第一章-磁-路

第一章磁路1-1磁路的基本定律1-2常用的铁磁材料及其特性1-3磁路的计算河南城建学院1-4电抗与磁导的关系一、重点:1、磁路的基本定律;2、铁磁材料的特性及基本磁化曲线;3、铁心损耗.※重点与难点二、难点:1、磁滞回线；2、铁心损耗；3、磁路的计算。1-1磁路的基本定律一、磁路的概念:磁路：磁通所通过的路径.见图１－１。主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过,这部分磁通称为主磁通。漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。主磁路：主磁通所通过的路径。漏磁路：漏磁通所通过的路径。励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。励磁电流：励磁线圈中的电流。直流:直流磁路例如:直流电机交流:交流磁路例如:变压器二、磁路的基本定律1．安培环路定律定律内容:沿任何一条闭合回线，磁场强度的线积分值恰好等于该闭合回线所包围的总电流值（代数和）。公式:附图1-2,有:2．磁路的欧姆定律附图1-3a定律内容:作用在磁路上的磁动势等于磁路内的磁通量乘以磁阻。公式:式中：相应的模拟电路图1-3b.mRFAlRm点击书本进入例题1-1例题定律内容:穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说,进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量),这就是磁通连续性定律。公式:又称磁路的并联定律。3．磁路的基尔霍夫第一定律0附图1-44．磁路的基尔霍夫第二定律定律背景:磁路计算时，总是把整个磁路分成若干段，每段为同一材料、相同截面积，且段内磁通密度处处相等，从而磁场强度亦处处相等。定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。公式:又称磁路的串联定律。33221131mmmkkkRRRiHNi附图1-5返回1-2常用的铁磁材料及其特性一、铁磁物质的磁化铁磁物质包括铁镍钴以及它们的合金。铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为铁磁物质的磁化。磁畴示意图1-6。二、磁化曲线和磁滞回线1．起始磁化曲线定义:将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线.曲线附图1-7.分析:起始磁化曲线基本上可分为四段,如下铁磁材料磁化曲线见示意图1-7.应用:设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势，通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点附近。)(HfFe2．磁滞回线示意图:图1-8。剩磁:去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度。矫顽力:要使B值从减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度Hc称为矫顽力。磁滞:铁磁材料所具有的这种磁通密度B的变化滞后于磁场强度H变化的现象。磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。rB3．基本磁化曲线定义:对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线。附示意图1-9。三、铁磁材料1．软磁材料定义:磁滞回线窄、剩磁和矫顽力都很小的材料。附图1-11a常用软磁材料:铸铁、铸钢和硅钢片等。软磁材料的磁导率较高,故用以制造电机和变压器的铁心。2．硬磁(永磁)材料定义:磁滞回线宽、剩磁和矫顽力都很大的铁磁材料称为硬磁材料，又称为永磁材料。附图1-11b剩磁磁性能指标矫顽力最大磁能积种类示意图四、铁心损耗1．磁滞损耗定义:铁磁材料置于交变磁场中时，磁畴相互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗，这种损耗称为磁滞损耗。公式:应用:由于硅钢片磁滞回线的面积较小，故电机和变压器的铁心常用硅钢片叠成。VfBCpnmhh2．涡流损耗涡流:当通过铁心的磁通随时间变化时,根据电磁感应定律,铁心中将产生感应电动势,并引起环流,环流在铁心内部围绕磁通作旋涡状流动称为涡流。示意图1-12。定义:涡流在铁心中引起的损耗。公式:应用:为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都用含硅量较高的薄硅钢片叠成。VBfCpmee2223．铁心损耗定义:铁心中磁滞损耗和涡流损耗之和。表达式:GBfCpmFeFe23.1铁心损耗与频率的1.3次方,磁通密度的平方和铁心重量成正比。ehFeppp返回一、直流磁路的计算导言:磁路计算时，通常是先给定磁通量，然后计算所需要的励磁磁动势。对于少数给定励磁磁动势求磁通量的逆问题，由于磁路的非线性，需要进行试探和多次迭代，才能得到解答。1-3磁路的计算1．简单串联磁路定义:不计漏磁影响，仅有一个磁回路的无分支磁路.附图1-13.点击书本进入例题1-2例题2．简单并联磁路定义:指考虑漏磁影响，或磁回路有两个以上分支的磁路。点击书本进入例题1-３例题1.4电抗与磁导的关系1、电抗与磁导的关系当磁路上装有载流线圈时，载流线圈将产生磁动势F，此时磁路中将通过一定的磁通量Φ。)1(2mmmmRΛΛNLLiNφψNiφRFmΛNLX22、磁阻串联、并联和π形联接时的等效电路（1）磁阻串联若磁路由一个磁动势源和两个磁阻Rm1和Rm2串联组成；与其对应的电抗X1和X2、磁导Λm1和Λm2。21mmmRRR211121XXmRNXRm1Rm2RmXX1X22、磁阻串联、并联和π形联接时的等效电路（2）磁阻并联若磁路由一个磁动势源和两个磁阻Rm1和Rm2串联组成；与其对应的电抗X1和X2、磁导Λm1和Λm2。21111mmmRRR212XXRNXmX1X2XRmRm1Rm22、磁阻串联、并联和π形联接时的等效电路（3）磁阻π联接若磁路由二个磁动势源和三个磁阻Rm1、Rm2、Rm3串联组成；与其对应的电抗X1、X2、X3；磁导Λm1、Λm2、Λm3。RmRm1Rm2N1i1N2i2X1X2XX2总结掌握磁路三大定律；熟悉磁滞回线和磁化曲线；掌握铁磁损耗；掌握磁路计算；理解电抗与磁导关系。本章内容已结束,及时复习可以巩固学习效果。小提示:作业：1-3、1-4、1-8其它为课外作业