磁路与铁芯线圈(电磁铁)

1、9.1铁磁物质9.2磁路和磁路定律9.3简单DC磁路的计算9.4交流铁芯线圈和等效电路9.5电磁铁，第9章磁路和铁芯线圈，9.1铁磁物质，目的和要求，掌握铁磁物质及其分类，重点和难点，重点3360磁化曲线难点3360磁化曲线，磁化：铁磁物质在外磁场的作用下会产生与外磁场方向相同的磁场。图9.1铁磁物质的磁化强度，9.1.1铁磁物质的磁化强度，磁化曲线：铁磁物质的磁感应强度B与外磁场的磁场强度H之间的关系曲线，故也称B-H曲线。图9.2 B-H曲线测量电路，9.1.2磁化曲线(I) ，图9.3初始磁化曲线，9.1.2磁化曲线(ii)，(1) OP段(2) PQ段(3) QR段(4)r点后，9.1

2、.2磁化曲线(iii) 2。磁滞回线，图9.5软磁材料和硬磁材料的磁滞回线，9.1.3铁磁材料的分类(一)，图9.6几种常用铁磁材料的基本磁化曲线，9.1.3铁磁材料的分类(二)，教学方法，结合实践解释本节，思考问题，1。为什么铁磁材料具有高磁导率能量？2.制造电喇叭时应使用永磁体，制造变压器时应使用铁芯。它们在铁磁材料上有什么不同？3.基本磁化曲线是什么？初始磁化曲线是什么？4.铁磁材料的不是常数。初始磁化曲线中的最大值在哪里？9.2磁路及其定律，目标和要求，掌握基尔霍夫磁路定律，欧姆磁路定律，重点和难点，基尔霍夫磁路定律，欧姆磁路定律，图9.7电机和单相变压器磁路，9.2.1磁路(一)，图

3、9.8主磁通，漏磁通和边缘效应，9.2.1磁路(二)，9.2.2磁路定律(一)，1。基尔霍夫第一磁路定律，图9.9磁路示意图，9.2.2磁路定律(二)。对于图9.9所示的ABCDA电路，我们可以得到9.2.2磁路定律(三)，2。磁路通过比较解释这一部分，并思考问题。1.我知道线圈电感l=/I=n/I，试着用磁路欧姆定律证明L=N2S/l，并解释如果线圈尺寸、形状和匝数相同，哪个电感更大。2.为什么空芯线圈的电感是常数，而芯线圈的电感不是常数？当铁芯线圈未饱和或饱和时，哪个电感更大？9.3简单DC磁路的计算，目的和要求，掌握恒定磁通磁路的计算，重点和难点，重点：恒定磁通磁路的计算难点：恒定磁通磁

4、路的计算，第一个是先给出磁通，然后根据给定的磁通、磁路尺寸和材料计算磁动势，也就是用已知的计算NI；另一种方法是在给定NI的情况下，在任何地方找到磁通量，也就是说，用已知的NI找到。本节只讨论第一种情况。在计算中，一般应采取以下步骤： (1)根据不同的材料和截面分割磁路，并将相同的材料和截面计为一个截面。 (2)根据磁路尺寸计算每个部分的横截面积s和平均长度l。9.3简单DC磁路的计算(1)，图9.11气隙有效面积的计算(a)矩形截面；(b)圆形截面，9.3简单DC磁路的计算(2)，(3)根据已知磁通量计算每个磁路的磁感应强度b=/s。 (4)根据各段的磁感应强度计算磁场强度，并查找铁磁材料的

5、基本磁化曲线(如图9.6所示)。可以使用以下公式计算气隙：9.3计算简单DC磁路(3)，9.3计算简单DC磁路(4)，和(5) H1l1，H2l2。 (6)根据基尔霍夫磁路第二定律计算出所需的磁动势。已知磁路如图9.12所示。上部由硅钢片制成，下部由铸钢制成。当在这个磁路中获得磁通量=2.010-3 WB时，所需的磁动势是多少？如果线圈的匝数是1000匝，励磁电流是多少？的解决方案(1)磁路根据不同的部分和材料分为三个部分l1、l2、l3和L3。，实施例9.1 (I)，9.1 (II)和(2)根据已知磁路尺寸计算33，360，图9.12，图9.1，实施例9.1 (III)和(3)，以及实施例9

6、.1 (IV)和(4)从图9.6所示的硅钢片和铸钢的基本磁化曲线获得。激励电流是，实施例9.1 (6)，教学方法，比较方法，思考问题，1。有两个相同材料的磁芯(磁路没有气隙)，线圈的匝数相同，施加相同的电流，磁路的平均长度l1=l2，横截面为S1 S2。尝试用基尔霍夫磁路定律分析B1和B2、 1和 2的大小。2.磁路如图9所示。13.图中各部分的横截面积不同。试列出磁动势和磁电势差的平衡方程。图9.13，图2，9.4交流铁心线圈及其等效电路，目的和要求，了解交流铁心线圈及其等效电路，重点和难点，重点：交流铁心线圈及其等效电路难点：交流铁心线圈等效电路，图9.14交流铁心线圈电磁量参考方向，9.

7、4.1电压、电流和磁通(一)，1。电压为正弦量，如果 (t)= msin t，则有，9.4.1电压、电流和磁通量(2)，图9.15 B-H曲线和-I曲线，图9.4.1电压、电流和磁通量(3)，图9.16电流I波形的解，图9.4.1电压、电流和磁通量图9.18 i为的正弦量波形，图9.4.1电压、电流和磁通量()，2。电流为正弦量，铁芯的磁滞损耗PZ和涡流损耗PW可分别由下式计算：9.4.2磁滞和涡流的影响，9.4.3考虑磁饱和、磁滞和涡流影响的交流等效电路。1.不考虑线圈电阻和漏磁通，图9.20，图9.19的相量图，图9.21的串联等效模型，以及交流铁芯线圈(2)的等效电路。将一个N=100匝

8、的铁芯线圈连接到电压Us=220V伏的正弦电源上，测量线圈的电流I=4A，功率P=100瓦。不管线圈电阻和漏磁通，试着找出铁芯线圈的主磁通 m，串联电路模型的Z0和并联电路模型的Y0。例9。2 (1)，实施例9。2 (2)中，解是由us=4.44fn m，9.4.3交流铁心线圈的等效电路(3)得到的，2。考虑线圈电阻和漏磁通，在例9.2中，如果线圈电阻为1 ，漏磁抗xs=2 ，试着找出主磁通产生的感应电动势e。，图9.22 (a)交流铁芯线圈模型矢量图；平行模式；(c)系列模型，示例9。3 (1)，原始激励阻抗为Z0=6.245 j54.64，根据图9.22(c)，考虑R=1和Xs=2后的激励

9、阻抗为例9。3 (2)和实施例9。3 (3) 1。首先将空芯线圈连接到DC电源和交流电源，然后将铁芯插入该线圈。如果交流电压和DC电压相等，分析这种情况下通过线圈的电流和功率，并解释原因。2.将核心线圈连接到DC电源。当下列情况发生时，铁芯中的电流和磁通量会发生什么变化？(1)核心截面增加，其他条件保持不变；(2)随着线圈匝数的增加，线圈电阻等条件保持不变；(3)电源电压降低，其他条件保持不变。3.将铁芯线圈连接至交流电源。当上述情况发生时，铁芯中的电流和磁通量将如何变化？4.为什么变压器的铁芯是由硅钢片制成的？你能用一整块铁吗？5.变压器修理后，铁芯上会出现一个大的气隙。这如何影响磁芯的工作

10、磁通量和空载电流？思考问题(2)，9.5电磁铁，目的和要求，理解交流和DC电磁铁及其区别，重点和难点，交流和DC电磁铁的重点和区别，9.5.1 DC电磁铁，图9.24电磁铁的几种结构形式(一)马蹄形；卡扣式；线圈类型，如图9.25所示，DC电磁铁。众所周知，线圈匝数是4000匝。铁芯和电枢由铸钢制成。由于漏磁，电枢中的磁通量仅为铁芯中磁通量的90%。如果电枢处于图示位置，铁芯中的磁感应强度为1.6T。试着找出线圈中的电流和电磁引力。，图9.25，图9。4，图9.4 (1)，图9.6，当铁芯中的磁感应强度为B=1.6T时，磁场强度h1=5300a/m。铁芯、气隙和电枢中的磁通量，当不考虑气隙的边缘效应时，气隙和电枢中的磁感应强度如例9所示。4 (2)，电枢中的磁场强度为H2=3500安/米，如图9所示。6.气隙中的磁场强度是，线圈电流是，电磁铁的吸力和线圈的磁势。例9。4 (3)，交流电磁铁由交流励磁，气隙中的磁感应强度为，电磁铁的吸力为，9.5.2交流电磁铁(一)，图9.26交流电磁铁的吸力变化曲线，9.5.2交流电磁铁(二)，图9。表9.1电磁铁与交流电磁铁的比较，9.5.3交流电磁铁的特点，教学方法，结合实践讲解本节，思考试题(1)，1。如何根据电磁铁的结构判断是DC电磁铁还是交流电磁铁？2.如果交流电磁铁错误地连接到相同电压的DC电源，会发生什么？为