脑卒中的护理要点

电机学主编辜承林陈乔夫熊永前说明几点•《电机学》是非常重要的专业基础课，是必修课。共64学时，其中讲课48学时，实验16学时。•使用教材:辜承林主编《电机学》第三版，华中科技大学出版社出版。•建议参考书:1.王正茂主编《电机学》.西安交通大学出版社。2.马宏忠主编《电机学》.高教出版社。3.陈世元主编《电机学》.中国电力出版社。4.李发海主编《电机学》.科学出版社。建议参考习题册1.《电机学习题解答》.熊永前主编.华中科技大学出版社。2.《新编电机学题解》.孙克军主编.华中科技大学出版社。3.《电机学实例解析》.龚世缨主编.华中科技大学出版社。4.《电机学习题与题解》.孙旭东主编.科技出版社。学习方法1.上课注意听讲；2.认真完成作业；3.认真完成每一个实验。第一章导论一、什么是电机？电机是利用电磁感应原理进行能量转换的装置变压器电机电机直流电机交流电机直流电动机直流发电机异步电机同步电机异步电动机异步发电机同步电动机同步发电机二、电机分类§1.1概述三、电机的用途在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产，远距离经济传输，智能化自动控制的突出特点，电机是电能生产、传输、使用和控制的核心装备，因此电机在现代社会所有行业和部门中占据着重要的地位。1.对电力工业本身来说，电机是发电厂和变电站的主要设备，完成电能的转换、传输和分配。2.在机械制造及各种工农业生产中广泛应用，一个现代化的大中型企业，通常要装备几千台乃至上万台不同型号的电机。3.在航空、航天、制导、定位、家用电器以及自动办公设备等等都有电机的应用。LIFB§1.2磁场中的基本物理量一、磁感应强度与磁通1.磁感应强度B(磁通密度/磁密)BLIF或磁感应强度是表示磁场中某一点磁场强弱和方向的物理量，是一个矢量。LIFBGsT4101BLIF或—载流导体在磁场中受到的电磁力，单位：(牛)FLIB—导体长度，单位：（米）—导体中流过的电流，单位：（安）—磁感应强度，单位：（T/特斯拉）高斯特4101或GsmT101BAΦ2111mTWb2111cmGsMxMxWb8101也是一个矢量。，磁通称为磁通的乘积，的平面面积与垂直于磁感应强度ΦΦABB2.磁通单位：(韦伯/Wb）单位：(麦克斯韦/Mx）米亨70104二、磁导率(或导磁率或导磁系数)在工程上通常用磁导率来表示各种材料导磁能力的强弱，并且根据导磁率大小，把各种材料分成铁磁材料和非铁磁材料。1、非铁磁材料如：空气、木材、铜、铝等这一类材料，它们的导磁能力很弱，其磁导率接近真空的磁导率，称非铁磁材料。(H/m)2、铁磁材料如：硅钢、铸钢、坡莫合金等这一类材料，它们的导磁能力很强，称铁磁材料。---磁导率特点:(1)几千倍）的几百是~(00(2)不是常数,其大小与材料所处的磁场强弱有关(3)相对磁导率r0r无单位lNIlF三、磁场强度H磁场强度H是计算磁场时引入的一个物理量,也是矢量,它与磁感应强度(磁密)B的关系为:BH单位:安/米(A/m)F----磁动势(单位:安培A)§1.3铁磁材料的特性一、高导磁性在通电线圈中放入铁磁材料制成的铁心，线圈中的磁场会大大增加，这种现象，叫做铁磁物质的磁化，所以说铁磁材料具有高导磁性。用相对磁导率表示：0r电机所用的铁磁材料：6000~2000r因为在铁磁物质内部存在着许多很小的天然磁化区域，相当于一块块小磁铁，称为磁畴。为什么铁磁材料会具有高导磁性呢？二、磁饱和性1、在非铁磁材料中：HB0为常数)(HfB磁化曲线为过原点直线mH701042、在铁磁材料中：HB不为常数)(HfB磁化曲线:如右图所示为一曲线2、在铁磁材料中：图中，C点称为拐点，拐点前为非饱和区（线性区）；拐点后称为饱和区。问题：为什么铁磁材料的磁化曲线会存在拐点？2、在铁磁材料中：设计电机时，使其工作在C点附近，若工作在线性区说明铁磁材料没有得到充分利用，电机体积大，浪费铁磁材料；若工作在饱和区，虽然工作电流增加很大，但磁感应强度几乎不变，浪费电能，也浪费铜线。三、磁滞性将一块尚未磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化，反复磁化一个循环，形成一磁滞回线：“a-b-c-d-e-f-a”当H=0时，B=BrBr称为剩余磁感应强度；当B=0时，H=Hc，Hc称为矫顽力。1、铁磁材料产生磁滞的原因在外磁场作用下，磁畴翻转，产生摩擦，由于这种摩擦的存在，外磁场停止作用时，磁畴不能够恢复到原来的状态，保留一定的剩磁，因此形成磁滞和剩磁。2、铁磁材料分类按照磁滞回线的形状分为软磁材料和硬磁材料。磁滞回线窄，剩磁小(如铸钢、硅钢)，可制成变压器和电机的铁芯软磁材料硬磁材料。磁滞回线宽，剩磁大(如铁氧体、稀土铝合金），可制成永久磁铁。可得与之相似曲线：同一材料在不同的Hm值下有不同的磁滞回线,选择不同的Hm反复磁化，得到一系列磁滞回线，将其顶点连接起来，即为基本磁化曲线。)(BSΦBΦ)(lNIlFHIH)(IfΦ3、基本磁化曲线4、铁芯损耗（铁耗）铁芯损耗磁滞损耗涡流损耗whFeppp磁滞损耗hp涡流损耗wp(1)、磁滞损耗VfBKpmhh磁滞损耗经验计算公式：式中：hKfmBV----不同材料的计算系数----电流频率----磁感应强度（磁密）的最大值----铁芯体积----由试验确定的指数，对于常用的硅钢片2),6.1~2.1(TBm(2)、涡流损耗122222VdBfKpmw式中：KfmBV----电动势比例常数----磁场交变频率----磁感应强度（磁密）的最大值----硅钢片体积d----硅钢片厚度----硅钢片电阻率(3)、铁芯损耗whFeppp单位重量的铁耗计算经验公式：）千克瓦）（(502501mFeBfpp式中：50/1p----铁耗系数，是指f=50Hz，Bm=1时每千克硅钢片的铁耗，其值：1.05~2.50----频率指数，其值在1.2~1.6范围内，常取1.3，随硅钢片的含钢量而异。注意：以上讨论的磁滞损耗和涡流损耗（即铁耗）都是相对于交变的磁场而言的，对于恒定磁场，或铁磁材料相对于磁场静止（即在铁磁材料中，磁场的交变频率f=0时），这些损耗就不存在了。§1.4研究电机常用定律一、磁路基本定律1、全电流定律（安培环路定律）；2、磁路欧姆定律；3、磁路基尔霍夫第一定律；4、磁路基尔霍夫第二定律；1、全电流定律（安培环路定律）设空间有n个载流导体，导体中的电流分别为I1、I2…In，则沿任何包围所有导体的闭合路径l磁场强度H的线积分等于这些导体电流的代数和。lniiIHdl1注意：式中电流符号由右手螺旋定则确定。2、磁路欧姆定律右图是一个单框铁心磁路的示意图，根据全电流定律有：NiHlHdlAΦBBH，而因NilAΦlBHl所以FRFAlNiΦmm磁路中的欧姆定律FΛRFAlNiΦmmNiF式中：AlRmlARΛm1----磁动势（A）----磁阻（H-1）----磁导（H）根据磁通连续性定理：磁路计算时，一般根据材料、截面积的不同将磁路分段，右图中主磁路分成三段。3210ΦΦΦΦ或3、磁路基尔霍夫第一定律3210ΦΦΦΦ或进入或穿出任意封闭面的总磁通量的代数和等于0（或穿入任意封闭面的磁通量恒等于穿出该封闭面的磁通量。4、磁路基尔霍夫第二定律对于回路13311111lHlHiNFHdl111111AΦBH333333AΦBH33113333111133111mmRΦRΦAlΦAlΦlHlHF同理，考察由l1和l2构成的回路，取l1绕行方向为正方向，可得：22112211221121mmRΦRΦlHlHiNiNFFmRΦHlNiF这就是磁路基尔霍夫第二定律。22112211221121mmRΦRΦlHlHiNiNFFmRΦHlNiF定义Hl为磁压降磁路基尔霍夫第二定律:任意闭合磁路上磁动势的代数和恒等于磁压降的代数和。磁路与电路对应关系：(1)电阻率随电流变化不明显，电阻R一般可作常数处理；但铁磁材料的磁导率非线性的。不但不同铁磁材料具有不同的磁导率，同一铁磁材料当磁通密度不同时，亦有不同的磁导率。（2）考虑铁磁材料的非线性，磁路计算比电路计算复杂。实际上贯穿电机学始终的重点和难点之一也是铁磁材料的非线性对参数和性能的影响。磁路与电路对应区别：。小，随着磁路饱和，大，磁路不饱和时，mFemFeRR铁心磁路的计算：磁路计算的方法有两种：1、一种是已知磁势和磁路的几何尺寸求磁通量；2、另一种是已知磁通量和磁路的几何尺寸求磁势。电机和变压器中磁路计算的目的常属于后一种，具体计算方法可参看24~30页。二、基本电磁定律主要介绍电磁感应定律和电磁力定律1、电磁感应定律电磁感应定律是法拉第1831年发现的dtΦdNedtΦdNe定律指出：无论某种原因使穿过线圈的磁通发生变化时，线圈中就有感应电动势和电流产生，这种现象称为电磁感应。如果把感应电势e的正方向与磁通Φ的正方向规定的符合右手螺旋关系，则感应电动势的表达式为：dtΦdNe这是一个试验定律，其含义为：由电磁感应产生的电势与线圈的匝数和磁通变化率成正比。式中的负号表示，如果在感应电动势作用下在线圈中流过电流，则该电流产生的磁通起着反对原磁通变化的作用。(1)变压器电动势线圈与磁场相对静止，与线圈交链的磁通随时间按正弦规律变化，即tΦΦmsin根据电磁感应定律：)90sin(cos0tEtΦNdtΦdNemm)90sin(cos0tEtΦNdtΦdNemm感应电动势的有效值：mmmmΦfNΦfNΦNEE44.4222(２)运动电动势磁场恒定，线圈和磁场之间有相对运动，引起和线圈铰链的磁通发生变化而产生感应电动势，称这种电动势为运动电动势或速率电动势。BlvdtdxBldtΦdNe)(BldxΦd(３)自感电动势由于通入线圈电流本身随时间变化而在线圈中产生的感应电动势称为自感电动势。dtddtΦdNeLL称为自感磁通链ΦNL对于空心线圈，自感磁通连与通过的电流成正比，即：LiΨLdtdiLdtΨddtΦdNeLL自感电动势：即自感电势与线圈的自感系数和线圈中通过的电流的变化率成正比。几点说明：①影响自感系数大小的因素。mmLLΛNiRNiNiΦNiΨL2）（lAΛAlRmm②因为μFeμ0，所以铁心线圈的自感要比空心线圈大得多。③因为μFe不是常数，随磁饱和程度增加而下降，所以铁心线圈的自感不是常数，当磁路饱和程度增加时，则自感系数下降。2、电磁力定律（毕奥-萨伐电磁力定律）载流导体在磁场中受到电磁力，若导体与磁场相互垂直，则电磁力：BLiF式中：式中：B----磁感应强度或磁通密度（T）L----导体在磁场中的长度（m）i----导体中的电流（A）F----作用在导体上的电磁力（N）§1.5交流磁路的特点一、交流磁路定义二、交流磁路特点由交流电流励磁，磁场发生交变的磁路。1、铁心存在涡流损耗和磁滞损耗。（直流不存在该损耗）2、外施电压主要与线圈的感应电动势相平衡，内阻压降较小。（直流则与内阻压降相平衡）3、由于磁化曲线的非线性，当磁通按正弦规律变化，电流确实尖顶波，（含有奇次谐波）若电流按正弦规律变化，则电流较大时，导致铁心饱和后，电流的增量只能产生很小的磁通增量，故磁通呈平顶波形，由它产生的感应电势则为尖顶波。考虑磁滞、涡流损耗，当磁通按正弦规律变化时，对应的励磁电流波形的相位还超前磁通一个角度。结束