第一章 磁路完成 顾绳谷版.ppt

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1、第一章：磁路1.3直流磁路的计算1.4交流磁路的特点1.1磁路的基本定律1.2常用的铁磁材料及其特性第一章磁路本章介绍磁路的基本知识和基本定律，并对无分支磁路和有分支磁路的计算方法作简要说明。另外，还介绍了铁磁物质的分类及其磁化特性。本章小结第一章磁路1.1磁路的基本定律机电能量转换的媒介是磁场，磁场的路径称为磁路。在工程中，通常将磁场问题简化为磁路问题。电机是进行机电能量转换的装置第一章磁路一.磁场的几个常用量磁感应强度（又称磁通密度）B——表征磁场强弱及方向的物理量。单位：Wb/m2磁通量Φ——垂直穿过某截面积的磁力线总和。单位：Wb磁场强度H——计算

2、磁场时引用的物理量。B=μH，单位：A/m第一章磁路磁通所通过的路径称为磁路二.磁路的概念第一章磁路三、磁路的基本定律1、安培环路定律沿任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积分等于该闭合回线所包围的电流的代数和如果在均匀磁场中，沿着回线L磁场强度H处处相等，则2、磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量Φ乘以磁阻Rm第一章磁路磁通量Φ等于磁通密度乘以面积磁场强度等于磁通密度除以磁导率于是第一章磁路[例1-1]有一闭合铁心磁路，铁心的截面积A=9×10-4m2,磁路的平均长度l=0.3m，铁心的磁导率μFe=5000μ0，套装在铁心上的励磁绕组为

3、500匝。试求在铁心中产生1T的磁通密度时，需要多少励磁磁动势和励磁电流？解用安培环路定律求解如下第一章磁路3、磁路的基尔霍夫定律（1）磁路的基尔霍夫电流定律或第一章磁路（2）磁路的基尔霍夫电压定律第一章磁路磁路和电路有相似之处，却要注意有以下几点差别：1）电路中有电流I时，就有功率损耗；而在直流磁路中，维持一定磁通量，铁心中没有功率损耗。2）电路中的电流全部在导线中流动；而在磁路中，总有一部分漏磁通。3）电路中导体的电阻率在一定的温度下是恒定的；而磁路中铁心的导磁率随着饱和程度而有所变化。4）对于线性电路，计算时可以用叠加原理；而在磁路中，B和H之间的关

4、系为非线性，因此计算时不可以用叠加原理。第一章磁路1.2常用铁磁材料及其特性一、铁磁物质的磁化在外磁场的作用下，磁畴顺着外磁场方向转向，排列整齐，显示出磁性。第一章磁路二、磁化曲线和磁滞回线1、起始磁化曲线将一块未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H由零逐渐增加时，磁通密度B将随之增加。用B=f(H)描述的曲线就称为起始磁化曲线。第一章磁路2、磁滞回线剩磁——当H从零增加到Hm时，B相应地从零增加到Bm；然后再逐渐减小H，B值将沿曲线ab下降。当H=0时，B值并不等于零，而是Br。这就是剩磁。磁滞回线——当H在Hm和－Hm之间反复变化时，呈现磁滞现象的B－

5、H闭合曲线，称为磁滞回线。第一章磁路3、基本磁化曲线对同一铁磁材料，选择不同的Hm反复磁化，得到不同的磁滞回线。将各条回线的顶点连接起来，所得曲线称为基本磁化曲线。第一章磁路三、铁磁材料1、软磁材料2、硬磁材料四、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗的能量。2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。第一章磁路1.3直流磁路的计算磁路计算正问题——给定磁通量，计算所需的励磁磁动势磁路计算逆问题——给定励磁磁势，计算磁路内的磁通量磁路计算正问题的步骤：1）将磁路按材料性质和

6、不同截面尺寸分段；2）计算各段磁路的有效截面积Ak和平均长度lk；3）计算各段磁路的平均磁通密度Ak，Bk=Φk/Ak；4）根据Bk求出对应的Hk；5）计算各段磁位降Hklk，最后求出F=∑Hklk。磁路计算逆问题——因为磁路为非线性的，用试探法。第一章磁路一、简单串联磁路[例1-2]铁心由铸钢和空气隙构成，截面积AFe=0.0009m2，磁路平均长度lFe=0.3m，气隙长度δ=5×10-4m，求该磁路获得磁通量Φ=0.0009Wb时所需的励磁磁动势。第一章磁路解：铁心内磁通密度为从铸钢磁化曲线查得：与BFe对应的HFe=9×102A/m空气隙中：铁心段

7、的磁位降：所以，励磁磁势为：F=HFelFe+Hδlδ=655A第一章磁路二、简单并联磁路[例1-3]铁心由DR530硅钢片构成，铁心柱和铁轭截面积AFe=0.0004m2，磁路平均长度lFe=0.05m，气隙长度δ1=δ2=2.5×10-3m，励磁线圈匝数N1=N2=1000匝。不计漏磁通，试求在气隙中产生磁通密度Bδ=1.211T时，所需的励磁电流。解：中间磁路长度：两边磁路长度：气隙磁位降：中间铁心磁位降：查磁化曲线：第一章磁路总磁动势和励磁电流为：两边铁心磁通密度和磁位降：查磁化曲线：第一章磁路有关交流磁路和铁心线圈的计算，将在变压器一章讨论。1.

8、4交流磁路的特点交流磁路除了会在铁心中产生损耗外，还有以下两个效应