02磁路--电机学课件--汤蕴璆主编(第三版)

磁路 Magnetic Circuit,电气工程学院韩力,电机学第一章,2009,2,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，第一章 磁路,1.1 磁路的基本定律 1.2常用的铁磁材料及其特性 1.3 磁路的计算 重点与难点：饱和问题（非线性问题）,3,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，1.1 磁路的基本定律 Basic Laws of Magnetic Circuit,磁路的概念 电磁基本定律 安培环路定律 电磁感应定律 电磁力定律 磁路基本定律 磁路的欧姆定律 磁路的基尔霍夫第一定律 磁路的基尔霍夫第二定律,4,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路的概念 Concepts of Magnetic Circuit,磁路：磁通所通过的路径。 电路：电流所通过的路径。,对偶,直流磁路 交流磁路,5,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路的概念 Concepts of Magnetic Circuit,6,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路的概念 Concepts of Magnetic Circuit,变压器的磁路,2极直流电机的磁路,7,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，主磁通与漏磁通 Main Flux & Leakage Flux,8,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，安培环路定律(Amperes Law) 或：全电流定律,电磁基本定律 Basic Laws of Electromagnetism,=-i1+i2-i3,9,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，电磁感应定律 (Law of Electromagnetic Induction),电磁基本定律 Basic Laws of Electromagnetism,10,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，电磁力定律 (Law of Electromagnetic Force),电磁基本定律 Basic Laws of Electromagnetism,11,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路欧姆定律 (Ohms Law),磁路基本定律 Basic Laws of Magnetic Circuit,磁路欧姆定律：,电动势：Electromotive Force，e.m.f. 磁动势：Magnetomotive Force，m.m.f. 磁 阻：Reluctivity,12,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路的基尔霍夫第一定律 Kirchhoff First Law,13,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路的基尔霍夫第二定律 Kirchhoff Second Law,举例：,14,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路的基尔霍夫第二定律 Kirchhoff Second Law,定律背景：磁路计算时，总是把整个磁路分成若干段，每段为同一材料、相同截面积，且段内磁通密度处处相等，从而磁场强度亦处处相等。 定律内容：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。,15,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁路与电路的对比,16,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，1.2常用的铁磁材料及其特性,电机的常用材料 铁磁物质的磁化 磁化曲线与磁滞回线 铁磁材料 铁心损耗,17,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，导电材料(Electric Materials) 引导电流的电路，要求电导率大 导磁材料(Magnetic Materials) 引导磁通的磁路，要求磁导率大 绝缘材料(Insulating Materials) 阻止电流流通，要求介电强度高、耐热性能好 结构材料(Mechanical Materials) 支撑和连接，要求机械强度高,电机常用的四大类材料,18,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，铁磁物质的磁化(Magnetization),磁畴(Domain) 磁化过程,铁磁物质的导磁性 磁导率：反映铁磁物质导磁能力的参数。 =B/H (H/m, T, A/m) 0=410-7 H/m Fe=(2000 6000)0,铁、镍、钴及其合金,19,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，B,H,图1-7 铁磁材料的起始磁化曲线,a,b,c,d,O,膝点,饱和,20,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，磁化曲线 Magnetization Curve,随着电流增加： H会增加， 饱和程度增加， Fe减小； Rm增大； 导磁性能降低。,21,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，图1-8 铁磁材料的磁滞回线,H,B,a,b,c,d,e,f,演示： 磁滋回线 基本磁化曲线,22,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，相关重要概念,磁化：铁磁材料在外磁场的作用下，呈现出很强的磁性。 剩磁：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍保留的磁通密度。 矫顽力：为使B值减小到零，必须加上的反向磁场强度。 磁滞：铁磁材料中磁通密度B的变化滞后于磁场强度H变化的现象。它是铁磁材料的另一个特性。 磁滞回线：呈现磁滞现象的B-H闭合回线。 基本磁化曲线：对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线。,1种材料：铁磁材料 2种现象：磁化、磁滞 2个参数：剩磁、矫顽力 3根曲线：磁滞回线、起始磁化曲线、 基本磁化曲线,23,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，软磁材料的磁滞回线,硬磁材料的磁滞回线,铁磁材料 Ferromagnetic Materials,铸铁、铸钢 硅钢片,永磁材料,24,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，常见的硬磁（永磁）材料,铁 氧 体,铝 镍 钴,稀 土 钴,钕 铁 硼,25,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，常见的硬磁（永磁）材料,三种常用永磁材料的性能比较,Ferrite：铁氧体 Alnico ：铝镍钴 NdFeB ：钕铁硼,26,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，常见的硬磁（永磁）材料,我国钕铁硼永磁产量的2/3用于出口，在国内销售的1/3中，目前用于电机的比例很低，而高性能稀土永磁电机却随着计算机、飞机、数控机床等产品大量返销进口。,27,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，铁心损耗,铁心损耗磁滞损耗涡流损耗 磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，磁畴之间不停地相互摩擦，消耗能量，造成的损耗。 涡流损耗：涡流在铁心中引起的损耗。,问题：何时会产生铁心损耗？,28,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，铁心损耗 Iron Losses,磁滞损耗：,涡流损耗：,铁心损耗：,29,电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院 韩力，1.3 磁路的计算,磁通(磁密) 材料特性,磁动势F,磁路计算,磁动势F 材料特