向,從而被磁化,增加了磁通,所以在鐵芯、軛鐵和氣隙間就產(chǎn)生了數(shù)量可觀的磁通Φ,當控制電源電流變化時,極頭間氣隙中形成可控的高強度磁場。
3、電磁鐵結(jié)構(gòu)介紹
各部位名稱 | ||||
1:橫軛 | 2:立軛 | 3:線包 | 4:極面 | 5:極頭 |
6:扳把 | 7:柱套 | |||
A:線包間距 | B:氣隙 | C:中心高度 | D:中心水平距離 | E:線包直徑 |
① SB型電磁鐵
SB型電磁鐵特點:磁場氣隙雙向可調(diào),雙軛的結(jié)構(gòu)形成閉合磁路,有較好的剛性,磁場方向水平;軛鐵斜式45度角座放,便于取放樣品和與其他設(shè)備的組合架構(gòu)。適用于霍爾效應研究,磁電阻效應研究、磁滯伸縮研究、轉(zhuǎn)矩磁強計、力法磁強計、振動樣品磁強計、磁化率測量裝置、磁性材料測量裝置等。
② SBV型電磁鐵
SBV型電磁鐵特點:磁場氣隙單向可調(diào),雙軛構(gòu)形成閉合磁路,有較好的剛性,磁場方向垂直;直立座放,樣品可置于下極頭平面上,取放樣品方便。適用于霍爾效應研究,磁電阻效應研究、磁滯伸縮研究、轉(zhuǎn)矩磁強計、力法磁強計、磁化率測量裝置、磁性材料測量裝置以及對磁性器件的充磁和退磁等。
③ WD型電磁鐵
WD型電磁鐵特點:磁場氣隙雙向可調(diào),單軛的結(jié)構(gòu),磁場方向水平;直立座放,有很寬闊的操作空間,便于取放樣品和與其他設(shè)備的組合架構(gòu),是磁性研究最為常見的電磁鐵之一。適用于霍爾效應研究,磁電阻效應研究、磁滯伸縮研究、轉(zhuǎn)矩磁強計、力法磁強計、振動樣品磁強計、磁化率測量裝置、磁性材料測量裝置等。
④ SG型電磁鐵
SG 型電磁鐵特點:磁場氣隙固定,雙軛結(jié)構(gòu)磁路閉合,磁場方向水平;有極佳的剛性和穩(wěn)定性,適于對磁場均勻度穩(wěn)定性要求較高的實驗研究。用于霍爾效應研究,磁電阻效應研究、磁滯伸縮研究、轉(zhuǎn)矩磁強計、力法磁強計、磁化率測量裝置、磁性材料測量裝置等,特別適合振動樣品磁強計、核磁共振磁強計等高精度儀器的應用。
4、電磁鐵主要型號尺寸參數(shù)(SB為例)
型號 | 極柱直徑 (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、電磁鐵配置與連接
1、安裝條件
型號 | 占地面積 | 電磁鐵重量 | 供電要求 | 溫度 | 相對濕度 | 要求冷水機制冷量 | 空氣開關(guān) |
50 | 35Kg | ~220V 導線4mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 20A | ||
80 | 120Kg | ~220V 導線4mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 20A | ||
100 | 1.0M2 | 150Kg | ~220V 導線4mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 40A | |
130 | 1.5M2 | 400Kg | ~380V/220V 導線4mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 2.7KW | 40A |
175 | 2.0M2 | 600Kg | ~380V/220V 導線6mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 5.28KW | 60A |
200 | 2.0M2 | 800Kg | ~380V/220V 導線6mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 5.28KW | 60A |
220 | 2.0M2 | 1000Kg | ~380V/220V 導線6mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 5.28KW | 60A |
250 | 3.0M2 | 1800Kg | ~380V/220V 導線8mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 7.91KW | 60A |
280 | 3.0M2 | 2500Kg | ~380V/220V 導線8mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 12.9KW | 60A |
300 | 3.0M2 | 3500Kg | ~380V/220V 導線8mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 15.7KW | 60A |
380 | 4.0M2 | 4500Kg | ~380V/220V 導線8mm2 | 20±10℃ | 小于70% | 18.0KW | 60A |
2、電磁鐵與電源的連接
電磁鐵的兩個線包在出廠時已經(jīng)串聯(lián)或并聯(lián),用戶只需將電磁鐵的接線柱接入電源的輸出端即可,方向無正負。串聯(lián)線包和并聯(lián)線包的接線圖如下:
3、水冷系統(tǒng)的接通
儀器啟動前,將水冷管與循環(huán)水系統(tǒng)連接,并保證冷水循環(huán)暢通。
一般情況下,電磁鐵水冷管應采取并聯(lián)連接方式,如圖:
4、接通電源進行調(diào)試
啟動電源之前,將電流電壓歸零(某些專用電源則不需要調(diào)電壓)。
(1)啟動電源,將電源電壓從最低逐漸升高,直至電源顯示恒流狀態(tài);(某些專用電源不需要此項操作)
(2)調(diào)節(jié)電流,從最低逐漸升高,并用特斯拉計測量磁場,此時應當觀察到隨著輸出電流的增加而磁場強度逐漸升高,這表示接線正確,電磁鐵可以正常使用。
三、電磁鐵操作方法
1、工作環(huán)境
(1) 環(huán)境溫度5℃-30℃
(2) 相對濕度不大于70%
(3) 無腐蝕性氣體以及對絕緣有損害的氣體
(4)無其他電磁干擾設(shè)備
2、電磁鐵使用操作方法
(1)將電磁鐵與電源正確連接;
(2)將電磁鐵與水冷循環(huán)機正確連接(非水冷電磁鐵忽略此項);
(3)扳動扳把帶動極柱進退,雙調(diào)諧電磁鐵應雙向等距進退,盡量使磁場氣隙置于兩線包中心(SG電磁鐵忽略此項);
(4)使用標準量塊測量磁極間距,調(diào)節(jié)極柱位置,達到使用間距(SG電磁鐵忽略此項);
(5)將高斯計置于零磁腔歸零,然后將高斯計探頭固定在磁場中心,注意,高斯計探頭平面與磁場方向垂直;
(6)啟動水冷循環(huán)機,水溫設(shè)定在15~20度;
(7)啟動直流電源開始磁性測量工作。
四、儀器維護及注意事項
1、極頭:磁極頭由電工純鐵制成,表面和螺紋易碰傷,因此要輕拿輕放,防止碰撞或擦傷,并且平時要涂上少量防銹油,放置時應注意不使極面受到傷害。
2、可根據(jù)用途更換,更換時注意螺紋對齊旋入,直至極頭靠緊極柱端面。
3、調(diào)節(jié)磁場間隙時不要單邊調(diào)諧致使單側(cè)極面超過中心線。
4、測量脆弱樣品時應使極面與樣品保持1mm間隙,以免高磁場下極頭位移壓碎樣品。
5、冷電磁鐵長時間不使用時應將電磁鐵水冷管內(nèi)部清理干凈,用氣泵吹出剩余的循環(huán)水;
6、循環(huán)制冷機水溫設(shè)定不宜過低,否則易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象;
7、電磁鐵工作時其周圍空間有漏磁場,注意切勿將儀表、磁卡等靠近,以防磁化;以磁場中心為圓點,半徑1米以外為安全空間。
8、電磁鐵允許在線包外表面溫度不超過60℃的條件下使用,超過60℃應立即停止使用,待其充分冷卻后方可再次使用。
9、搬運移動時勿使電磁鐵傾斜。
五、故障排除
故障 | 可能的原因 | 檢查辦法 | 解決辦法 |
通電后測不到磁場 | 電磁鐵處于斷路狀態(tài) | 檢查電磁鐵與電源的連線
| 接通連線 |
電源不工作 | 測量電源的輸出電流 | 通知廠家維修 | |
電磁鐵內(nèi)部繞組斷開 | 測量電磁鐵的直流電阻 | 通知廠家維修 | |
測場儀故障或測試錯誤 | 檢查測場儀量程等和更換另一部測場儀 | 注意測場探頭的方向是否為測試磁場方向 | |
磁場達不到指標 | 電磁鐵串聯(lián)或并聯(lián)繞組方向相反 | 掉換電磁鐵抽頭方向再測量磁場 | |
電源輸出電流不準確 | 測量電源的輸出電流 | 通知廠家維修 | |
電磁鐵內(nèi)部繞組短路 | 測量線圈的直流電阻 | 通知廠家維修 | |
磁場氣隙不準確 | 檢查磁場氣隙 | ||
使用不正確的極頭 | 更換較小的或鐵鈷極頭 | ||
高磁場工作時,電流調(diào)不到設(shè)定值 | 工作時間過長,電磁鐵發(fā)熱電阻過高 | 測量線包表面溫度 測量電磁鐵的直流電阻 | 停止使用,待線圈冷卻后再使用 |
漏電現(xiàn)象 | 電磁鐵線包短路 | 通知廠家維修 | |
漏水現(xiàn)象 | 水管漏水 | 通知廠家維修 | |
水管結(jié)露 | 冷水機水溫設(shè)定過低 | 水溫設(shè)定在15~20℃ |
六、電磁鐵主要型號典型磁場附錄
型號 | 極面直徑 (mm) | 磁場氣隙 (mm) | 磁場強度 (T) | 電源功率 (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 |