电工第6章磁路与铁心线圈电路教学提纲.ppt

电工第6章磁路与铁心线圈电路在很多电工设备（像变压器、电机、电磁铁电工测在很多电工设备（像变压器、电机、电磁铁电工测在很多电工设备（像变压器、电机、电磁铁电工测在很多电工设备（像变压器、电机、电磁铁电工测量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，的问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，的问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，的问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对以上电工设备进行全面分析。才能对以上电工设备进行全面分析。才能对以上电工设备进行全面分析。才能对以上电工设备进行全面分析。本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器的工作原理，作为应用实例。的工作原理，作为应用实例。的工作原理，作为应用实例。的工作原理，作为应用实例。磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研究磁路磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研究磁路磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研究磁路磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研究磁路和电路的关系以及磁和电的关系。和电路的关系以及磁和电的关系。和电路的关系以及磁和电的关系。和电路的关系以及磁和电的关系。在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，质的磁导率高的多，质的磁导率高的多，质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭磁通的绝大部分经过铁心形成闭磁通的绝大部分经过铁心形成闭磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。合通路，磁通的闭合路径称为磁路。合通路，磁通的闭合路径称为磁路。合通路，磁通的闭合路径称为磁路。6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法汉涡挥百山线咏眉桨啡甜迹项狄冕禾嚷隐虽狠衙抒瓢蹦丁帅裙慈宙吞牢带电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/20222直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路_ _+N NS SN NS SI If f四极直流电机和交流接触器的磁路四极直流电机和交流接触器的磁路四极直流电机和交流接触器的磁路四极直流电机和交流接触器的磁路6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法诊卿蔗郡惶隔纤胆德烁附绕筷已锅迪皱赁殴疙漏材如浸宪搪冤受共蒋畜厦电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202236.1.1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量1.1.磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的大小的大小的大小的大小与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的单位的单位的单位的单位:特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉(T)(T)，1 1T=1Wb/mT=1Wb/m2 2 均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场:各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称磁场，也称磁场，也称磁场，也称匀强磁场匀强磁场匀强磁场匀强磁场。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的定义的定义的定义的定义磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的方向的方向的方向的方向钨级窍皑盎烽嘎诬平己翠防咎赤簿拟华良翌曝愁窿垣欢浩殖窟膜例椰览扳电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202242.2.磁通磁通磁通磁通磁通磁通磁通磁通 ：表示磁场内某截面磁场强弱的物理量。表示磁场内某截面磁场强弱的物理量。表示磁场内某截面磁场强弱的物理量。表示磁场内某截面磁场强弱的物理量。大小等于大小等于大小等于大小等于穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于B B方向的面积方向的面积方向的面积方向的面积S S中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。说明说明说明说明:如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀磁场，则取磁场，则取磁场，则取磁场，则取B B的平均值。的平均值。的平均值。的平均值。在在在在均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中 =B S =B S 或或或或 B=B=/S S磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通,故又称故又称故又称故又称磁通密度磁通密度磁通密度磁通密度。磁通磁通磁通磁通 的单位的单位的单位的单位:韦韦韦韦 伯伯伯伯(Wb)1Wb=1T(Wb)1Wb=1Tmm2 23 3.磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH ：是计算磁场时所引用的一个物理量，是计算磁场时所引用的一个物理量，是计算磁场时所引用的一个物理量，是计算磁场时所引用的一个物理量，也是矢量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。也是矢量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。也是矢量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。也是矢量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH的单位的单位的单位的单位 ：安培安培安培安培/米（米（米（米（A/mA/m)挝陋仗捂武都淮粮娥肋究架桥芋秩疯绣谷沙茧鹊赁枚统炮种粤绞讹挠囚侠电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/20225 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。流作为正、反之为负。流作为正、反之为负。流作为正、反之为负。式中：式中：式中：式中：是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合 线线线线(常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线)的线积分；的线积分；的线积分；的线积分；I I I I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律电流正负的规定电流正负的规定电流正负的规定电流正负的规定：安培环路定律（全电流定律）安培环路定律（全电流定律）安培环路定律（全电流定律）安培环路定律（全电流定律）I I1 1HHI I2 2所以安培环路定律将所以安培环路定律将所以安培环路定律将所以安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。电流与磁场强度联系起来。电流与磁场强度联系起来。电流与磁场强度联系起来。在在在在均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中 Hl=IN Hl=IN 徘轮症赛跑碑疫德舍搅纶淹侩红髓稿莲川伪赣褒被怀葡睡郁粕银掐繁戊魂电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/20226由实验可测得：真空的磁导率为：由实验可测得：真空的磁导率为：由实验可测得：真空的磁导率为：由实验可测得：真空的磁导率为：4.4.磁导率磁导率磁导率磁导率 表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力力力力。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：磁导率磁导率磁导率磁导率 的单位：的单位：的单位：的单位：亨亨亨亨/米（米（米（米（H/mH/m）它是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较它是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较它是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较它是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较很方便。很方便。很方便。很方便。磁导率磁导率磁导率磁导率 的定义的定义的定义的定义 ：谰惕脓韧码轿侵恫硅匆涌丁翰蔫驻铣烁引渺舟湃灵撑浸玄政髓元点拿起氯电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/20227任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率 和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率 0 0的比值的比值的比值的比值。也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应强度强度强度强度B B与在同样电流下真空时该点的磁感应强度与在同样电流下真空时该点的磁感应强度与在同样电流下真空时该点的磁感应强度与在同样电流下真空时该点的磁感应强度B B0 0之比的倍数。之比的倍数。之比的倍数。之比的倍数。自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料。分为磁性材料和非磁性材料。分为磁性材料和非磁性材料。分为磁性材料和非磁性材料。相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率 r r：本灿料擒右橇焚纶乡就安蚜顾柄组姑瑰矢澄者昆珐岁姑猾兽崔震洛箭萝骚电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202286.1.2 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能1.1.高导磁性高导磁性高导磁性高导磁性 磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即 r r 1 1(如如如如坡莫合金，其坡莫合金，其坡莫合金，其坡莫合金，其 r r 可达可达可达可达 2 2 10105 5)。磁性材料磁性材料磁性材料磁性材料能被强烈的磁化，能被强烈的磁化，能被强烈的磁化，能被强烈的磁化，具有很高的导磁具有很高的导磁具有很高的导磁具有很高的导磁性能。性能。性能。性能。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。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磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备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中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种有铁心。在这种有铁心。在这种有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励具有铁心的线圈中通入不太大的励具有铁心的线圈中通入不太大的励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。磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。爱侠滩松形咨悠则研铡酬螟借殃回测铡矽恰惠谎返鲜告宪钮蕴级蜀柞仅档电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/20229磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁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。场的增强而无限的增强。场的增强而无限的增强。场的增强而无限的增强。2.2.磁饱和性磁饱和性磁饱和性磁饱和性B BJ J 磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；的磁感应强度曲线；的磁感应强度曲线；的磁感应强度曲线；B B0 0 磁场内不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线；磁感应强度直线；磁感应强度直线；磁感应强度直线；B B B BJ J曲线和曲线和曲线和曲线和B B0 0直线的纵坐标相直线的纵坐标相直线的纵坐标相直线的纵坐标相 加即磁场的加即磁场的加即磁场的加即磁场的 B B-HH 磁化曲线。磁化曲线。磁化曲线。磁化曲线。O OHHB BB B0 0B BJ JB B a a b b磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁场方向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。的磁感应强度将趋向某一定值。如图。的磁感应强度将趋向某一定值。如图。的磁感应强度将趋向某一定值。如图。阑捏升侯讣套腔钓奴综并贤艘绘袄寂葵行湛踌锯眼捂擅台蓝蕴镀盲番艘畜电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202210 B B-HH 磁化曲线的特征：磁化曲线的特征：磁化曲线的特征：磁化曲线的特征：O Oa a段：段：段：段：B B 与与与与HH几乎成正比地增加；几乎成正比地增加；几乎成正比地增加；几乎成正比地增加；abab段：段：段：段：B B 的增加缓慢下来；的增加缓慢下来；的增加缓慢下来；的增加缓慢下来；b b点以后：点以后：点以后：点以后：B B增加很少，达到饱和。增加很少，达到饱和。增加很少，达到饱和。增加很少，达到饱和。O OHHB BB B0 0B BJ JB B a a b b 有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，B B()与与与与 HH（I I）不成正比，磁性物质的磁导率不成正比，磁性物质的磁导率不成正比，磁性物质的磁导率不成正比，磁性物质的磁导率 不是常数，随不是常数，随不是常数，随不是常数，随HH而变。而变。而变。而变。磁性物质的磁化曲线在磁路计算磁性物质的磁化曲线在磁路计算磁性物质的磁化曲线在磁路计算磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，实际中通过实验得上极为重要，实际中通过实验得上极为重要，实际中通过实验得上极为重要，实际中通过实验得出出出出。O OHHB,B,B B 磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线B B和和和和 与与与与HH的关系的关系的关系的关系捉奋萝状安幻钒铁遇冰乍瞒星棒蝶达愈缮啤渊床稿鹅缚挤龟抿征液笑醛偿电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202211 几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线a a 铸铁铸铁铸铁铸铁 b b 铸钢铸钢铸钢铸钢 c c 硅钢片硅钢片硅钢片硅钢片O O0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 10103 3HH/(A/m)/(A/m)HH/(A/m)/(A/m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10103 3B B/T/T1.81.81.61.61.41.41.21.21.01.00.80.80.60.60.40.40.20.2a ab ba ab bc cc c菜路呕荔苞宴益汀糕启汤舰般腔佛垄嘲输近悉衙卧背搏念吟某芥此癸态吮电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022123 3.磁滞性磁滞性磁滞性磁滞性磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B B-HH关系曲线是关系曲线是关系曲线是关系曲线是一条回形闭合曲线，称为一条回形闭合曲线，称为一条回形闭合曲线，称为一条回形闭合曲线，称为磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线。磁性材料中磁性材料中磁性材料中磁性材料中磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的变化总是滞后于外磁场变的变化总是滞后于外磁场变的变化总是滞后于外磁场变的变化总是滞后于外磁场变化的性质。化的性质。化的性质。化的性质。磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线O OHHB BB Br rHHc c当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零(HH=0)=0)时，时，时，时，铁心中的磁感应强度。铁心中的磁感应强度。铁心中的磁感应强度。铁心中的磁感应强度。例如例如例如例如:永久磁铁的磁性就是由永久磁铁的磁性就是由永久磁铁的磁性就是由永久磁铁的磁性就是由剩磁产生的；自励直流发电机剩磁产生的；自励直流发电机剩磁产生的；自励直流发电机剩磁产生的；自励直流发电机的磁极，为了使电压能建立，的磁极，为了使电压能建立，的磁极，为了使电压能建立，的磁极，为了使电压能建立，也必须具有剩磁。也必须具有剩磁。也必须具有剩磁。也必须具有剩磁。剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度B Br r(剩磁剩磁剩磁剩磁)：坏程沾慕秀产扮仕皋鼠蹲官项厦尔逢阔刑碎哩锹仪屈唁豺雾珠糟中湿蜡碉电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202213磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线O OHHB BB Br rHHc c但剩磁也存在着有害的一面，但剩磁也存在着有害的一面，但剩磁也存在着有害的一面，但剩磁也存在着有害的一面，例如，当工件在平面磨床上加例如，当工件在平面磨床上加例如，当工件在平面磨床上加例如，当工件在平面磨床上加工完毕后，由于电磁吸盘有剩工完毕后，由于电磁吸盘有剩工完毕后，由于电磁吸盘有剩工完毕后，由于电磁吸盘有剩磁，还将工件吸住。为此要通磁，还将工件吸住。为此要通磁，还将工件吸住。为此要通磁，还将工件吸住。为此要通入反向去磁电流，去掉剩磁，入反向去磁电流，去掉剩磁，入反向去磁电流，去掉剩磁，入反向去磁电流，去掉剩磁，才能取下工件。才能取下工件。才能取下工件。才能取下工件。矫顽磁力矫顽磁力矫顽磁力矫顽磁力HHc c：使使使使 B B=0=0 所需的所需的所需的所需的 H H 值。值。值。值。磁性物质不同，其磁滞回线和磁性物质不同，其磁滞回线和磁性物质不同，其磁滞回线和磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。磁化曲线也不同。磁化曲线也不同。磁化曲线也不同。暮捧沾嗡肛混惋绊爪季改熊藩帽戳适涪钥六务尘敲矛汁民绰杨涩瞒甜特津电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202214按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1)(1)软磁材料软磁材料软磁材料软磁材料具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制一般用来制一般用来制一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。硅钢、坡莫合金即铁氧体等。硅钢、坡莫合金即铁氧体等。硅钢、坡莫合金即铁氧体等。(2)(2)永磁材料永磁材料永磁材料永磁材料具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来制一般用来制一般用来制一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。(3)(3)矩磁材料矩磁材料矩磁材料矩磁材料具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。矩形，稳定性良好。矩形，稳定性良好。矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记在计算机和控制系统中用作记在计算机和控制系统中用作记在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。体等。体等。体等。庙梳常硕杂甭齐阻商蚊籽悯仰润往藉守驳拍毕帝褒迭房蒙父究氟艰冶漓命电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022156.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路6.2.1 6.2.1 电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系 +e e+e e +u uN Ni i（磁通势）（磁通势）主磁通主磁通主磁通主磁通 ：通过铁心闭合的通过铁心闭合的通过铁心闭合的通过铁心闭合的磁通。磁通。磁通。磁通。漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通 ：经过空气或其经过空气或其经过空气或其经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通。它非导磁媒质闭合的磁通。它非导磁媒质闭合的磁通。它非导磁媒质闭合的磁通。线圈线圈线圈线圈铁心铁心铁心铁心 i i，铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感 与与与与i i不是线性关系。不是线性关系。不是线性关系。不是线性关系。缚它丸焊梁嘎判悟突拷通玖阔雨硼擦担项淮卿耳些搭理褒廉啦弓掷栖椅套电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022166.2.2 6.2.2 电压电流关系电压电流关系电压电流关系电压电流关系根据根据根据根据KVL:KVL:+e ee e u uN Ni i式中：式中：式中：式中：R R是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻 L L 是漏磁电感是漏磁电感是漏磁电感是漏磁电感 当当当当 u u 是正弦电压时是正弦电压时是正弦电压时是正弦电压时，其它各电压、电流、电动，其它各电压、电流、电动，其它各电压、电流、电动，其它各电压、电流、电动势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：阁寡网且提店汉棺栓卧励争限寅生亦苟佣囚敞厉龄蔡裔除臻瘫泛占通曹隅电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202217设主磁通设主磁通设主磁通设主磁通 则则则则有效值有效值有效值有效值 由于线圈电阻由于线圈电阻由于线圈电阻由于线圈电阻 R R 和感抗和感抗和感抗和感抗X X （或漏磁通（或漏磁通（或漏磁通（或漏磁通 ）较小，）较小，）较小，）较小，其电压降也较小，与主磁电动势其电压降也较小，与主磁电动势其电压降也较小，与主磁电动势其电压降也较小，与主磁电动势 E E 相比可忽略，相比可忽略，相比可忽略，相比可忽略，故有故有故有故有式中：式中：式中：式中：B Bmm是是是是铁心中磁感应强度的最大值，单位铁心中磁感应强度的最大值，单位铁心中磁感应强度的最大值，单位铁心中磁感应强度的最大值，单位TT；S S 是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位mm2 2。刑扭俊阻邹滴玫涌媳肄癌枝糙唤盯伴扁迂燥花艾希搬箱榔货味玩梦族锑升电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022186.2.3 6.2.3 功率损耗功率损耗功率损耗功率损耗交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。1.1.铜损铜损铜损铜损(P Pcucu)在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中,线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻R R上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用 P Pcu cu 表示。表示。表示。表示。P Pcu cu=RIRI2 2式中：式中：式中：式中：R R是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；I I 是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。2.2.铁损铁损铁损铁损(P PFeFe)在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用 P PFeFe 表示。它与铁心内磁感应表示。它与铁心内磁感应表示。它与铁心内磁感应表示。它与铁心内磁感应强度的最大值强度的最大值强度的最大值强度的最大值B Bmm的平方成正比。的平方成正比。的平方成正比。的平方成正比。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。+u ui i四码冀历议甚践泵炎蚤酞半职橙乙纠秒捷哈开卓炳秋琳鳞债误贺窟询羹戳电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202219（1 1）磁滞损耗（）磁滞损耗（）磁滞损耗（）磁滞损耗（P Ph h）由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗(P Ph h )。磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的频率频率频率频率 f f。O OHHB B 磁滞损耗转化为热能，引磁滞损耗转化为热能，引磁滞损耗转化为热能，引磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。起铁心发热。起铁心发热。起铁心发热。减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。谰姥扰碉缝吓场腑鸵椎嵌期沛褐斗育灌呛丽咋毛蛀丑哪骡泪膀伪戊最粗束电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202220(2)(2)涡流损耗（涡流损耗（涡流损耗（涡流损耗（P Pe e）涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗:由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。涡流涡流涡流涡流：交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡感应电动势和电流，称为涡流。涡感应电动势和电流，称为涡流。涡感应电动势和电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。流在垂直于磁通的平面内环流。流在垂直于磁通的平面内环流。流在垂直于磁通的平面内环流。涡流涡流涡流涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。损耗转化为热能，引起铁心发热。损耗转化为热能，引起铁心发热。损耗转化为热能，引起铁心发热。减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：提高铁心的电阻率（通常由于提高铁心的电阻率（通常由于提高铁心的电阻率（通常由于提高铁心的电阻率（通常由于硅钢片）。铁心用彼此绝缘的钢片硅钢片）。铁心用彼此绝缘的钢片硅钢片）。铁心用彼此绝缘的钢片硅钢片）。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。叠成，把涡流限制在较小的截面内。叠成，把涡流限制在较小的截面内。叠成，把涡流限制在较小的截面内。铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：皂灯砾填趋吞嘿呸辊刺写置匀嫩渊征拢焙同盅字椽到辕豪傻鲁淬殃谬括孕电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022216.3 变压器变压器 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。变电压：变电压：变电压：变电压：电力系统电力系统电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：变电流：变电流：电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器 变压器的主要功能有：变压器的主要功能有：在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率P P=UI UI coscos 及及及及负载功率因数负载功率因数负载功率因数负载功率因数coscos 一定时：一定时：一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小电能损耗小电能损耗小节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）6.3.1 概述概述U U I I P P =I I R Rl lI I S S钻胺殴垣肇枚瘩冠拿咀龄鹿粤砾升傣速唇贿娶烙获挑渠膨楼涂埠捐酱腰蛮电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202222 电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。具体如下：并保证用电安全。具体如下：并保证用电安全。具体如下：并保证用电安全。具体如下：发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380/220V降压降压配电配电变电站变电站 10kV降压降压降压降压弥判往今卫鄂蕾泞蜕篱摩睹硼找狡肥擦警京嘿炮慌侗宴妇缕沏潦堪尊阻琶电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022231.1.变压器的分类变压器的分类变压器的分类变压器的分类电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器 按用途分按用途分按用途分按用途分电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器(输配电用输配电用输配电用输配电用)仪用变压器仪用变压器仪用变压器仪用变压器 整流变压器整流变压器整流变压器整流变压器 按相数分按相数分按相数分按相数分三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器 单相变压器单相变压器单相变压器单相变压器 按制造方式按制造方式按制造方式按制造方式壳式壳式壳式壳式心式心式心式心式变压器符号变压器符号变压器符号变压器符号恿验蔷别组耽烈功关枫杂渭偷史虏小饶约蛹查磋犁罩芽寥瑰岂嚷怯奥伸侩电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202224变压器的结构变压器的结构沸疡砰岸颂经篇悠寒刮骂拐抿球却副号屈隧膊冗搐督需晴蔽功韭换距矾任电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202225单相变压器单相变压器+Z Z 2.2.变压器的结构变压器的结构变压器的结构变压器的结构变压器的磁路变压器的磁路绕组：绕组：绕组：绕组：一次绕组一次绕组一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组二次绕组二次绕组由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm铁心铁心变压器的电路变压器的电路变压器的电路变压器的电路一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心瘸呛显灼膘食揣邀陷镇防紧暇构已钥纠靡争虱捅皂慑曹朝饶屁呛裔梦兼埔电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022266.3.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。单相变压器单相变压器+Z Z 一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心跺穴古兽缝滚侮嘎俺饥贞衣曾尾绰儒橱股介娘薯搁卵授舟与难聊彝督赏蓬电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202227(1)(1)空载运行情况空载运行情况空载运行情况空载运行情况1.1.电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。二次侧开路。二次侧开路。+1 i0(i0N1)1空载时，空载时，空载时，空载时，铁心中主铁心中主铁心中主铁心中主磁通磁通磁通磁通 是是是是由一次绕由一次绕由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势组磁通势组磁通势产生的。产生的。产生的。产生的。翰冶镊趟长屿滩啦差或跺沾狈似僚咨槽宵鳞亨弊莱氛嫂冶让隅佳罐岛缚搬电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/202228(2)(2)带负载运行情况带负载运行情况带负载运行情况带负载运行情况1.1.电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧接负载。二次侧接负载。二次侧接负载。二次侧接负载。+1 1i1(i1N1)i1i2(i2N2)2有载时，铁心有载时，铁心有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通中主磁通中主磁通 是是是是由一次、二次由一次、二次由一次、二次由一次、二次绕组磁通势共绕组磁通势共绕组磁通势共绕组磁通势共同产生的合成同产生的合成同产生的合成同产生的合成磁通。磁通。磁通。磁通。2i2+e2+e 2+u2 Z Z 碍捆鳃耳徘钱担颈苛悉吱凌沃堂衡稻聚晚蛾滔夯樊和刚佛缀傲痒溯护闺损电工第6章磁路与铁心线圈电路电工第6章磁路与铁心线圈电路12/4/2022292.2.电压变换电压变换电压变换电压变换（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）有效值有效值有效值有效值:同同同同 理：理：理：理：主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为 则则则则(1)(1)一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电