刘灿辉，黄丽容

(1．广东威灵电机制造有限公司，广东 佛山528311;2．华南理工大学 电力工程技术研究开发中心，广东 广州510640)

0 引 言

电磁铁是一个带有铁心的通电螺线管，其本身磁性的有无，可以通过通断电流来控制;各类小型精密电磁铁及电磁铁应用组件，作为自动控制系统的执行器件，已被广泛应用于工业自动化控制设备、医疗器械、包装机械等个不同领域。

国内外在电磁铁的建模仿真方面做了大量的研究，运用有限元方法建立电磁铁模型，对电磁铁内部磁场分布情况以及结构进行了深入分析，建立的模型可用于电磁铁的优化设计分析。国外已经可以利用仿真软件和计算程序来精确计算电磁铁的输出特性，国内在这方面与国外相比还存在一定差别，但也作了相当多的研究。

本文所研究的电磁铁主要用于小型高精密医疗器械的电磁扣合上，由于安装尺寸的限制，需在保证电磁铁外形尺寸不发生改变的情况下，对其内部铁心结构进行优化，以增大其电磁吸力，确保器械使用时的安全性。

1 电磁铁结构及相关参数

1.1 电磁铁结构

所研究的电磁铁的主要结构如图1 所示。该电磁铁主要由铁心、线圈、金属外壳以及固定板所组成。铁心材料采用高纯度的电工纯铁DT4，铁心外部采用塑料包胶处理，线圈与铁心通过塑料包胶相隔开，金属外壳采用镀锡铁薄板。

图1 电磁铁结构图

1.2 电磁铁主要参数

电磁铁的主要参数为:线圈励磁电压12 V，匝数约为4 750，外围空气的磁导率为1．256 ×10-6H/m，金属外壳相对于空气的磁导率为1 000，铁心材料DT4 的B-H 性能参数及B-H 曲线如图2所示。……