第6章--磁路与变压器ppt课件.ppt

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1、第6章磁路与变压器6.1磁路中的基本物理量6.2铁磁材料6.3磁路的基本定律6.4铁心线圈6.5变压器6.6电磁铁内容交流铁心线圈的电磁关系磁路的基本定律变压器的工作原理和功能变压器的额定值、损耗和效率变压器绕组的极性重点6.1磁路中的基本物理量磁通φ磁感应强度B磁场强度H磁导率μ磁路基本物理量磁通φ垂直穿过某一截面S的磁力线的总数反映磁力线的多少单位：韦伯Wb磁感应强度B磁感应强度是一个矢量，它表示磁场中某一点磁场强弱和方向的物理量。B的方向：与产生它的励磁电流的方向之间满足右手螺旋定则即：4指指向励磁电流的方向，大拇指指向B的方向。单位:特斯拉(T)

2、SB的大小：磁场强度H磁场中某点的磁感应强度B与该点的磁导率µ的比值定义为该点的磁场强度H。单位：安/米(A/m)磁导率μ磁导率：反映物质导磁能力的物理量物质导磁性能真空磁导率：非铁磁物质：导磁能力很弱铁磁物质/铁磁材料：导磁能力很强单位：亨利/米(H/m)相对磁导率r：物质的磁导率与真空磁导率0的比值，称为该物质的相对磁导率r。是一个常数6.2铁磁材料(1)高导磁性(2)磁饱和性铁磁材料主要指铁、镍、钴及其合金等。铁磁材料具有很高的导磁能力：相对磁导率µr>>1，可达数百、数千甚至数万。铁磁物质的磁化曲线(即：B-H曲线)由实验方法测得，如图

3、所示。一、铁磁材料的特性磁化曲线说明：铁磁材料的磁导率不是一个常数。磁饱和现象的存在使得磁路分析问题成为非线性问题，因此，磁路分析要比电路分析复杂得多。HBOabcd图初始磁化曲线(B-H曲线)B-H磁化曲线的特征：Oa段:B随H的增加比较缓慢；ab段:B与H几乎成正比地增加；bc段:B的增加缓慢下来；cd段:B随H增加很少，达到磁饱和。磁化曲线：就是磁感应强度B与磁场强度H的关系曲线，是进行磁路计算不可缺乏的资料，它由实验方法获得。几种常见磁性物质的磁化曲线a铸铁b铸钢c硅钢片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.9H/(A/m)B/T1

4、.81.61.41.21.00.80.60.40.2bac下面给出三种常用铁磁材料的B-H曲线(3)磁滞性剩磁矫顽力磁滞现象：当铁心线圈中通入交流电时，随着与电流成正比的磁场强度H的交变，磁感应强度B将沿着图示闭合曲线变化。这种磁感应强度的变化滞后于磁场强度的变化的现象称为~。磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。注：图中箭头表示反复磁化的过程磁滞回线剩磁Br：当H=0时，B并不等于0，而是等于Br，即它仍然保留一定磁性，叫剩磁。矫顽力Hc：为了消除剩磁，必须外加反向磁场。当外加反向磁场H=Hc时，B=0。Hc称为矫顽力。二、铁磁材料的分类铁磁材料软磁

5、材料硬磁材料矩磁材料特点易磁化易退磁较小矫顽力磁滞回线窄电机、变压器、继电器、电表的铁心磁滞回线较宽较大矫顽力剩磁很大永久磁铁较小矫顽力较大剩磁磁滞回线矩形稳定性好记忆元件、开关元件逻辑元件磁路：主磁通所经过的闭合路径,主要由铁心构成。i6.3.1磁路线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通铁心（导磁性能好的铁磁材料）线圈6.3磁路的基本定律再如绕在铁心上的线圈通以较小的电流（励磁电流），便能得到较强的磁场，磁通的绝大部分通过铁心构成回路，这种磁通的路径称为磁路。SrHIN匝6.3.2磁路的安培环路定律(全电流定律)基本内容：在磁路中，

6、磁场强度H沿任一闭合路径的线积分等于该闭合路径所包围电流的代数和，即当电流的方向与闭合路径的积分方向之间满足右手螺旋定则时，电流取正号，反之取负号。I1I2I3适用于任意磁场。IN匝SrH若：某环形线圈如图，故：其中媒质是均匀的,则根据安培环路定律若：沿积分路径可将磁路分成n段，且每段中磁场强度H的大小不变，则定律表示为适用于均匀磁场适用于分段均匀磁场三、磁路的欧姆定律磁阻磁动势（定性分析）上式就是磁路的欧姆定律。不是常数表磁路和电路的比较磁路电路典型结构对应的物理量磁动势电动势磁压降电压磁通电流磁阻电阻磁导率电导率INR+_EIU(待续)(续上页)磁路电

7、路对应的关系式磁阻电阻磁路的欧姆定律电路的欧姆定律磁路的基尔霍夫定律电路的基尔霍夫定律表磁路和电路的比较磁路计算举例一般已知磁通量，求磁动势，分析步骤如下：1.计算各段磁路的磁感应强度，磁通是闭合的。2.计算各段磁场强度，空气隙根据公式计算，铁磁性物质查磁化曲线。3.计算总磁压降，即磁动势。4.根据F=IN计算出励磁电流。例：如图所示线圈为直流铁心线圈，其铁心由铸钢制成。铁心尺寸为：S1=20cm2，l1=45cm，S2=25cm2，l2=15cm，l3=2cm，空气隙厚度δ=0.1cm。现要产生Φ=2.8×10-3Wb的磁通量，若用直流励磁，求所需要的磁

8、动势F。解：第一步：由磁通量求出各段磁路中的磁感应强度。第二步：根