变压器和电动机ppt课件.ppt

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1、第五章变压器和电动机第二节变压器第四节三相异步交流电动机第一节磁路及交流铁心线圈第五节三相异步电动机的工作特性第六节三相异步电动机的起动、反转、调速与制动第七节三相异步电动机的参数及选择随着社会经济的发展，现代化和信息化不断推进。电能成为应用最为广泛的能源之一。变压器是一种将一定电压的交流电转换为频率相同的另一电压交流电的静止电器设备，在电力系统、电信通讯系统和电子线路中有广泛的应用。电动机是一种将电能转换为机械能的电器设备，被广泛应用于工农业生产和家庭生活。两者均是通过电磁感应原理实现能量的传递。第一节磁路

2、及交流铁心线圈一、磁路及其基本定律（一）磁路的概念磁力线所通过的路径称为磁路。磁路主要由具有良好导磁性能的磁性材料构成，如：硅钢片，铸铁等。当线圈（通常被称为励磁线圈或励磁绕组）中通入电流（通常被称为励磁电流）时，在线圈周围会形成磁场，由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分的磁通将在铁心内通过，我们称它为主磁通或工作磁通；同时有少量磁通会通过空气交链，我们称它为漏磁通，工程中通常忽略不计。主磁通和漏磁通所通过的路径分别称为主磁路和漏磁路。当励磁电流为直流时，磁路称为直流磁路；当励磁电流为交流时，磁路称

3、为交流磁路。（二）磁路的基本物理量1.磁感应强度B磁感应强度是表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。它是一个矢量。它与电流之间的方向关系可用右手螺旋法则来确定。如果磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，我们称之为均匀磁场。磁感应强度的单位是特斯拉（T）2.磁通φ磁通表示垂直通过某一截面的磁力线总数，在均匀磁场中，磁通等于磁感应强度与磁场方向相垂直的单位S的乘积，所以磁感应强度又可以看成与磁场方向垂直的单位积内所通过的磁通，故又称为磁通密度。磁通的单位是韦伯（Wb）或3.磁场强度H磁场强度是计算磁场时所用

4、的一个物理量，它也是个矢量，根据安培环环路定理，沿任意闭合路径，磁场强度的线积分等于该回路所包围的导体电流的代数和。磁场强度的单位是安培/米4.磁导率磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量，也是用来衡量物质导磁能力的物理量。它与磁场强度的乘积等于磁感应强度。磁导率的单位是亨利/米真空中的磁导率为一常数，可由实验测得：。任意一种物质的磁导率和真空磁导率的比值，称为该物质的相对磁导率。真空磁导率相对磁导率（三）磁性材料的磁性能1．非磁性材料主要有水银、铜、硫、氯、氢、银、金、锌、铅、氧、氮、铝、铂等。非磁性物质

5、分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。它具有以下几大特点：自然界中有电的良导体，如各类金属材料；也有导磁性能好的材料，如表列举的硅钢、坡莫合金等。按导磁性能的好坏，大体上可将物质分为两类：非磁性材料和磁性材料。（1），不能被强烈磁化;（2）B与H成正比，呈线性关系,无磁饱和现象;（3）磁导率都是常数不随磁场强度的变化而变化;（4）无磁滞特性。OHB2．磁性材料（也称为铁磁材料）主要有铁、钴、镍、钆及其合金等，它也具有以下几大特点：（1）高导磁性磁性材料μr>>1，在磁场中

6、可被强烈磁化；被放入磁场后，磁感应强度会显著增强，称为高导磁性。磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。在电机、变压器等电气设备的线圈中，均放有由磁性材料制成的一定形状的铁心，在这种线圈中通入不大的励磁电流，便可产生足够大的磁通和磁感

7、应强度,利用高性能的磁性材料可使同一容量的电机或变压器的重量和体积大在减轻和减小。几种常用磁性材料的磁导率如下表：表5-1几种常用磁性材料的相对磁导率材料名称铸铁硅钢镍锌铁氧体锰锌铁氧体坡莫合金相对磁导率μr200～4007000～1000010～1000300～50002×104～2×105磁畴外磁场磁畴（2）磁饱和性将磁性材料放入磁场强度为H的磁场，会被强烈磁化，其磁化曲线如右图所示。磁性材料的磁化曲线OHB,B由于磁化所产的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限地增强，当外磁场增大到一定值时，磁感应强度达

8、到饱和值，这种现象称为磁饱和性。从图中还可看出B和H不成正比，所以磁性材料的μ不是常数。从图中可见，当H已减到零时，B并未回到零值，而等于Br。这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁性物质的磁滞性。Br称为剩磁感应强度。要使B值从Br减小到零，必须加反向外磁场，对应的反向外磁场强度Hc称为矫顽磁力。铁心在反复交变磁化的情况下，其磁化过程是不可逆的。（3）磁滞特性若将磁性材料进行周期性磁化，磁感