车用驱动电机原理与控制基础-课件-第2章-磁场与磁路

车用驱动电机原理与控制基础第2章磁场与磁路22.1磁场的产生和度量2.1.1磁场及其度量1.基本磁现象、磁感应强度、磁感线

32.1.1磁场及其度量2.磁通量、高斯定理

图2-2

通过任意曲面的磁通量42.1.2电流的磁效应1.毕奥-萨伐尔定律图2-3

电流元产生的磁场(毕奥-萨伐尔定律)

52.1.2电流的磁效应2.真空中磁场的安培环路定理

图2-4闭合曲线包围载流直长导线62.1.2电流的磁效应2.真空中磁场的安培环路定理

图2-5无限长螺线管72.1.3（电）磁力1.洛伦兹力；2.安培力图2-6

带电粒子在磁场中受力

图2-7

载流导线在磁场中受力82.2电磁感应2.2.1法拉第电磁感应定律/楞次定律

92.2电磁感应2.2.2动生电动势

图2-9

动生电动势102.2电磁感应2.2.3感生电动势

112.2电磁感应2.2.3感生电动势

122.3磁介质2.3.1磁介质磁化强度

132.3磁介质2.3.2磁介质中的安培环路定理

图2-2安培环路定理142.3磁介质2.3.3铁磁材料、硬（永）磁材料

图2-14磁滞回线

152.3磁介质2.3.3铁磁材料、硬（永）磁材料图2-15不同铁磁性物质的磁滞回线a）软磁材料b）硬磁材料c）矩磁铁氧体材料

162.3磁介质2.3.4磁场的储能

图2-16电缆中的磁能172.4磁路、磁路基本定律2.4.1磁路的基本定律1.磁路的概念、磁动势

图2-17变压器的磁路182.4.1磁路的基本定律2.磁路的欧姆定律图2-18无分支铁芯磁路

192.4.1磁路的基本定律3.磁路的欧姆定律

202.4.2磁路的并联和串联1.磁路的基尔霍夫定律

212.4.2磁路的并联和串联2.简单串联磁路

222.4.2磁路的并联和串联3.简单并联磁路

232.5典型直流磁路2.5.1双线圈励磁、磁链1.仅有线圈𝑨励磁的情况、自感图2-23双线圈励磁的铁芯及其等效电路图

242.5典型直流磁路2.5.1双线圈励磁、磁链1.仅有线圈𝑨励磁的情况、自感

252.5.1双线圈励磁、磁链2.线圈𝑨和线圈𝑩同时励磁的情况、互感

262.5.1双线圈励磁、磁链2.线圈𝑨和线圈𝑩同时励磁的情况、互感

272.5.2永磁磁路的计算特点1.永磁磁路及其特点图2-24

开有气隙的永磁磁路

282.5.2永磁磁路的计算特点1.永磁磁路及其特点图2-25永磁体的退磁曲线

292.5.2永磁磁路的计算特点2.工作点的图解法图2-26永磁体工作点的确定由于永磁体的退磁曲线不一定是直线，另外，磁路中还可能含有非线性的铁芯段，所以这是一个非线性问题，因此用图解法来求解比较方便。图解法的步骤为：

302.5.2永磁磁路的计算特点3.永磁体最小体积的确定

312.6典型交流磁路—单相变压器2.6.1正弦（时间变）量的相量表示图2-27复数及相量图2-28相量图、相量的超前与滞后

322.6典型交流磁路—单相变压器2.6.1正弦（时间变）量的相量表示本书区别相量和向量二者的联系是数学上都可以用复数表示，并都可以与二维复平面上的矢量对应，并满足相应的复数运算法则；二者的主要区别是相量仅仅表示以时间为自变量的正弦交流量，而向量还可以表示以空间坐标为自变量的空间（旋转）矢量。向量统一用加黑斜体表示，以区别于相量。此外，要注意区分最大值相量和有效值相量表示的差异，本书不特别说明，所指的相量均为最大值相量。332.6典型交流磁路—单相变压器2.6.2单相交流电路中的有功功率和功率因数

图2-29

功率三角形342.6.3交流磁路的特点、变压器原理1.交流磁路的特点;2.变压器磁路及其工作原理交流磁路的励磁电流是交流，为把交、直流激励区分，本书中对交流励磁电流以后称为激磁电流。交流磁路中的磁动势及其所激励的磁通均随时间而交变，但每一瞬间仍和直流磁路一样，遵循磁路的基本定律。就瞬时值而言，通常情况下，可以使用与直流磁路相同的基本磁化曲线。交变磁通除了会引起铁芯损耗之外，还有以下几个效应：1）磁通量随时间交变，必然会在激磁线圈内产生感应（反）电动势；2）激磁电流与铁芯中的主磁通之间存在一定的相位差，因此激磁电流中除磁化电流外，还有与铁芯损耗相对应的铁耗电流；3）磁路的非线性会导致激磁电流、磁通和电动势的波形产生畸变。本章以单相变压器为例介绍变压器运行时的物理过程，其中电势及磁势平衡方程式、相量图最为重要。并要注意它们是同一内容的不同表示方式，是相辅相成的。变压器是典型的交流磁路,变压器就是以磁场为媒介，利用电磁感应原理将绕组1中的电能传递给绕组2的一种静止的电能转换器。绕组1吸收电能，被称为一次绕组，有关一次绕组的各量均以下标“1”来表示。绕组2输出电能，被称为二次绕组，有关二次绕组的各量均以下标“2”来表示。352.6.4变压器空载运行1.电势平衡方程式

362.6.4变压器空载运行2.主磁通的感应电势

372.6.4变压器空载运行3.漏磁通的感应电势和电势平衡

382.6.4变压器空载运行4.变压器的空载相量图图2-32变压器的空载磁化电流相量图2-33考虑铁芯损耗后变压器的激磁电流

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