王希营， 郭志杰

（中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲412001）

0 引言

电空阀是通过直流电源使线圈产生磁场力来控制压缩空气管路的接通或切断，从而达到远距离控制气动装置的电器装置[1]。电磁力的大小与线圈匝数数量、通电电流大小密切关联，当电压恒定时，线圈匝数和电流大小可以通过电阻大小反映出来，考虑机车的应用工况，在研究电空阀启动电压时需考虑到电阻受到环境温湿度影响。电空阀在进行工作时存在2个电压（即启动电压和DC 110 V工作电压值），为保证在启动电压工况下电空阀能正常准确、可靠地工作，启动电压是研究电空阀电磁力的一个重要参数数据。

1 磁路分割法计算电磁力

电空阀正常使用条件：额定电压为DC 110 V；工作电压为DC 77.0～137.5 V（机车车辆提供）；额定气压为900 kPa，最大工作气压为1000 kPa，最小工作气压为675 kPa；使用环境温度为-40～+50 ℃；环境最大相对湿度≤90%（月平均最低温度为25 ℃）。

1.1 电磁力及磁阻理论计算

考虑电空阀基本结构类似直流螺线管电磁铁，在稳态工作时产生电磁力为[2]

式中：Φ为气隙磁通，Wb；μ0为真空磁导率，Wb/（A·m）；S为磁路截面积，m2；B为气隙磁感应强度，T。

鉴于磁路具有串联和并联特征，对于电磁吸力计算需重点考虑表征导磁能力的磁阻，同时磁路分割法能保证精确地计算电空阀各组成部件的磁导，即将电空阀部件分割成许多具有简单几何形状的圆柱磁体，计算各部分磁阻，再根据磁路中各磁阻的连接关系确定总的磁阻，其中通用磁阻的计算公式为[3]