电工技术 非电类 第2 版 教学课件 作者张晓辉 等编 第6章 电动机械-磁路变压器.ppt

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1、第六章电动机械第二节变压器第五节单相异步电动机第六节控制电机第一节磁路及其基本定律第三节三相异步电动机第四节三相异步电动机的起动、调速与制动2.了解变压器的基本结构、工作原理和运行特性，理解变压器额定值的意义；3.掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；4.三相异步电动机的工作原理、机械特性及其起动、调速和制动。本章要求：1.磁路的基本概念及其基本定律；第六章电动机械本章重点：变压器的变换电压、变换电流和变换阻抗的功能；三相异步电动机的转动原理、电磁转矩和机械特性以及三相异步电动机的起动、调速和制动。第一节磁路及其基本定律在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心

2、的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，工程上将这种由磁性材料组成的、能使磁力线集中通过的整体，称为磁路。+–NIfNSS直流电机的磁路交流接触器的磁路一、磁路基本概念垂直穿过某一面积S的磁力线的总根数。韦伯wb穿过单位面积的磁力线根数。特斯拉Twb/m2磁场中某点的B与该点的磁导率μ的比值。1)磁通Φ2)磁感应强度B3)磁场强度H4)导磁系数μ描述导磁能力大小的物理量。通常使用相对导磁系数无量纲真空导磁系数安/米，A/m,A/cm1.描述磁场的基本物理量及定律任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。式中，是磁场强度

3、矢量沿任意闭合线(常取磁通作为闭合回线)的线积分；I是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律（全电流定律）I1HI2安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。在均匀磁场中Hl=IN2.物质的磁性非磁性物质非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁导率都是常数，有：所以磁通与产生此磁通的电流I成正比，呈线性关系。当磁场媒质是非磁性材料时，有：即B与H成正比，呈线性关系。由于OHB0r1B=0H()(I)磁性物质磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域

4、内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。磁畴外磁场在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁畴1)高导磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即r1(如坡莫合金，其r可达2105)。磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各

5、种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。3.磁性材料的磁性能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的增强。2)磁饱和性BJ磁场内磁性物质的磁化磁场的磁感应强度曲线；B0磁场内不存在磁性物质时的磁感应强度直线；BBJ曲线和B0直线的纵坐标相加即磁场的B-H磁化曲线。OHBB0BJB•a•b磁化曲线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的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。B-H磁化曲线的特

6、征：Oa段：B与H几乎成正比地增加；ab段：B的增加缓慢下来；b点以后：B增加很少，达到饱和。OHBB0BJB•a•b有磁性物质存在时，B与H不成正比，磁性物质的磁导率不是常数，随H而变。有磁性物质存在时，与I不成正比。磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出。OHB,B磁化曲线B和与H的关系3)磁滞性磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。磁滞性：磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于外磁场变化的性质。磁滞回线OHB••••BrHc剩磁感应强度Br(剩磁)：当线圈中电流减小到零(H=0)时，铁心中的

7、磁感应强度。矫顽磁力Hc：使B=0所需的H值。磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。几种常见磁性物质的磁化曲线a铸铁b铸钢c硅钢片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0103H/(A/m)H/(A/m)12345678910103B/T1.81.61.41.21.00.80.60.40.2ababcc按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1)软磁材料具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁