磁路的基本原理ppt课件

第1章磁路,1.1磁场的基本物理量,1.2物质的磁性能,1.3磁路的基本定律,1.4铁心线圈电路,第1章磁路,1.1磁场的基本物理量,1.2物质的磁性能,1.3磁路的基本定律,1.4铁心线圈电路,返回主页,电机与拖动,1.1磁场的基本物理量,1.磁通单位：Wb2.磁感应强度B单位：T在均匀磁场中：,3.磁场强度H单位：A/m,Wb/m2,磁通密度,电流,用磁感线描述,磁场,第1章磁路,0=4107H/m,H与B的区别,HI，与介质的性质无关。B与电流的大小和介质的性质均有关。4.磁导率,单位：H/m真空中的磁导率:,1.1磁场的基本物理量,1.2物质的磁性能,按磁导率分类：非磁性物质、磁性物质。非磁性物质0(1)顺磁物质（如空气）：略大于0。(2)反磁物质（如铜）：略小于0。1.高导磁性,第1章磁路,铸钢：10000硅钢片：(60007000)0玻莫合金：比0大几万倍。,磁性物质内部存在着很多很小的“磁畴”。,磁畴（磁化前）,磁畴（磁化后）,磁性物质的高导磁性被广泛应用于变压器和电机中。,1.2物质的磁性能,起始磁化曲线,2.磁饱和性,B=H（常数）磁化曲线,磁化曲线,1.2物质的磁性能,3.磁滞性,剩磁,矫顽磁力,磁滞回线,基本磁化曲线,1.2物质的磁性能,(1)硬磁物质BH曲线宽，Br大、Hc大。用于制造永磁铁。(2)软磁物质BH曲线窄，Br小、Hc小。用于制造变压器、电机等电器的铁心。(3)矩磁物质BH曲线形状接近矩形，Br大、Hc小。用于计算机中，作记忆单元。,按磁滞回线的不同，磁性物质可分为,1.2物质的磁性能,1.3磁路的基本定律,u,主磁通,漏磁通,磁路,第1章磁路,1.磁路欧姆定律,全电流定律:,Hdl=I,铁心中：,气隙中：,左边=Hdl,=Hdl,=HclcH0l0,1.3磁路的基本定律,磁阻:,=(RmcRm0)=Rm,Rm=Rmc+Rm0,右边=I=NI,=F,因此Rm=F,磁路欧姆定律,磁通势,1.3磁路的基本定律,NI一定时，因Rm0的存在，使大大减小；若要保持一定，则需增大磁通势F。,2.磁路基尔霍夫第一定律,312=0任一闭合面：=03.磁路基尔霍夫第二定律F1F2=Hdl=Hdl,=H1l1H2l2,磁位差UmUm=HlUm=F,1.3磁路的基本定律,【例1.3.1】图示磁路是由两块铸钢铁心及它们之间的一段空气隙构成。各部分尺寸为：l0/2=0.5cm，l1=30cm，l2=12cm，A0=A1=10cm2，A2=8cm2。线圈中的电流为直流电流。今要求在空气隙处的磁感应强度达到B0=1T，问需要多大的磁通势？,解：(1)磁路中的磁通=B0A0=10.001Wb=0.001Wb(2)各段磁路的磁感应强度B0=1T,1.3磁路的基本定律,(3)各段磁路的磁场强度,由磁化曲线查得：H1=9.2A/cmH2=14A/cm,=796000A/m=7960A/cm,1.3磁路的基本定律,(4)各段磁路的磁位差,Um0=H0l0=79601A=7960AUm1=H1l1=9.230A=276AUm2=H2l2=1412A=168A(5)磁通势F=Um0Um2Um2=(7960276168)A=8404A,1.3磁路的基本定律,【例1.3.2】图示磁路由硅钢制成。磁通势F1=N1I1=F2=N2I2，线圈的绕向及各量的方向如图所示。磁路左右对称，具体尺寸为：A1=A2=8cm2，l1=l2=30cm，A3=20cm2，l3=10cm。若已知3=0.002Wb，问两个线圈的磁通势各是多少？,解：由磁路基尔霍夫定律可得321=0Um1Um3=F1Um2Um3=F2已知：F1=F2，l1=l2可得：Um1=Um2,1.3磁路的基本定律,即H1l1=H2l2H1=H2因此B1=B21=2由于,=0.001Wb,所以,1.3磁路的基本定律,由磁化曲线查得：H1=6.5A/mH3=3A/m最后求得F1=F2=Um1Um3=H1l1H3l3=(6.530310)A=225A,1.3磁路的基本定律,1.4铁心线圈电路,1.直流铁心线圈电路,励磁U,INI,线圈的功率：P=RI2,电压与电流的关系:,第1章磁路,2.交流铁心线圈电路,(1)电磁关系励磁：u,u,iNie,e,u=Riee的磁路为非线性磁路。设=msint则e=Nmcost=Emsin(t90o),1.4铁心线圈电路,E=4.44fNm,的磁路为线性磁路。漏电感：,漏电抗：,X=L=2fL,漏磁电动势：,u=uRee,漏阻抗,1.4铁心线圈电路,忽略漏阻抗，有,则,当,U、f一定时，,m基本不变。,(2)功率关系有功功率:P=UIcos=PCu+PFe,铜损耗,铁损耗,=RI2+(Ph+Pe),磁滞损耗,涡流损耗,1.4铁心线圈电路,(1)磁滞损耗Ph,(2)涡流损耗Pe,铜损耗使线圈发热，铁损耗使铁心发热。减小铁损耗的方法：使用软磁材料减小Ph。增大铁心的电阻率，减小涡流及其损耗。用很薄的硅钢片叠成铁心，减小涡流及其损耗。,涡流损耗,(a),(b),1.4铁心线圈电路,0.35mm0.30mm0.27mm0.22mm,Ph=VfHdB,磁滞损耗系数,磁场交变的频率,磁感应强度最大值,铁心的体积,磁滞回线的面积,电工钢片:=1.62.3涡流损