极化电磁机构的磁路分析与计算
播雨博播
1前言
磁力研磨磁力研磨振动是磁力研磨的重要。实验表明，磁力研磨的振动可以提高加工效率。振动2极化电磁振动机构
磁极头用低碳纲制造，交流电磁铁的铁心用多股低碳纲铁丝（外面镀铜）制造。
直流电磁铁产生的磁通用于磁力研磨，交流电磁铁产生的磁通用于产生系统振动运动。
3磁路分析
极化电磁振动机构的磁系统结构，如图2所示。由电磁路计算原理可知，在不考虑铁损及漏磁时，交流磁路的等值磁路就和直流时完全一样，即磁路各部分的磁阻均可用纯磁阻表示。因此，图2所示的磁系统可以等效于图3所示的等值磁路。
线圈磁势和磁通的关系，用复数表示为：
（1）
式中：II—交流电有效值A；—线圈匝数；Φ—交流电磁铁磁通有效值Wb；图2磁系统结构
—磁路总磁阻。
=Rδ1+Rδ2+R1+R2+R3+R0（2）
忽略散磁时，气隙的磁阻为：Rδ1=δ1/（S1μ0），Rδ2=δ2/（S2μ0）
本例中气隙δ1=δ2，轭铁极面面积S1=S2；μ0—真空磁导率，μ0=1.25×10-6H/m。
计算磁极头内的磁通密度，图3等值磁路
B1=Φδm/S1（Φδm—气隙内磁通幅值Wb）
查20号钢的B-H曲线，得磁场强度H1，因此R1=H1L1/（B1S1）（L1—磁极头沿磁路长度）
因为交流电磁铁铁心、轭铁和底铁（缠线圈的铁心）的截面积皆相同，即S2=S3=S0=SL，所以，
BL=Φδm/SL。
查20号钢的B-H曲线，得磁场强度HL，所以，
RL=HLLL/（BLSL）（式中，LL=L2+L3+L0）
代入（1）式，得线圈所需磁势：
（3）
对于电压线圈，有效电流：
II=Φm/（WI）（4）
当考虑铁损及漏磁时，因为两者都消耗功率，在等值磁路中相当于磁抗，按复数计算方法计算磁路。
4电磁力计算
向线圈2通入交变电流后，使交流电磁铁的轭铁3上产生N和S两个磁极，若在第一个半周期，左端轭铁为N极，直流电磁铁使磁极头产生的磁极也是N极。则电磁力将磁极头向右推开。在第二个半周期，轭铁变换了极性，则磁极头向相反方向（向左）移动。这样，磁极头在交变电流的作用下，就会振动起来。
当工作线圈通电后，若电流的方向使电磁铁产生的磁通幅值为Φm，在某一侧气隙内和极化磁通Φ0方向相反，合成磁通减少为Φm-Φd，而在另一侧气隙内和极化磁通方向相同，合成磁通增加为Φm+Φ0。
电磁力按麦克斯韦公式计算，电磁力由磁通Φm+Φd和Φm-Φd所产生，因此：
Fd=（5）
式中：S—交流电磁铁轭铁极面面积m2；Φm、Φ0—分别为交流电磁铁的磁通幅值和直流电磁铁的极化漏磁通Wb。
由上式可见，当磁极头的磁通Φ0一定时，电磁力正比于交流电磁铁磁通幅值Φm的平方。因此，为了得到一定的电磁力，增大Φ0就可相应地减少Φm，也就可以相应地减少交流电磁铁线圈的磁势或功率。但通常情况下，直流电磁铁的极化磁通是根据加工要求确定的，不能随意变换，且其散磁通受到一定限制，因此，这部分磁通只能起到辅助增强电磁力的作用。一般是通过交流电磁铁参数（主要是电流），控制系统的振动。
5结束语
本文的研究可为极化电磁机构的磁路和线圈的设计计算，提供参考。为了提高磁力研磨机的综合性能，需要寻找能耗低、传动效率高的振动机构，极化电磁振动机构可以满足这个要求。极化电磁振动机构结构简单，易于制造，性能稳定，容易控制等。它可以实现高频小振幅的轴向振动，使强力研磨加工成为可能。
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