电器原理第一章-电磁电器概论1.ppt

1、电器原理及应用,第一章 绪论,问题：要吸起一块10kg的铁块，需要多大的磁钢？,一.什么是电器？ 电器：用来自动或非自动地 通断、调节、控制、保护、检测 （电机、电路、非电过程、机械） 的用电设备。 特点：数量大、品种多。,电磁式电器：,二.典型电器介绍 电磁铁 继电器 接触器 电磁阀 断路器 电磁离合器 炭片调压器 磁放大器 传感器,第一章 绪论,继电器：,第一章 绪论,二.典型电器介绍 电磁铁 继电器 接触器 电磁阀 断路器 电磁离合器 炭片调压器 磁放大器 传感器,第一章 绪论,电磁铁+执行机构,三.电器分类 1、按电压等级分：,第一章 绪论,高压电器：额定电压3KV 低压电器：额定电压

2、1200V,自动切换电器 手动电器 低压成套开关设备,三.电器分类 2、按使用场所分：,第一章 绪论,一般工业用电器 矿山电器 船用电器 航空航天电器 等等,四.电器现状和发展 1、现状： 已达到国际电工IEC标准 2、发展趋势 智能化、电子化、组合化、模块化、标准化,第一章 绪论,五.航天航空电器 发展趋势 1、小型化、低功耗 2、高可靠性 3、固态电器 4、混合型,第一章 绪论,六.课程性质和目的 性质：电气工程及自动化专业的技术基础理论课。 目的：为电磁式电器的分析、设计、计算提供必要的理论基础和基本计算方法。,第一章 绪论,总结： 一.电器 二.典型电器介绍 三.电器分类 四.电器现状

3、和发展 五.航天航空电器,第一章 绪论, 2.1概述 电磁电器：电磁原理工作 电磁铁 磁系统分类： 1、直流磁系统 2、交流磁系统 3、极化电磁机构 4、交直流同时磁化系统,第二章 直流磁路计算,电磁铁 1、拍合式 2、吸入式 3、盘式 4、旋转式,一、直流磁系统的结构形式,1）结构共性： 线圈、导磁体（衔铁、轭）、气隙 2）运动特点 3）工作过程 线圈通电磁通电磁吸力衔铁运动 4）要解决的问题 电能机械力 电流磁通 磁通机械力 衔铁运动规律动特性,一、直流磁系统的结构形式,磁场： 1）磁感应强度 2）磁力线（磁感应线） 3）磁通（磁通管） 4）磁场强度 5）磁导率 6）磁链 7）磁通势 8）

4、磁位和磁位差,二、 磁场的基础概念,磁场：电流产生磁场 1)、磁感应强度 （磁通密度）B： 衡量磁场中各点磁力的大小和方向 单位：T 特斯拉 2)、磁力线（磁感应线）,磁场,特点： 1、闭合曲线 2、与电流交链,3)、磁通量（磁通）： 穿过某一面积的总磁力线数。,单位：Wb（韦伯） 磁通管：假想的管子，管壁处的线与磁密一致。,特点： 1、闭合曲线 2、与电流交链,磁场,4)、磁场强度H： 宏观电流在真空中产生的磁场的强度 单位：A/m，安/米 5)、磁导率,单位：H/m，亨/米 6）、磁链： =W 7）、磁通势（磁势）F： 全电流数 F=WI （安匝）,磁场,8）、磁位和磁位差：,等磁位面：,

5、与磁力线正交,磁场,9）、高斯定理（磁通连续性原理） 磁场中通过任意闭合曲面的磁通量必为零。,磁通处处连续,磁场,10）、安培环路定律（全电流定律） 磁场中沿任一闭合路径上磁场强度的线积分，等于穿过该闭合路径内的导体电流的代数和。,磁场,11)、电磁感应定律（楞次定律） 任一线圈中所匝链的磁通发生变化时，线圈中便产生感应电势， 此感应电势的大小等于磁链对时间的变化率， 方向总是企图产生感应电流来阻止线圈中磁链的变化。,磁场,12)、电磁力定律 磁场中的载流导体要受到磁场的作用力,磁场,2-2 磁系统的磁通分布规律,一、磁系统的磁通分布 1、力线与线圈总是互链 2、力线充满整个空间 3、力线在气

6、隙处发生扩散 4、力线形状是逐渐变化的 5、力线不相交,问题：什么是磁路？,磁化特性,二、磁极间磁力线的形状与规律 1、平面间 2、互成角度 3、尖角处 4、凹入部分 5、表面形状转折处,2-2 磁系统的磁通分布规律,一、磁路参数 1、磁通 2、磁压 3、磁阻 4、磁导 5、磁势,2-3 磁路的基本定律,磁通（或磁力线）所经过的闭合回路。,磁路参数,整个磁场由许许多多的磁路并联而成,磁路参数一、磁阻、磁导和磁压降,：磁阻系数。,磁压降：磁阻两端的磁位差。,磁路欧姆定律：,问题：截面不相等,二、等值磁路图,磁路和电路在这里有所不同，在磁路中，构成磁路的各个部分的材料和截面会有所不同，这样在分析时

7、，我们要将磁路进行分段，每段有相同的材料和截面，即B和要相同。,简单磁路,复杂磁路,问题：漏磁呢？,四、磁路的基尔霍夫第二定律,三、磁路的基尔霍夫第一定律,1、磁路欧姆定律 2、磁路的基尔霍夫第一定律,* 磁路的基本定律,3、磁路的基尔霍夫第二定律,五、磁路与电路的比较,2-3 磁路的基本定律,2-4 磁性材料,磁性材料 非磁性材料,特性、主要参数 一、磁化曲线,磁化曲线 磁感应强度随磁场强度变化的关系曲线,1、起始磁化曲线,由完全去磁状态磁化所得 b: bc: 磁导率 微分磁导率d,非线性,饱和性,饱和磁感应强度Bs 磁导率,2、磁滞回线,极限磁滞回线 剩磁Br 矫顽力Hc 矩形系数Br / Bs,磁滞损耗 硬磁材料 软磁材料,3、基本磁化曲线,磁滞性：和历史有关,二、影响B-H曲线的主要因素,1、材料本身性能 2、热处理工艺 3、磁化电流 4、动态