第9章磁路与铁心线圈.ppt

1、1，9章磁路和铁元素心线圈，9.1磁场的基本物理量和铁磁性物质9.2磁路和磁路定律9.3定磁通，磁路的校正计算9.4交流铁元素心线圈，2，9.1磁场的基本物理量和铁磁性物质，9.1.1磁场的基本物理量，1 .磁感应强度表示磁场内某一点的磁场强弱和方向的物理的那个方向是如果磁场内各点的磁感应强度大小相等、方向相同，则将这种磁场称为均匀磁场。 在国际单位制(SI )中，磁感应强度的单位为特斯拉(t )，常用单位为高斯(Gs )，1T=104 Gs，3，2 .在磁通磁感应强度(如果不是均匀磁场则取b的平均值)和与磁场垂直的国际单位制中，磁通的单位为web星空卫视(Wb )。 1T，也就是网络星空卫视

2、的每平方米(Wb/m2 )。 4、3 .磁场强度、磁场强度这一物理量，磁场强度仅由产生磁场的电流决定，与磁介质的性质无关。 H=B/磁场强度的单位为每米(Am )，工程上通常以每厘米(Acm )为单位。 磁导率为测量物质导磁性能的物理量，磁导率的国际单位制单位为亨/米(H/m )。 将5、真空磁导率0、任一物质的磁导率与真空磁导率0的比称为该物质的相对磁导率r。 6、安培环路定律内容是，在任意的磁性介质中，沿着磁场强度h的任意的闭合曲线l的曲线积分与通过由该闭合环路包围的面积的电流的代数和相等，式Hdl=I，Hdl是沿着磁场强度h的任意的闭合曲线l的曲线积分。 I是通过这个闭合曲线包围的面积的

3、电流的代数和。 求I时，电流方向和闭合曲线的圆周方向之间符合右手螺旋规律的电流为正，相反为负。 7、如环形线圈那样，将磁通作为闭环，将其方向作为环的环绕方向。 线圈内部半径x各点的磁感应强度，将式中的线圈匝数与电流的积NI称为磁通势，用文字f表示，单位为安培a，如果有F=NI，即，8，9.1.2铁磁性物质的磁化，具有磁性物质被磁化的特性的是磁性物质，在磁性物质的内部如果没有外部磁场的作用，则各磁区的排列紊乱，磁场相抵消，外部不显示磁性，磁区通过外部磁场向外部磁场的方向转向，显示磁性。 9、1 .初始磁化曲线中，磁性物质由磁化产生的磁化磁场不会随着外部磁场的增强而无限增强。 外部磁场增大到一定值

4、后，全磁区的磁场方向转向为与外部磁场的方向一致，此时磁化磁场的磁感应强度达到饱和值Bm。 10、2 .磁滞回线在铁心线圈中流过交变电流时，铁心受到交变磁化。 电流反复变化时，磁感应强度b根据磁场强度h而变化的关系。 当h降到零值时，b不改变零值，这种磁感应强度比磁场强度变化慢的性质称为磁性物质的磁迟滞现象性。 为了喵了个咪铁元素中心的剩馀磁通，通常改变线圈中的励磁电流的方向、即磁场强度h的方向进行反转磁化，将Hc称为保磁场力。 11、3 .基本磁化曲线对于不同的h值，铁磁性物质具有不同的磁滞回线，分别连接不同h下的磁滞回线正顶点的曲线称为基本磁化曲线。 铁磁性材料具有高导磁性、饱和性、剩馀磁性

5、和迟滞现象性，12、根据磁性物质的磁特性，铁磁性材料又称为软磁材料：硬磁材料，具有小的保磁场力，磁滞回线狭小。 一般用于制造电机、电器、电压互感器等的铁元素心。 常用铸铁元素、硅钢、坡莫合金、镍锌铁氧体等。 镍锌铁氧体也广泛应用于电子技术，可以制造计算机的磁芯、磁鼓和录音机的录音带、磁头。13、硬磁性材料：具有较大的保磁场力，磁滞回线宽。 一般用于永久吸铁石的制造。 碳钢和铁元素镍铝钴合金等经常使用。 力矩磁性材料：具有较小的保磁场力和较大的剩馀磁性，磁滞回线接近矩形，稳定性也良好。 校正功能和操纵系统能用作记忆单元、开关元件和逻辑元件。 常用的有镁锰镍锌铁氧体和1J51型铁镍合金等。14、9

6、.2磁路及磁路的规律、9.2.1磁路、电机、电压互感器及各种强磁性元件常用的磁性材料构成一定形状的铁元素心，由于铁元素心的磁导率远大于周围空气或其他物质的磁导率，磁通的大部分穿过铁元素心形成封闭通路，这部分称作主磁通。 通过铁元素心形成的封闭通路叫做磁路。 15、磁通通过磁路周围的物质是封闭的，但是一部分磁通不通过磁路而是封闭的。 把这些个统称为漏磁通。16、磁路特点，铁元素心磁场在限定区域内比周围空气中的磁场强得多，以小电流获得强磁场的主磁通远大于漏磁通，前页、前页、回车、17、空心线圈磁场分布、铁元素心线圈磁场分布、前页、前页、回车、后页转到全闭铁元素芯线圈磁场分布、下一页、前页、返回、1

7、9、9.2.3磁路的基尔霍夫的第二定律，表示在磁路的任何一个电路中各级的水势差的代数和等于各个水势的代数和。 20、应用磁路基尔霍夫的第二定律时，选择环绕方向，当某磁场强度的基准方向与环绕方向一致时，该级的磁相位差取正负符号，相反取负符号的励磁电流的基准方向和环绕方向与右手螺旋关系一致时，其磁通势取正负符号。 在选择中心线的方向与铁元素心磁场方向一致时，各磁路的中心线的磁相位差Um等于其磁场强度与长度的积，即Um=Hl，如果选择中心线的方向与磁场方向相反，则为Um=-Hl。 设Hl=NI、21、一段磁路的长度为l、截面积为s、材料的磁导率为9.2.4磁路的欧姆定律，磁敏电阻的单位为1/亨(1/

8、H )。22、9.3稳态磁通、磁路修正、磁路修正的问题分为已知磁路的磁通和构造、尺寸、材料、修正运算所需的磁通电势，另一个分为已知磁路的磁通电势和构造、尺寸、材料两种，修正磁路中的磁通。 已知23、9.3.1磁通求出磁通势，(1)将磁路用材料、截面积分隔，将材料相同、截面积相等的部分作为一段。 (2)制作磁路的中心线，修正各段磁路的截面积和平均长度。 (24 )可对各段的磁感应强度进行校正，分别用以下各项进行校正。 B1=S1，B2=S2 (4)根据各级磁路材料的磁化曲线B=f (H )，确定与B1、B2对应的磁场强度H1， 在检测出H2空气隙磁场强度h0=b00=b0410-70.8100、

9、磁通势求出磁通的情况下，已知对于没有分支的均匀的磁路，校正运算不复杂，如果有分支磁路，则校正运算复杂，详细的校正运算是关联的、26、9.4交流铁元素芯线圈、铁元素芯线圈分为直流铁元素芯线圈和交流铁元素芯线圈两种，由直流铁元素芯线圈直流励磁，励磁电流为直流，因此产生的磁通恒定，线圈不感应电动势。 在恒定的电压下，线圈中的电流与线圈自身的电阻r仅有关，并且功率损耗仅有I2r。 交流铁元素芯线圈中流过交流电流进行励磁，在电磁关系、电压电流关系及电力损失等几个方面与直流铁元素芯线圈不同。27、9.4.1交流铁元素心线圈的电流、电压及磁通、电源电压u分线圈电阻上的电压ur=ri、漏磁通引起的漏磁通感应电

10、压us和线圈感应电压e。 前两个部分数值小，可以忽略。电压的有效值在电源频率和线圈匝数恒定时，铁元素中心的主磁通与线圈电压成比例。29、9.4.2迟滞现象损耗和涡流损耗、交流铁元素芯线圈中，除线圈电阻功率损耗I2r (铜损耗Pcu )外，还有处于交变磁化下的铁元素芯的功率损耗，即铁损耗PFe。 铁损耗是由迟滞现象和涡流产生的。 30、铁损耗、涡流产生的铁损耗称为涡流损耗Pe。 线圈有交流时，铁元素心产生的磁通也交替。 因此，不仅在线圈中产生感生电动势，在铁元素心内也产生感生电动势和感应电流，将该感应电流称为涡电流。 涡流损耗也引起铁元素芯的发热，为了减小涡流损耗，可以沿着磁场方向用相互绝缘的钢板层叠铁元素芯。 基于迟滞现象的铁损耗称为磁滞损耗PF。 在交变磁化的一周内，在铁元素心的每单位体积产生的迟滞现象损失能量与被磁滞回线包围的面积成比例。 磁滞损耗引起铁元素心的发热，为了减小磁滞损耗，采用磁滞回线狭窄的软磁材料制造铁元素心。31、9.4.3