电机学辜承林(第三版)第1章讲述.ppt

第一章 磁路 1-1磁路的基本定律 一、磁路的概念 磁路：磁通所通过的路径.见图１－１。 主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过,这部分磁通称为主磁通。 漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。 主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线 圈。 励磁电流：励磁线圈中的电流 直流：直流磁路 例如：直流电机 交流：交流磁路 例如：变压器 二、磁路的基本定律 1．安培环路定律 公式： 式中，若电流的正方向与闭合回 线L的环 行方向符合右手螺旋关系时，i取正号，否则取负号。 附 图1-2,有： 2．磁路的欧姆定律 定理说明附图1-3a。 与电路中的欧姆定律的相似性,附相应的模拟电路图1-3b。 铁磁材料的磁导率μ不是一个常数，所以由铁磁材料构成的磁路，其磁阻不是常数，而是随着磁路中磁通密度的大小而变化，这种情况称为非线性。 　　点击书本进入例题1-1 [例1—1] 有一闭合铁心磁路，铁心的截面积A＝ ，磁路的平均长度L=0.3m，铁心的磁导率为空气的5000倍，套装在铁心上的励磁绕组为500匝。试求在铁心中产生1T的磁通密度时，所需的励磁磁动势和励磁电流。 解 用安培环路定律来求解。 磁场强度 磁动势 F＝HL＝159*0．3＝47.7A 励磁电流 3． 磁路的基尔霍夫第一定律  4．磁路的基尔霍夫第二定律 定律背景：磁路计算时，总是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，从而磁场强度亦处处相等。 定律内容：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。 定律公式: 定律说明附图1-5。 磁路和电路的比拟仅是—种数学形式上的类似而不是物理本质的相似。 1-2 常用的铁磁材料及其特性 一、铁磁物质的磁化 铁磁物质的磁化 铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为铁磁物质的磁化。 磁畴示意图1-6。 二、磁化曲线和磁滞回线 1．起始磁化曲线 定义 ：将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线。 曲线附图1-7。 分析：起始磁化曲线基本上可分为四段 ,如下 铁磁材料 磁化曲线示意图1-7。 应用：设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势。通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点附近。 2．磁滞回线 示意图：图1-8。 相关重要概念 剩磁:去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度 。 矫顽力:要使B值从减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力 。Hc 磁滞：铁磁材料所具有的这种磁通密度B的变化滞后于磁场强度H变化的现象 。 磁滞回线：呈现磁滞现象的B-H闭合回线。 磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。 3．基本磁化曲线 定义:对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点联接起来,所得的曲线。 示意图1-9。 附：电机中常用的硅钢片、铸铁和铸钢的 基本磁化曲线。 三、铁磁材料 1．软磁材料 定义: 磁滞回线窄、剩磁和矫顽力Hc都小的材料 。 附图1-11