第3章 铁心线圈与变压器.ppt

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1、第3章铁心线圈与变压器3.2交流铁心线圈3.3变压器3.4直流铁心线圈在汽车中的应用3.1磁路3.5变压器在汽车中的应用本章要求：了解此路的基本概念，掌握铁磁材料的磁性能、分类及用途。掌握交流铁心线圈与直流铁心线圈的基本工作状态与特点及它们各自的用途。理解变压器的结构与工作原理。第3章铁心线圈与变压器1.磁路：主磁通所经过的闭合路径。F线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。F：主磁通F：漏磁通铁心（导磁性能好的铁磁性材料）线圈3.1.1磁路的基本概念i3.1磁路2.磁路的基本物理量及相互间的关系SBF=

2、复习磁感应强度（磁通密度）：B：单位：特斯拉（T）磁通：F：单位：韦伯（Wb）磁场强度：H：单位：安/米（A/m）磁导率：：单位：亨/米（H/m）lHNI=表征各种材料导磁能力的物理量mBH=真空中的磁导率()为常数0m称为这种材料的相对磁导率一般材料的磁导率m和真空中的磁导率mr之比，，则称为磁性材料，则称为非磁性材料-70104=pm·非磁性材料：磁导率低，如真空、空气；磁性材料：磁导率高，如铁磁物质。分子中的电子环绕原子核运动和本身的自转运动形成分子电流，分子电流产生磁场。每个分子基本上相当于一个小磁铁。

3、磁性物质内，分成许多小区域，分子间的特殊作用力使每个区域内的分子磁铁排列整齐，显示磁性，称为：磁畴。磁畴在没有外电场作用时，各磁畴排列混乱，磁场互相抵消，对外不显磁性。3.1.2铁磁性材料的磁性能B0在铁心上绕上线圈，通入电流，产生磁场：B0B0：以空气为介质产生的磁感应强度。B0Bj在外磁场的作用下，磁畴就顺向外磁场的方向，显示出磁性，产生很强的磁化磁场。B0外电流越大，磁化磁场越大，当外电流增大到一定值时，磁畴全部转向外磁场的方向，Bj最大。Bj结论：（1）用铁磁材料作磁路时，通入不大的励磁电流，可产生足够

4、大的磁通和磁感应强度。（2）用铁磁材料作磁路时，可以做成大电感。非磁性材料没有磁畴的结构，不具有磁化的特性。H（4）铁磁材料的不是常数，随电流变化。（5）铁心线圈的电感是随电流变化的。铁心线圈是非线性电感。（3）磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限增强，当外磁场增大到一定值时，全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场的方向一致。这时：磁化磁场的磁感应强度Bj即达到饱和值。空心线圈是线性电感。INH（I）B（φ）μμabcB铁磁材料B-H，μ-H曲线导磁性工程上利用它来使磁通尽量地约束在有限的范

5、围内，提高电磁设备的利用率，一般使用B-H曲线的ab段。磁滞B的变化滞后于H的变化如曲线的oa段o磁饱和当H达到一定程度，B不再随H而增加，此为磁饱和。若对铁心线圈而言，磁饱和意为当电流I增加到一定程度，φ不再随之增加。如曲线的cs段。s矫顽力矫顽磁力剩磁剩磁磁滞性铁磁性材料的磁性能非线形；强磁化性；磁饱和性；磁滞性。B（F）H（I）励磁电流励磁电流ti001122334455661根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料（滞

6、回线接近矩形。可用做记忆元件）。B（F）H（I）B（F）H（I）B（F）H（I）磁动势一、磁路的基本定律安培环路定律磁路欧姆定律与电路类似，磁路也有各种定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律沿任一闭合路径，H的线积分等于包围在这闭合路径内各电流的代数和若磁场均匀则有磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律无分支磁路平均长l线圈N匝IN磁通Φ导磁系数μ截面积S根据得磁路欧姆定

7、律磁阻Rm基尔霍夫定律3.1.3磁路的欧姆定律磁路和电路的比较磁通Φ磁压降HL磁动势INF=电动势电流电压降UEI电路R+_EIU磁路IN磁阻lRmμS=电阻lRσS=mRF=Φ欧姆定律REI=欧姆定律几点说明：磁阻Rm的大小取决于磁路的尺寸和材料的磁导率。很大，但不是常数，因此也不是常数。所以磁路欧姆定律不能用来进行定量计算，只用做定性分析。通常磁路计算应用磁路基尔霍夫定律。磁路和电路有相似之处，但却有本质的区别。#INF=SlRmm=一定：大Rm小F小I小小Rm大F大I大I一定：大Rm小大小Rm大

8、小对带有空气隙的磁路l1、1l2、20.5l0Rm0中，虽然l0很小，但0很小，因此Rm0很大，使整个磁路的磁阻大大增加。I不变：Rm大小不变：Rm大I大电工设备的磁路中要尽量减小空气隙.励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流。（线圈中的电流）3.2交流铁心线圈分类：直流铁心线圈交流铁心线圈励磁电流为直流电励磁电流为交流电将线圈绕制在铁心上就构成了铁心线圈。交流