第1章 电机的基本原理(王)课件.ppt

第 一 章 电机的基本原理 第一节 概述 第二节 磁场与磁路 第三节 铁磁材料的特性 第四节 电感和磁场储能 第五节 机电能量转换的基本原理 三、电、电机与电力拖动的发展史 第三节 铁磁材料的特性 磁路及其基本定律 （一）全电流安培环路定律 沿任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积分等于该闭合回线所包围的电流的代数和 如果在均匀磁场中，沿着回线 L 磁场强度H处处相等，则 （二）磁路的欧姆定律 作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量Φ乘以磁阻 Rm F称为磁动势 磁通量Φ等于磁通密度乘以面积 磁场强度等于磁通密度除以磁导率 于是 磁路及其基本定律 （三）磁路的基尔霍夫定律 1. 磁路的基尔霍夫第一定律 或 闭合面 i1 i2 Φ1 Φ2 Φ3 磁路及其基本定律 2. 磁路的基尔霍夫第二定律 磁路及其基本定律 三、电磁感应定律 在我们回顾的所有定律中这将是最重要的一个。简单的说电磁感应定律就是变化的电场附近会产生变化的磁场，而变化的磁场附近会产生变化的电场。 定义：无论何种原因使的与闭合线圈交链的磁链ψ随着时间t变化时，线圈中将会 产生感应电动势e 根据原因的不同，感应电动势可分为以下两类： 电磁感应定律 电磁感应定律 1. 变压器电动势 指线圈位置静止不变，穿过线圈的磁通Ф发生变化，这样在线圈内将产生感应电动势，其大小与线圈的匝数和磁通变化率成正比，方向由楞次定律决定 2. 切割（运动）电动势 当磁场和线圈导体之间有相对运动时，使得穿过线圈的磁通随着时间的变化而变化。 此时的e叫做运动电动势 e=Blv 方向由右手定则判定。 电磁感应定律 3. 自感系数L 由自感系数的定义 而由磁路的欧姆定律 所以 结论：当磁路为非线性时，自感系数是一个变量，随磁路的饱和程度的增加而下降。 称为磁导 电磁力定律 四、电磁力定律 载流导体在磁场中要受到力的作用，方向 用左手定则判定。 f=Bil 在旋转电机中，作用在转子载流导体上的电磁力将使转子受到一个力矩（等于力乘以转子半径），这个力矩称之为电磁转矩。电磁转矩在电机的能量形态转换起到重要的作用，以后会详细研究它。 回顾右手定则，左手定则 电路定律 五、电路定律 （1）欧姆定律：u=iR （2）基尔霍夫第一定律（电流定律） ∑i=0 （3）基尔霍夫第二定律（电压定律） 在电路中，对任一回路，沿回路环绕一周，回路内所有元件的电压代数和等于零，即 ∑u=0。 一、制造电机所用材料 制造材料主要包括： 导磁材料、导电材料、绝缘材料、结构材料、 散热材料、冷却材料、润滑材料等。 导电材料：铜、铝。 导磁材料：各种成分的铸钢（电工钢片）。 绝缘材料：各种绝缘纸、油性玻璃漆布、 有机硅玻璃粘带、酚醛玻璃纤维压塑料······ 绝缘等级 Y A E B F H C 容许工作温度/℃ 90 105 120 130 155 180 ＞180 二、磁性材料的磁性能 （一）高导磁性 磁性材料的磁导率通常都很高，即 ?r ??1 (如坡莫合金，其 ?r 可达 2?105 ) 。 磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。 磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。 在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。 磁性材料的磁性能 这些小磁铁叫做“磁畴”。 磁畴（磁化前） 磁畴（磁化后） 在外磁场的作用下，磁畴顺着外磁场方向转向，排列整齐，显示出磁性。 磁性物质具有高导磁性是由于内部有很多被强烈磁化的小磁铁。 磁性材料的磁性能 磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。 （二）磁饱和性 BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线； B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线； B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。 O H B B0 BJ B ? a ? b 磁化曲线 当外磁场增大到一定程度时，磁性物质磁畴的磁场方向全部都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值，如图。 磁性材料的磁性能 *大连理工大学电气工程系 *大连理工大学电气工程系 weipeiyu制作 * * *