磁路PPT演示课件.ppt

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1、1.1磁路的基本定律一、磁路的概念在工程上为了得到较强的磁场，广泛利用了铁磁物质。在电机、变压器等设备中应用铁磁物质制成一定的形状，人为地构成磁路的路径，使磁场主要在这部分空间内分布，这种磁通所通过的路径称为磁路。下面分别为变压器和直流电机的磁路。第一章：磁路主要内容：磁路基本定律，铁磁材料及交、直流磁路。如同电流流过的路径称为电路一样。磁通通过的路径为磁路。由于铁心的导磁性质比空气好的多，所以绝大部分磁通在铁心中通过，这部分磁通称为主磁通。经过空气隙闭合的磁通为漏磁通。用以产生磁路中磁通的载流线圈称为

2、励磁线圈(励磁绕组)，其电流称为励磁电流（或激磁电流）。在电机和变压器中常把线圈绕在铁心上，当线圈中有电流通过时，在其周围就会产生磁场。两者的关系用右手螺旋法则联系起来。用直流励磁磁路中磁通恒定直流磁路直流电机(励磁电流)用交流励磁磁路中磁通交变交流磁路变压器、感应电机(激磁电流)二、磁路的基本定律下面分别介绍在进行磁路分析和计算时常用的基本定律1、安培环路定律（或称全电流定律）在磁路中沿任一闭合路径L，磁场强度H的线积分等于该闭合回路所包围的总电流(代数和)即：电流的方向：与闭合路径方向符合右手螺旋关

3、系取正号，反之为负.如右图所示，i2为正，i1、i3为负。若沿回路L，磁场强度H处处相等，且闭和回路所包围的总电流是由通过I的N匝线圈提供，则上式可写成：HL=Ni2.磁路的欧姆定律若铁心上绕有通有电流I的N匝线圈，铁心的截面积为A，磁路的平均长度为l，材料的导磁率为μ，不计漏磁通，且各截面上的磁通密度B为均匀并垂直于各截面，则：Ф：磁通——韦伯（Wb），1韦伯=108麦克斯韦F：磁(动)势——安（A）H：磁场强度——安/米（A/m），1安/米=4π×10-3奥斯特（Oe）B：磁通密度——特拉斯（T）韦

4、伯/米2，1T=1Wb/m21T=104高斯Rm：磁阻安/韦伯（A/Wb）∧m磁阻的倒数——磁导（H）解：本题可用磁路的欧姆定律或安培环路定律解。1）用磁路的欧姆定律磁通量磁阻磁动势励磁电流2）用安培环路定律磁场强度磁动势励磁电流例1-1有一闭合的铁心磁路，铁心的截面积。磁路的平均长度L=0.3m，铁心的磁导率。套装在铁心上的励磁绕阻为500匝。试求在铁心中产生1T的磁通密度时所需的励磁磁动势和励磁电流。（参考图1-3）注：L(m)A(m2)B(Wb/m2)上式称为磁路的欧姆定律，与电路欧姆定律形式上相

5、似。注：Rm=（l/A）与电阻R（=ρl/A,ρ为电阻率）对应，两者的计算公式相似，但铁磁材料的磁导率不是常数，所以Rm不是常数。3、磁路的基尔霍夫第一定律对于有分支磁路，任意取一闭合面A，由磁通连续性的原则，穿过闭合面的磁通的代数和应为零，即该定律称为磁路的基尔霍夫第一定律对应左图4．磁路的基尔霍夫第二定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁压降的代数和。即：电机和变压器的磁路是由数段不同截面、不同材料的铁心组成，而且还可能含有气隙，在进行磁路计算时总是将磁路分成若干段，每段为同一材料。且截面积和磁

6、密处处相等，则磁场强度处处相等。由左图可见，磁路由三段组成，两段为截面积不同的铁磁材料，一段为空气隙。铁心上的励磁磁动势Ni为：该定律称为磁路的基尔霍夫第二定律分段原则：先根据材料不同分段、再根据磁通和面积（或磁密或磁场强度）不同分段三、磁路和电路的类比和区别磁路和电路的类比关系：磁路电路1．物理量磁动势磁通量磁阻磁导磁导率电动势E=IR电流I电阻R=ρl/A电导G=1/R电阻率ρ2．基本定律欧姆定律基尔霍夫第一定律基尔霍夫第二定律欧姆定律I=基尔霍夫第一定律基尔霍夫第二定律电路与磁路的区别：1、电路中

7、有电流就有功率损耗,磁路中恒定磁通下没有功率损耗。2、电流全部在导体中流动，而在磁路中没有绝对的磁绝缘体，除在铁心中的磁通外，空气中也有漏磁通。3、电阻为常数，磁阻为变量，μ是磁通密度的函数。4、对于线性电路可应用叠加原理，而当磁路不饱和（磁路线形）时可以采用叠加原理，饱和时（磁路非线形）不能采用叠加原理。综上所述分析，磁路与电路仅是数学形式上的类似，而本质是不同的。1-2常用铁磁材料及其特性为了在一定的励磁磁动势作用下能激励较强的磁场，从而使电机及变压器等装置的尺寸缩小，重量减轻，性能改善，必须增加磁

8、路的磁导率µ（因为:B=µH=µF/l）,由于铁磁物质具有高导磁性能，工程上往往利用铁磁物质：1）相同磁动势下产生尽可能高的磁密；2）使尽可能多的磁通约束在有限的范围内。所以电机和变压器的铁心用导磁率较高的铁磁材料组成。本节介绍铁磁材料特性。一、铁磁物质的磁化1、铁磁物质有几种物质，如铁、钴、镍以及他们的合金，以及锰和铬的某些合金，即使在较小的外磁场的作用下，其磁化也特别显著。这类物质称为铁磁物质，他们的磁导率都很大，超过几千。2、铁磁物质