电机电器-008(磁路和铁芯线圈电路)

《电机电器-008(磁路和铁芯线圈电路)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章磁路和铁芯线圈电路第一节概述许多电气设备如常见的电工测量仪表、电机和电器等，其工作原理都是基于对电磁效应及其规律的有效利用.这些设备的核心构造是磁路和铁芯线圄电路.例如在电动机中有由定子铁芯和转子铁芯构成的磁路，此外还有定子绕组和转子绕组，它们都是铁芯线圈电路oE刑眉磁路是指把磁场集中到固定的区域内，傻矗为钱捧一定方向通过的路径.通常采用磁性材料作为铁芯，构成磁路.这样就把磁场集中到磁性材料所占有的空间内，使磁场问题转化为磁路问题，给分析问题提供了方便.图8-l(a)、(b)、(c)，(d)，分别表示常用的磁电

2、式仪表测量机构、直流继电器、变压器和直流电机的磁路.图中虚线表示磁力线集中通过的路线，(以字母φ表示磁通，参看第二节)，图(a)为由永久磁铁励磁，图。)、(C)、(d)则由通电线圈作为励磁绕组励磁e应当指出，磁路除包含磁性材料部分外，根据需要在有些设备的磁路中还存在一段或几段小的间隙，称为气隙，如图8-l(a),(b)、(d)所示情形.另外，根据有、无分支的情况，磁路可分为无分支磁路如图8-l(a)、(b)、(C)，以及有分支磁路如图8-l(d)0根据励磁电流的不同，磁路又分为直流磁路和交流磁路.若从电路看，它们分别

3、对应直流铁芯线圈电路和交流铁芯线圃电路.然而，直流铁芯线圈电路与一般直流电路比较，不论是电流电压关系，还是其计算方法等均无不同，故本章对这?部分只讨论贾灌〈慌定2啤路的计算.对于交流磁路，其基本特点可从交流铁芯线圈电路的分析中得知.同时，交混镜芯辑圈电路也是许多电气设备赖以工作的基本环节，故恒定磁通磁路和交流铁芯线圈电路是本章讨论的重点.(a)(b)(c)(d)圄8-1几种常见的电气设备的磁路第二节基本物理量磁路是磁场被集中起来的一种特殊表现形式，因此它与磁场的基本物理量相同，主要有以下四种.1.磁感应强度E磁感应强

4、度又称磁通密度，简称磁密.它是表征磁场内某一点场强大小和方向的物理量，243是一个空间向量，以E表示。。某点场强大小B可根据正电荷q在与磁场垂直的方向上以速度u运动时所受到的磁场力(洛仑兹力回来衡量tBZE<8·1>qv磁感应强度E的方向即该点磁场方向，可用右手螺旋法则确定:由正电荷受力F的方向沿小于震的角度转向正电荷运动速度石的方向，则螺旋前进方向即该点E的方向。在国际单位制(SI)中，磁感应强度的单位是特斯拉(T)，~P韦[伯]每平方米(Wb/mZ)，它的电磁制(CGSM)单位是高斯(Gs).这两种单位的换算关系

5、为:lT恒10也$..2.磁通φ磁通表示在磁场内穿过某一面积S的磁感应强度的通量，可表示为非LBO♂(8-2)当磁场为均匀磁场时，由于磁感应强度大小相等、方向相同，如取面棋S与磁场方向垂直，则有φ=BS(8-3)在国际单位制中，磁通的单位为韦[{自J

6、场强度.它也是一个空间向量，以万表示.磁场强度与产生该磁场的电流之间的关系可由安培环路定律确定:φI万•dÏ='2:1(8-4)即磁场强度沿任一闭合路径J之线积分等于此闭合路径所包围的电流之代数和.此电流的代数符号可这样规定:设任意选定闭舍路径的循行方向，如图8-2中为顺时针方向，则当此闭合路径中所包含的电流的参考方向与路径的循行方向符合右手螺旋关系时为正，反之则为负.故圈中11为负，12>13为正.磁场强度的方向与磁感应强度的方向一致。在国际单位制中，磁场强度的单位为安C培]每米(A/m)。在实际计算中，有时图8-

7、2安培环路定律为了方便还使用安C培3每厘米(Ai'cm)。在电磁单位制中，磁场强度的单位是奥斯特(Oe).换算关系为:lA/m=4πXl0-30e.4.磁导率μ在各向同性的磁介质中，磁感应强度与磁场强度的关系为B=μH、(8-5)式中ρ被称为该磁介质的磁导率.它是表示物质导磁性能的一个物理量.在国际单位制

8、中，黯导率的单位为亨[剩]每米(H/m).真空中的磁导率为一常数以向襄示，用庸杭Xl0:-7H/m.物质的磁导率与真空磁导率之比的比值被称为相对磁导率，以向表示=嗨H@为与时间向雷E相量〉区别，这里'民用在文字符号

9、上加一榄线，丽非苦了一点来表示.244民=丘(8-6)严。μ，是一个无量纲的数值.对于铁磁性材料，其值约为2000-80000，远离于空气或其他非铁磁性材料的数值，故构成磁路的材料主要采用性磁材料.第三节磁性材料及其磁化特性一、磁性材料各种物质在外磁场作用下都会呈现一定的磁性，只是其强弱各不相同.按物质在外磁场中所表现的磁性可分为抗磁性、顺磁性