电机学磁路ppt课件.ppt

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1、第一章磁路►本章重点(1)磁路的概念(2)磁路基本定律：安培环路定律，磁路欧姆定律，磁路基尔霍夫定律(3)基本电磁定律：电磁感应定律，电磁力定律(4)磁路计算►本章难点(1)铁磁物质的磁化曲线及应用(2)磁动势、磁场强度概念第一章磁路1.1磁路的基本定律1.2常用铁磁材料及其特性1.3磁路计算1.1磁路的基本定律＋u－ΦΦ主磁通漏磁通磁路i一.磁路的概念工程上，为得到较强磁场，广泛利用铁磁物质，在电机、变压器等设备中应用铁磁物质制成一定形状，人为的构成磁通的路径，使磁场主要在这部分空间内分布，这种磁通所通过的路径称之为磁路。引入磁路

2、的概念，就把分布在整个空间的磁场问题，简化为局限在一定范围内的磁路问题。由于铁心的导磁性比空气好得多，所以绝大部分磁通在铁心中通过，这部分磁通称为主磁通。经过空气隙闭合的磁路为漏磁通。用以产生磁路中磁通的载流线圈称为励磁线圈，其电流称为励磁电流（或激磁电流）。用直流励磁磁路中磁通恒定直流磁路直流电机用交流励磁磁路中磁通交变交流磁路变压器感应电机二、磁路的基本定律1、安培环路定律(全电流定律)在磁场中沿任一闭合路径L，磁场强度H的线积分等于该闭合回路所包围的总电流，即i方向和L参考方向符合右手法则。安培环路定律若沿L，磁场强度H处处相等

3、，则：H۰L=N۰iN۰i为安匝数，表征磁势的大小。2、磁路的欧姆定律不分支磁路的磁通等于作用于该磁路的磁势与磁阻之比，即为磁路欧姆定律。由以下式子推导：Rm为磁阻，磁路截面愈大，路径愈长，磁阻愈大。类似于电阻，但本质不同。F=N*i为作用在铁心磁路上的安匝数，称为磁路的磁动势。a)无分支铁心磁路b)模拟电路图FФRmiNlA3、磁路的基尔霍夫第一定律对于有分支磁路，任意取一闭合面A，由磁通连续性原则，穿过闭合面的磁通代数和为0，即∑Ф=0，该定律称为磁路的基尔霍夫第一定律。对于下图，Ф3=Ф1+Ф2闭合面i1i2Φ1Φ2Φ3l1l3

4、l2沿任何闭合磁路的总磁动势等于各段磁压降的代数和。该定律称为磁路的基尔霍夫第二定律。例：如右图，磁路由三段组成，两段为截面积不同的铁磁材料，一段为空气，磁动势为NI，则应用磁路的基尔霍夫第二定律有：背景:磁路计算时，总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，磁场强度亦处处相等。4、磁路的基尔霍夫第二定律闭合面i1i2Φ1Φ2Φ3l1l3l2F1－F2=∮Hdl=∮Hdl=H1l1－H2l2磁位差UmUm=HlUm=F5、电路与磁路的区别(1)电路中有电流就有功率损耗。磁路中恒定磁通下没有功率损耗

5、；(2)电流全部在导体中流动，而在磁路中没有绝对的磁绝缘体；(3)对于线性电路可应用叠加原理，而当磁路饱和时为非线性，不能应用叠加原理。可见，磁路与电路仅是形式上的类似，而本质是不同的。三、基本电磁定律2、电磁力定律方向由左手定则判定(电动机准则)。1、电磁感应定律方向由右手定则判定(发电机准则)。为实验定律（也称楞次定律）。1.2常用铁磁材料及其特性按磁导率分类：非磁性物质、磁性物质。非磁性物质≈0(1)顺磁物质（如空气）：略大于0。(2)反磁物质（如铜）：略小于0。1.高导磁性※铸钢：≈10000硅钢片：≈(60

6、00~7000)0玻莫合金：比0大几万倍。0磁性物质内部存在着很多很小的“磁畴”。磁畴（磁化前）磁畴（磁化后）磁性物质的高导磁性被广泛应用于变压器和电机中。磁畴：在铁磁材料内，由于自发磁化作用，某一区域内的所有原子磁矩都按一定的规则排列，这一区域称为磁畴。起始磁化曲线BHO2.磁饱和性B=H（≠常数）起始磁化曲线B=f(H)B=0H在一块未磁化的铁磁材料上绕上线圈，通入电流，从零开始逐渐增大，则铁磁物质中穿过横截面的磁通密度将随之增大，测得对应于不同的电流（不同的H）下的B值。可逐点描绘出B-H曲线。即为起始磁化曲

7、线。3.磁滞性-磁滞回线BHOHmBm剩磁－Hm矫顽磁力Br－Hc－BmHc－Br磁滞回线若对铁磁材料进行周期性的磁化，则B-H曲线如图。形成一条具有单方向性的闭合曲线，称为磁滞回线。B的变化总是滞后于H的变化，称为磁滞现象。(1)硬磁物质B－H曲线宽，Br大、Hc大。用于制造永磁铁。(2)软磁物质B－H曲线窄，Br小、Hc小。用于制造变压器、电机等电器的铁心。(3)矩磁物质B－H曲线形状接近矩形，Br大、Hc小。用于计算机中，作记忆单元。按磁滞回线的不同，磁性物质可分为4.基本磁化曲线基本磁化曲线HBoa跗点b膝点c饱和点B-Hdμ

8、-H对同一铁磁材料，选用不同的Hm进行反复磁化，可得到大小不同的磁滞回路，将各磁滞回路顶点连接起来，即为基本磁化曲线。5.铁心损耗(1)磁滞损耗在铁芯被交变磁化过程中，铁芯内磁畴来回翻转，互相摩擦，一方面使得磁通的变化落