电机学第1章磁路讲解.ppt

第一章 磁路;1.1 磁场的基本物理量 1.2 磁性材料 1.3 磁路的计算 1.4 交流铁心线圈 1.5 电磁铁 ;1.1 磁场的基本物理量;I;磁通：穿过任意曲面的磁感应强度通量 （单位：韦伯） ;磁场强度H和磁导率μ 计算导磁物质（磁介质）中某点的磁场时引入 一个辅助性的物理量H ，它与B的关系为： H的国际单位为安培每米（A/m），μ为导磁 率，表明物质的导磁能力。 H的大小只与电流大小、 线圈匝数、及几何位置有关，而与介质的磁性无关但 磁感应强度与磁场媒介的磁性有关。 真空的导磁率为： （H/m） ; 铁磁材料的导磁率μ μ0 ，例如铸钢的导磁 率大约真空的1000倍，各种硅钢片约为真空的6000- 7000倍。 相对磁导率： 磁性材料： 非磁性材料： 磁场的物理量见表1.1.1;B0 传导电流的磁场;一、磁介质的分类; 铁磁材料在外磁场的作用下会引起强烈的磁性反应，表现出极小的磁阻，很容易被磁化而使磁场显著增强，这类材料有铸钢、硅钢片、铁及其合金等，应用铁磁材料制成的磁路可以把绝大部分磁力线集中在所需要的路径和方向上。;三 、磁化的原因 强磁性材料的原子磁矩不为零。在无外磁场作 用时，在一个个小区域内按照某种方向排列好 了，即已达到一定程度的磁化。这样的磁化称为 自发磁化，这些自发磁化的小区域称为磁畴。 无外磁场作用时：磁畴的磁矩方向不同，磁性相互抵消，介质不显磁性。 有外磁场作用时：磁畴的磁矩方向与外磁场接近或一致，呈现很强磁性。 ;B;四、强磁化性的作用 在具有铁心的线圈中通入不大的励磁电 流，就可以产生足够大的磁通和磁感应强度， 解决了既要磁通大，又要励磁电流小的矛盾。 非磁性材料没有磁畴结构，所以不具有磁化的 特性。;1.2.2磁化曲线;a;;.;Hc;;3.磁滞 有剩磁、磁饱和及磁滞现象。; 1.2.3 磁性材料的分类; 研究目的：如何用较少的材料建立较强的符合要求 的磁场。 磁力线穿过的路径称为磁路。空气可以作为磁???但 阻力大，实际上工程中磁路大部分由铁磁材料加上极短 的空气隙组成迫使磁力线尽可能多地集中在一定形状的 磁路内，形成一个闭合通路，称为磁路。;1.3.1 磁路计算的基本定律;2、磁路的欧姆定律;;3、磁路克希荷夫定律 (1) 磁路克希荷夫第一定律 ?????? Φ1=Φ2+Φ3 或∑Φk=0 (2) 磁路克希荷夫第二定律 NI = H1l1+H3l3 或 ∑NI=∑H l NI称为磁动势，H l称为磁压降。 ;磁路;1.3.2磁路的计算;例1： 铸钢磁路l=6.9cm,d=0.46cm,s=4.5*10-4m2, N= 500匝略去气隙的边缘效应，求在空气中产生6x10-4wb磁通所需的电流。;;例2： 磁路l=0.3m, s=5cm2, N= 400匝，铁磁材料的磁化曲线可作线性处理，μr=1200，求（1）I=0.6A时，Φ为多少？（2）若磁路中开一气隙d=0.002m,求Φ ？铁芯、气隙部分的磁压分别为多少？;;例3：如图，Φ1=10-3wb, Φ2通过的铁心截面积为S2=6cm2, B2=1T, S3=5cm2, 求B3。;例4：如图是一个对称磁路，中间柱截面积S3是两边柱截面积S1或S2的两倍，假使N1I1=N2I2 ， 求Φ1 ，Φ2，Φ3的大小关系和B1，B2，B3的大小关系。;;例1.3.2 已知：l1=l3=60cm，l2=20cm， S2=S3=10cm2 ，S1=20cm2 ，Φ3=5*10-4wb，材料为铸钢，求磁动势。;1.4交流铁心线圈电路;e;设主磁通;交流铁心线圈的功率损耗;;1.5 电磁铁;吸力的基本公式：;例1：有一电磁铁用于50Hz，380v电源，N=500，今改用220v电源，为使吸力保持不变，线圈匝数应为多少？ ;例2：（1）若ab两端加的是正弦电压，当把图中画有影阴部分取走后，铁芯中的磁通和线圈中的电流大小将发生怎样的变化（忽略线圈电阻和漏磁）？ （2）若在ab两端加的是直流电压（假定与线圈相串联一限流电阻），当把图中画有影阴部分取走后，铁芯中的磁通和线圈中的电流大小将发生怎样的变化？ ;;l1=30cm;;例1.5.2 已知C=4cm，l=7cm。铁心由硅钢片叠成