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전류/공률 - 직류전자석이 산생된 힘은 코일을 감은 회수(N)와 전류(I)를 곱한 평방과 정비례가 된다.이것으로 암페어 회수 NI를 확정한다. 전자석의 코일은 전원과 반드시 일치해야 한다.
부하순환 - 응용되는 부하순환은 "ON'TIME"과 완정순환의 총시간(ON'TIME 에 OFF'TIME을 더한것)의 비율이다. 부하순환은 보통 백분율이나 분수(50%,100% 등)로 표시한다. 부하순완을 더 간화하게 설명하면 부하순환이 100%보다 작은 전자석을 "간헐식"이라하고 100%와 같은 전자석을 "연속식"이라고 한다. 모든 간헐부하전자석(100% 보다 작은 부하순환)은 꼭 하나의 최대허용되는 "ON'TIME"이 있어야한다.그래야만 코일이 너무뜨거워 소손되는것을 피면할수 다. "ON TIME"은 코일의 공률소실제한을 초과해서는 안된다. 적당한 열흡수 혹은 부가냉각조치는 열소실을 제고할수있어 부하순환의 더욱 넓은 범위를 허용한다. 전자석의 파손을 피면하기위하여 꼭 제공한 최대 "ON'TIME"의 수치와 부하순환계산을 각별히 주의해야 한다. 예를들면 ON'TIME이 1시간이고 OFF'TIME이 3시간인 응용이 계산하여 얻은 부하순환이 25%이지만 현실적이 못된다.동일한 25% 부하순환에서 ON'TIME이 1초이고 OFF'TIME이 3초인 전자석의 응용이 더욱 현실적일수 있다.
온도 - 전자석이 처한 주위환경온도와 공작시 전자석의 자체발열을 꼭 고려해야한다.코일저항은 온도에 따라 변하므로 력수출에 영향주게 된다.부하순환은 자체가열온도를 결정한다.온도가20ºC 이상에서 1ºC 씩 증가할때마다 정격저항은 0.39%씩 증가하여 힘 혹은 토크(TORQUE)의 수출은 감소된다. 여러가지 방법으로 온도제한을 보장해줄수 있다.
- C종 코일을 지정
- 외부 모형이 성형된 코일로 지정
- E형 횐전식 전자속을 사용하지 S형을 사용하지 않는다
- 어느 한개 공률로 수평으로 작동한다음 유지공률수평을 낮춘다(습취후 유지)
- 유지식 전자석을 사용
- 多绕组(Multi-winding) 전자석을 사용
- 간헐적이며 비연속적으로 공작
- 더욱 큰 전자석을 사용
- 히트싱크(HeatSink)를 사용한다
- 냉각팬을 증가
전자석의 공작온도를 제한하는 요인은 사용하는 마그넷 와이어(MagnetWires)의 절연재료이다. 절연종류:
- B급 - 130º C
- F급 - 155º C
- H급 - 180º C
- C급 - 220º C
전형적인 전자석이 통전상태를 유지하려면 10%의 정상전류가 수요하기에 아래 몇가지 방법을 사용할수있다.
- 저항계로 기계적으로 유지
- 커패시터(Capacitors)로 방전하거나 저항계로 유지
- 회로 트랜지스터(Transistor)화로 유지
- 펄스(Pulse) 넓이를 변조
- 습취후 유지
- 더블 전압
- 멀티코일(Multi-Coil)
공작시간/속도 - 시간과 속도에 영향주는 요소에는 부하질량,사용할수있는 공률(와트)과 행정이 포함된다.정전도 중야한 작용을 일으킨다;정전은 갭,코일억제,플런저혹은 电枢回位机制 및 잔여자력의 영향을 받는다.
- 갭은 자기회로중 电枢가 무간섭적으로 이동하고 자통량이 최소저애력(자성 저항)으로 유통하는것을 허용하는 공간을 말한다. 갭이 작을수록 코일에 산생되는 자기장이 감소되는것을 격려하고 걸린 시간도 더욱 길어져 긴 정전시간을 초래한다.
- 부품을 전환할때의 안전을 확보하기위하여 코일전류가 중단되였을때 초래되는 尖峰脉冲 (Spike-Pulse)를 감소할수있는 전자보호장치를 사용하는것이 필요하다.코일억제는 전자석의 정전시간을 증가시킨다.
- 전자석은 한개방향으로만 작용력이 있기에 꼭 모종의 복귀력(중력 혹은 스프링 등)을 통해 전자석을 원래위치로(OFF때의 위치)로 데려와야만 다음번조작을 위해 준비진행할수 있다.
- 통전후 전자석의 두 갭의 표면에는 자성체의 S극과 N극이 형성된다. 전자석을 OFF한후 자극사이에는 여전히 아주작지만 측정가능한 자성흡인력이 존재한다.이것을 잔여자력이라고 한다. 전자석부품을 고온에서 열처리하거나 갭의 크기를 증가하면 잔여자력을 약화시킬수있다.
환경 - 전자석을 서택할때 여러가지 환경요소들을 꼭 주의 해야한다.여기에는 온도、습도、진동、흔들림、,높이、진공、화학품과 종이가루 등이 포함된다.
전자석의 사용수명 - 아래 몇가지요소가 결정하거나 최적화 할수있다.
- 플런저의 표면처리
- 자극이 함께 부딛치는것을 방지
- 통전후의 충격진동을 감소
전자석의 예기 사용수명의 범위는 5만번에서 1억번이상까지 순환될수 있다.
전자석의 정제 - 사용하는 전자석중 80%은 정제하여 설계한것에 속한다.전형적으로 고치는것은 터미널(Terminal),전선,플런저 구조,축 연장,안장변화와 연결이 포함된다.
응용제시 -
- 사용수명을 연장하는 몇가지 방법：
- 저전력형 전자석을 설계할때 vespel 혹은 함유베어링을 사용한다.
- 더블 베어링을 사용하거나 축중의 홈을 이용해 윤활제를 저축한다
- 유리나 탄(碳)을 이용해 나일론커플링에 채워준다.
- 유지력을 제고하는 방법:
- Flat한 자극을 사용.
- 유지식 전자석을 사용.
- 코일의 안정후의 온도를 확정하는 방법:
- 실내온도때의 코일의 저항을 측정한다.
- 안정된 환경에서의 전류를 측정한후 옴의 법칙으로 코일저항을 확정한다.
- 이때 저항을 실내온도때의 저항에 나누면 저항계수를 얻는다.
- 저항계수도를 사용해 저자석 코일의 안정후의 온도를 읽어낼수 있다.
- 온도상승을 보상하는 몇가지 방법:
- 전자석을 금속표면에 안장한다.(산열. 주의:자기회로의 폐쇄를 형성시키지말아야 한다)
- 냉각팬을 사용한다.
- 더 큰 전자석을 사용한다.
- 부하순환이 100%보다 적게 공작한다.
- 더욱 높은 절연계급을 채용할수 있다.
- 多绕组(Multi-winding) 구비한 전자석을 사용한다.
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