A、磁路与交流铁心电感详解.ppt
附录A 磁路与铁芯电感线圈制作：刘长学A.1 磁场与磁路A.2 磁路的基本定律A.3 恒定磁通磁路的计算A.4 交流铁芯线圈主要内容：A.1 磁场与磁路一、描述磁场的几个基本物理量磁路与铁芯电感线圈011、磁通量与磁感应强度2、磁场强度与磁导率磁通量：单位：韦伯(Wb)磁感应强度：B 单位：特斯拉(T)两者的关系：匀强磁场：=BScosB又称为：磁通密度 (=0时，B=/S)A.1 磁场与磁路一、描述磁场的几个基本物理量磁路与铁芯电感线圈022、磁场强度与磁导率磁场强度 H 单位：安培/米（A/m)磁导率 单位：亨/米（H/m)空气（真空）的磁导率 0=410-7（H/m)H、B、三者的关系：B=H相对磁导率 r=/0非铁磁材料 r 1 ，铁磁材料 r 102 106 A.1 磁场与磁路二、铁磁材料的性能磁路与铁芯电感线圈03 起始磁化曲线非线性，导磁能力，三个不同区域A.1 磁场与磁路三、磁滞回线与基本磁化曲线磁路与铁芯电感线圈041、磁滞回线交流磁化、充磁、剩磁、去磁、矫顽力、回线软磁硬磁A.1 磁场与磁路三、磁滞回线与基本磁化曲线磁路与铁芯电感线圈052、基本磁化曲线（BH曲线）交流磁化、Hm从小到大、回线顶点连线A.2 磁路的基本定律一、磁路第一定律磁路与铁芯电感线圈06对于图示磁路中的闭合面S有：对于磁路的任何一个闭合面有：二、磁路第二定律 对于磁路的任一闭合回路有：磁压Um磁动势FA.2 磁路的基本定律三、磁路的欧姆定律磁路与铁芯电感线圈07单位：1/亨（1/H）常用于第二类磁路计算中估算磁通量。A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈08计算步骤以及使用的公式：磁路的有效长度：沿磁力线方向上，磁路中心轴线的长度 l。A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈09磁路的有效横截面积S：当铁心由整块铁磁材料构成的时候，S=S。磁路的有效横截面积S：当铁心由多片硅钢片构成的时候，S=kS。K=S/S 填充系数S=a*bS=a*b*kA.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈10空气隙的横截面积S：考虑磁场的边缘效应。磁路分析的两个假设：1、磁路内部为匀强磁场 2、忽略漏磁S0=(a+l0)*(b+l0)A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈11例A.1 某线圈绕在材质均匀的单回路铁芯上，S=50cm2，l=60cm，N=1000匝。要使得铁芯中具有=4510-4Wb的磁通量。求当铁心分别为铸钢、硅钢片时，线圈的励磁电流 I=？解：A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈12解：查铸钢BH曲线A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈13解：查硅钢片BH曲线A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈14例A.2 铁芯的填充系数k=0.9，图中数据长度单位为厘米，线圈匝数N=1000，求在磁路中获得1510-4 Wb的磁通量所需要的励磁电流。A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈15H(A/m 1002004008001600 30006000 10000 12000B(T)0.670.91 1.101.23 1.371.451.601.671.70解：按材料、横截面 把磁路分为3段，各段尺寸：A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈16解：铁磁材料，大截面段的有效长度、有效面积A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈17解：铁磁材料，小截面段的有效长度、有效面积A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈18解：空气隙段的有效长度、有效面积A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈19解：计算各段的B和H查表查表A.3 恒定磁通磁路的计算一、第一类计算（F）磁路与铁芯电感线圈20解：计算各段磁压：励磁电流：A.3 恒定磁通磁路的计算二、第二类计算（F）磁路与铁芯电感线圈21A.3 恒定磁通磁路的计算二、第二类计算（F）磁路与铁芯电感线圈22例A.4 由有效长度为 50cm、有效面积为15cm2 的铸钢和宽度为 0.2cm的空气隙构成的单回路磁路，绕线圈N=1250匝，线圈中电流强度I=0.8A，不计空气隙的边缘效应，试求磁路中的磁通量。解：计算空气隙磁阻A.3 恒定磁通磁路的计算二、第二类计算（F）磁路与铁芯电感线圈23例A.4 由有效长度为 50cm、有效面积为15cm2 的铸钢和宽度为 0.2cm的空气隙构成的单回路磁路，绕线圈N=1250匝，线圈中电流强度I=0.8A，不计空气隙的边缘效应，试求磁路中的磁通量。解：给定F0=NI=12500.8=1000A，估算磁通量：用第一类磁路计算方法推算：在=0时需要的 FA.3 恒定磁通磁路的计算二、第二类计算（F）磁路与铁芯电感线圈24解：显然，F(1)F0,应减小 F(2)F0,再略减小 F(3)F0,所以：A.4 交流铁芯线圈一、电压与磁通的关系磁路与铁芯电感线圈25假设铁芯中的磁通为A.4 交流铁芯线圈二、磁饱和与磁滞对电流波形的影响磁路与铁芯电感线圈261、磁饱和对电流波形的影响A.4 交流铁芯线圈二、磁饱和与磁滞对电流波形的影响磁路与铁芯电感线圈272、磁滞对电流波形的影响A.4 交流铁芯线圈三、铁芯线圈的等效电路模型磁路与铁芯电感线圈281、等效正弦波有效值相等2、不考虑磁滞、损耗时的等效相量图A.4 交流铁芯线圈三、铁芯线圈的等效电路模型磁路与铁芯电感线圈293、考虑磁滞损耗4、并联等效电路模型5、串联等效电路模型A.4 交流铁芯线圈三、铁芯线圈的等效电路模型磁路与铁芯电感线圈306、考虑线圈内阻、漏磁的等效电路四、铁芯损耗1、铜损线圈内阻上的损耗 PCu=I2RA.4 交流铁芯线圈磁路与铁芯电感线圈31四、铁芯损耗1、铜损2、铁损（1）涡流损耗（2）磁滞损耗A.4 交流铁芯线圈磁路与铁芯电感线圈32例A.5 用三表法测量交流铁芯线圈参数，已知电源频率为50Hz，电压表220V、电流表4A，功率表100W。试求该铁芯线圈的等效电路模型。解：计算交流铁心线圈的等效阻抗、导纳A.4 交流铁芯线圈磁路与铁芯电感线圈33例A.5 用三表法测量交流铁芯线圈参数，已知电源频率为50Hz，电压表220V、电流表4A，功率表100W。试求该铁芯线圈的等效电路模型。解：计算串联型等效电路参数非线性再计算并联型等效电路参数A.4 交流铁芯线圈磁路与铁芯电感线圈34例A.5 用三表法测量交流铁芯线圈参数，已知电源频率为50Hz，电压表220V、电流表4A，功率表100W。试求该铁芯线圈的等效电路模型。解：非线性
