第一电机学剖析.ppt

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。 3、磁路基尔霍夫第一定律 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1 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： 这就是磁路基尔霍夫第二定律。 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： 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 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： 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 根据电磁感应定律： 感应电动势的有效值： (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。 (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。 对于空心线圈，自感磁通连与通过的电流成正比，即： 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。 ②　因为μFe μ0 ，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： 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 * * 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。