电磁铁的磁路计算.ppt

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1、电器理论基础-第七章天津工业大学电气工程与自动化学院电气工程及其自动化专业教学目的与要求：1、掌握电磁系统基本特性，熟悉电磁系统典型结构，了解电磁系统用途；2、掌握磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一/第二定律，熟悉磁路概念及其工程意义，了解电磁系统计算的基本任务第七章电磁铁的磁路计算教学重点与难点：1、电磁系统基本特性；电磁系统的组成；电磁系统的特性；2、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一/第二定律；标量磁位；磁场的三个性质通过本次课的学习，学生掌握电磁系统四大基本特性—吸力特性、反力特性、输入-输出特性、时间特性，磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一/

2、第二定律，全面了解电磁系统的用途，为磁路的工程计算打下基础。第七章电磁铁的磁路计算本章主要内容1．概述2．电磁系统的典型结构和基本特性3．磁场的基本概念与基本定律4．磁场的若干性质5．磁路的基本概念6．电磁系统计算的基本任务§7-l概述一、电磁系统的组成二、电磁系统的用途三、电磁系统磁场计算一、电磁系统由磁系统（主要由两个相对运动的铁心及气隙等组成的，具有闭合磁路的电器组件）和线圈组成，用以进行电磁转换的电器组件或部件。1、线圈激磁使磁系统磁化，产生电磁吸力，吸引衔铁，使之运动作机械功，从而达到某些预定目的。2、通过线圈从电源吸取能量，并借衔铁的运动输

3、出机械功，是电磁系统进行能量转换的一个方面；通过线圈输入电磁信号，并借衔铁的机械运动输出指令，是电磁系统实行控制作用的又一个方面。§7-l概述二、电磁系统的用途1、单独成为一类电器。如牵引电磁铁、制动电磁铁，起重电磁铁和电磁离合器及电磁吸盘等；2、作为电器组件或部件。如电磁接触器、电磁式继电器，电磁式脱扣器等的感测部件，以及电磁操作机构的执行部件。3、电磁传感器、电磁稳压器乃至磁放大器等亦视为电磁系统。本章主要讨论能通过衔铁作机械功的一类电磁系统。§7-l概述三、电磁系统的计算实质上是其磁场的计算。由于电磁系统的磁场大都是三维场，因此按解析法计算很困难

4、，而数值方法(如有限差分法、有限元法和积分方程法等）已获得较大应用。本章通过对磁场性质的分析研究，掌握磁通、磁场强度、磁感应强度、磁压降的分布规律，从而建立磁路的概念，简化电磁系统的计算。§7-l概述§7-2电磁系统的典型结构和基本特性一、典型结构形式和工作原理二、电磁铁的分类原则与类型三、电器中电磁铁的作用四、电磁系统的基本特性一、典型结构形式和工作原理:介绍继电器和接触器1、继电器：1)类型：电磁式与非电磁式（气囊式、受热等）;2)名称:电流继电器、电压继电器、热继电器、时间继电器、光继电器、压力继电器、速度继电器等。3)重要元件：感测元件，操动机

5、构，辅助触头。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性电磁式继电器§7-2电磁系统的典型结构和基本特性2、接触器分直流接触器、交流接触器、真空接触器等。直流接触器：如右图示。主触头为单断点转动式，上装灭弧室；辅助触头随衔铁一同动作。线圈通电后，衔铁克服反力闭合；线圈断电，衔铁释放。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性二、电磁铁的分类原则与类型：1.按衔铁运动方式分：直动式和转动式。2.按导磁体形状分：Ｕ形、Ｅ形和螺管式。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性3.按线圈电流种类分：交流和直流电磁铁。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性4.线圈连接方式：并联线圈

6、和串联线圈。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性三、电器中电磁铁的作用：１、可远距离及自动控制电动机；２、作感应元件；３、作分励脱扣器和合闸电磁铁；４、作为独立电器，如牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁、电磁吸盘和电磁离合器等。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性四、电磁系统的基本特性1、电磁铁的吸力特性有静态和动态特性两种，条件是是否考虑电路参数在过渡过程中的变化。1、表示电磁吸力与衔铁的机械行程的关系：Fx=f（δ）——直动式电磁铁。这个特性表征了电磁系统带动负载的吸引能力，习惯上被称为吸力特性。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性右图曲线1表示静

7、态吸力特性，而非动态吸力特性，因为是在电路参数保持不变的稳态过程中得到的。衔铁在运动过程中得到的均是动态吸力特性，静态吸力特性是衔铁在无限缓慢移动时的特例。因同一动态吸力特性有很多种情况，一般只考虑静态吸力特性。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性曲线2表示拟定功，它表征电磁系统在一定位置上输出有效功的能力。拟定功是电磁吸力Fx与对应δ的乘积表示。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性2、对于转动式电磁系统，表示衔铁受到的电磁转矩与衔铁的角位移的关系：Fx=f（a）——转动式电磁铁。§7-2电磁系统的典型结构和基本特性2、反力特性：电磁系统的衔铁在运动过

8、程中要克服机械负载的作用力作功。即电磁系统的主要任务是克服这种反作用力，因此，机械负载特性的反