交流铁心线圈的电路模型84交流磁路中电压.ppt

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1、电路分析电路分析主编 吴安岚副主编 智贵连编写组：吴安岚 智贵连 姬昌利 李博森中国水利水电出版社 2009、9、版 内容简介内容简介 本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分“重计重计算算”及及“重概念重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文

2、印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于数。适用于应用型本科应用型本科及及高职高专高职高专电力类、自动化类、电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。业。第第8章章 磁路和铁芯线圈电路的概念磁路和铁芯线圈电路的概念第一节、磁路的主要物理量和基本性质第一节、磁路的主要物理量和基本性质第二节、铁磁材料的磁化曲线及其分类第二节、铁磁材料的磁化曲线及其分类第三节、磁路定律及磁路、电路的比较第三节、磁路定律及磁路、电路的比较第四节、交流磁路中电压、磁通及电流间的关

3、系第四节、交流磁路中电压、磁通及电流间的关系第五节、第五节、交流铁心线圈的电路模型交流铁心线圈的电路模型8.4 交流磁路中电压、磁通及电流间的关系交流磁路中电压、磁通及电流间的关系 直流磁路中，电流不发生变化，磁通是恒定不变的，线直流磁路中，电流不发生变化，磁通是恒定不变的，线圈及铁心中无感应电动势，当线圈电压给定时，其电流仅圈及铁心中无感应电动势，当线圈电压给定时，其电流仅决定于线圈的电阻，与磁路的状态无关，磁通在铁心中无决定于线圈的电阻，与磁路的状态无关，磁通在铁心中无功率损耗。功率损耗。交流磁路中，电流和磁通都是交变的，线圈及交流磁路中，电流和磁通都是交变的，线圈及铁心中均存在感应电动势

4、，电路中的电流、电压要受磁路铁心中均存在感应电动势，电路中的电流、电压要受磁路影响，铁心中有磁滞损耗、涡流损耗，比直流磁路复杂。影响，铁心中有磁滞损耗、涡流损耗，比直流磁路复杂。8.4.1 交流铁心线圈电压与磁通的关系交流铁心线圈电压与磁通的关系 图示铁心线圈由交流电压源供电，忽略漏磁通、忽略图示铁心线圈由交流电压源供电，忽略漏磁通、忽略磁损耗，设线圈中主磁通为磁损耗，设线圈中主磁通为 线圈的感应电动势总是要阻碍磁通随时间变化，则线圈的感应电动势总是要阻碍磁通随时间变化，则电压超前电压超前磁通磁通90度度感应电动势感应电动势 的有效值的有效值 电压电压有效值有效值 表明：当频率当频率f、线圈匝

5、数、线圈匝数N一定时，线圈电压一定时，线圈电压的有效值与磁通的最大值成正比，与磁路的状态无的有效值与磁通的最大值成正比，与磁路的状态无关；供电电压的有效值不变，则主磁通的最大值不关；供电电压的有效值不变，则主磁通的最大值不变；电压为正弦波时，磁通也为正弦波。变；电压为正弦波时，磁通也为正弦波。8.4.2 正弦电压作用下磁化电流的波形正弦电压作用下磁化电流的波形 c点点为为 曲曲线线的的磁磁饱饱和点，和点，进进入磁入磁饱饱和后，和后，电电流增流增长长很多才能很多才能换换取磁通取磁通少少许许的增的增长长。交流铁心线圈若进入了磁饱和，电压和磁交流铁心线圈若进入了磁饱和，电压和磁通虽然同为正弦波，而电

6、流却畸变成尖顶波。通虽然同为正弦波，而电流却畸变成尖顶波。波形畸变由曲线的非线性引起，波形畸变由曲线的非线性引起，其实质是铁心的磁饱和。其实质是铁心的磁饱和。尖顶波的电流中含尖顶波的电流中含有明显的三次谐波成分，有明显的三次谐波成分，磁饱和越深畸变越严重。磁饱和越深畸变越严重。将尖顶波的磁化电流分解为基波成分及三次谐波成分，则将尖顶波的磁化电流分解为基波成分及三次谐波成分，则此时的电压为此时的电压为 该电流不消耗有功功率，其作用仅是产生磁通，称为磁化电流。该电流不消耗有功功率，其作用仅是产生磁通，称为磁化电流。若电流为正弦波，磁饱和则使磁通变为平顶波，电压若电流为正弦波，磁饱和则使磁通变为平顶

7、波，电压为尖顶波。为尖顶波。如果考虑磁损耗，波形畸变会加剧。如果考虑磁损耗，波形畸变会加剧。8.4.3 交流铁心线圈的磁滞损耗交流铁心线圈的磁滞损耗 由于铁心的磁滞作用，在反复交变磁化的过程中，磁由于铁心的磁滞作用，在反复交变磁化的过程中，磁材料中的磁畴反复转向，相互摩擦产生磁滞损耗材料中的磁畴反复转向，相互摩擦产生磁滞损耗 。磁。磁滞损耗正比于交变磁化的频率、铁心体积和磁滞回线所包滞损耗正比于交变磁化的频率、铁心体积和磁滞回线所包围的面积。可用下列经验公式计算：围的面积。可用下列经验公式计算：8.4.4 交流铁心线圈的涡流损耗交流铁心线圈的涡流损耗 铁心本身是电流的导体，交变磁通会在铁心中产

8、生铁心本身是电流的导体，交变磁通会在铁心中产生感应电动势，使铁心中产生旋涡状的感应电流（涡流），感应电动势，使铁心中产生旋涡状的感应电流（涡流），引起涡流损耗引起涡流损耗 。涡流损耗可用下列涡流损耗可用下列 经验公式计算经验公式计算：磁滞、涡流损耗统称为铁损磁滞、涡流损耗统称为铁损PFe 。为了减小涡流损耗，铁心由绝缘漆浸润过的硅钢薄片为了减小涡流损耗，铁心由绝缘漆浸润过的硅钢薄片叠装而成，浸漆可阻断涡流的流通路径，硅钢片的叠装方叠装而成，浸漆可阻断涡流的流通路径，硅钢片的叠装方向使硅钢片平面与磁感线平行，硅钢片是导电率较低而向使硅钢片平面与磁感线平行，硅钢片是导电率较低而值较大的软磁材料。值较大的软磁材料。p66 例例85