磁路电机学汤蕴璆主编第三.pptx

《磁路电机学汤蕴璆主编第三.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁路电机学汤蕴璆主编第三.pptx（31页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229第一章磁路第一章磁路1.1 磁路的基本定律磁路的基本定律1.2常用的铁磁材料及其特性常用的铁磁材料及其特性1.3 磁路的计算磁路的计算重点与难点：饱和问题（非重点与难点：饱和问题（非线性问题）线性问题）第1页/共31页2电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-651112291.1 磁路的基本定律磁路的基本定律Basic Laws of Magnetic CircuitBasic Laws of Magnetic Circuit 磁路的概念磁路的概念磁路的概念磁路的概念 电磁基本定律电磁基本定

2、律电磁基本定律电磁基本定律 安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律 电磁感应定律电磁感应定律电磁感应定律电磁感应定律 电磁力定律电磁力定律电磁力定律电磁力定律 磁路基本定律磁路基本定律磁路基本定律磁路基本定律 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律 磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律 磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律第2页/共31页3电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁路的概念磁路的概念Concepts of Ma

3、gnetic CircuitConcepts of Magnetic Circuit磁路：磁通所通过的路径。磁路：磁通所通过的路径。电路：电流所通过的路径。电路：电流所通过的路径。对偶电阻电动势电流磁阻磁动势磁通直流磁路直流磁路交流磁路交流磁路第3页/共31页4电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁路的概念磁路的概念Concepts of Magnetic CircuitConcepts of Magnetic Circuit第4页/共31页5电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁路的概念磁路的概念Concep

4、ts of Magnetic CircuitConcepts of Magnetic Circuit变压器的磁路2极直流电机的磁路第5页/共31页6电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229主磁通与漏磁通主磁通与漏磁通Main Flux&Leakage FluxMain Flux&Leakage Flux分类分类作用作用大小大小磁路磁路符号符号主磁通主磁通能量转换能量转换或传递或传递大大主磁路主磁路漏磁通漏磁通漏抗压降漏抗压降小小漏磁路漏磁路第6页/共31页7电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229安培环路定律安培环路定

5、律(Amperes Law)或：全电流定律或：全电流定律电磁基本定律电磁基本定律Basic Laws of Electromagnetism=-i1+i2-i3第7页/共31页8电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229电磁感应定律电磁感应定律(Law of Electromagnetic Induction)电磁基本定律电磁基本定律Basic Laws of Electromagnetisme e第8页/共31页9电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229电磁力定律电磁力定律(Law of Electromagnetic

6、 Force)电磁基本定律电磁基本定律Basic Laws of Electromagnetism第9页/共31页10电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁路欧姆定律磁路欧姆定律(Ohms Law)磁路基本定律磁路基本定律Basic Laws of Magnetic Circuit磁路欧姆定律：电动势：ElectromotiveForce，e.m.f.磁动势：MagnetomotiveForce，m.m.f.磁阻：ReluctivityFRm第10页/共31页11电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁路的基尔霍

7、夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律Kirchhoff First Law3Rm321Rm1Rm2F第11页/共31页12电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229F1Rm1Rm22Rm磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律Kirchhoff Second Law举例：第12页/共31页13电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律Kirchhoff Second Lawu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

8、场强度亦处处相等。u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。第13页/共31页14电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁路与电路的对比磁路与电路的对比电路电路磁路磁路基本物理量及表达式基本物理量及表达式单位单位基本物理量及表达式基本物理量及表达式单位单位电流：电流：IA磁通：磁通：Wb电动势：电动势：EV磁动势：磁动势：F=NIA电压降：电压降：UV磁压降：磁压降：Rm=HlA电阻：电阻：R=l/A磁阻：磁阻：Rm=l/AH-1电导：电导：G=1/RS磁导：磁导：m=1/RmH欧姆定律：欧姆定律：E=IR欧姆定律：欧姆定律：F=

9、Rm基尔霍夫第一定律：基尔霍夫第一定律：I=0基尔霍夫第一定律：基尔霍夫第一定律：=0基尔霍夫第二定律：基尔霍夫第二定律：E=U基尔霍夫第二定律：基尔霍夫第二定律：F=Rm=Hl第14页/共31页15电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-651112291.2常用的铁磁材料及其特性常用的铁磁材料及其特性电机的常用材料电机的常用材料铁磁物质的磁化铁磁物质的磁化磁化曲线与磁滞回线磁化曲线与磁滞回线铁磁材料铁磁材料铁心损耗铁心损耗第15页/共31页16电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-651112291.1.导电材料导电材料导电材料导电材料(Ele

10、ctric Materials)(Electric Materials)引导电流的电路，要求电导率大引导电流的电路，要求电导率大引导电流的电路，要求电导率大引导电流的电路，要求电导率大2.2.导磁材料导磁材料导磁材料导磁材料(Magnetic Materials)(Magnetic Materials)引导磁通的磁路，要求磁导率大引导磁通的磁路，要求磁导率大引导磁通的磁路，要求磁导率大引导磁通的磁路，要求磁导率大3.3.绝缘材料绝缘材料绝缘材料绝缘材料(Insulating Materials)(Insulating Materials)阻止电流流通，要求介电强度高、耐热性能阻止电流流通，要求

11、介电强度高、耐热性能阻止电流流通，要求介电强度高、耐热性能阻止电流流通，要求介电强度高、耐热性能好好好好4.4.结构材料结构材料结构材料结构材料(Mechanical Materials)(Mechanical Materials)支撑和连接，要求机械强度高支撑和连接，要求机械强度高支撑和连接，要求机械强度高支撑和连接，要求机械强度高电机常用的四大类材料电机常用的四大类材料第16页/共31页17电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229铁磁物质的磁化铁磁物质的磁化(Magnetization)磁畴磁畴(Domain)磁化过程铁磁物质的导磁性磁导率：反映铁磁物

12、质导磁能力的参数。=B/H(H/m,T,A/m)0=410-7H/mFe=(20006000)0铁、镍、钴及其合金第17页/共31页18电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229BH图1-7铁磁材料的起始磁化曲线abcdO膝点饱和第18页/共31页19电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229磁化曲线磁化曲线 Magnetization Curve随着电流增加：H会增加，饱和程度增加，Fe减小；Rm增大；导磁性能降低。第19页/共31页20电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229图1-

13、8铁磁材料的磁滞回线HBabcdef演示：磁滋回线基本磁化曲线第20页/共31页21电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229相关重要概念相关重要概念磁化：铁磁材料在外磁场的作用下，呈现出很强的磁性。磁化：铁磁材料在外磁场的作用下，呈现出很强的磁性。剩磁：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍保留的磁通密度。剩磁：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍保留的磁通密度。矫顽力：为使矫顽力：为使B值减小到零，必须加上的反向磁场强度。值减小到零，必须加上的反向磁场强度。磁滞：铁磁材料中磁通密度磁滞：铁磁材料中磁通密度B的变化滞后于磁场强度的变化滞后于磁场强度H变化的现象。它是铁磁材料

14、的另一个特性。变化的现象。它是铁磁材料的另一个特性。磁滞回线：呈现磁滞现象的磁滞回线：呈现磁滞现象的B-H闭合回线。闭合回线。基本磁化曲线：对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度基本磁化曲线：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。各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线。1种材料：铁磁材料2种现象：磁化、磁滞2个参数：剩磁、矫顽力3根曲线：磁滞回线、起始磁化曲线、基本磁化曲线第21页/共31页22电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229

15、软磁材料的磁滞回线软磁材料的磁滞回线硬磁材料的磁滞回线硬磁材料的磁滞回线铁磁材料铁磁材料Ferromagnetic Materials铸铁、铸钢硅钢片永磁材料第22页/共31页23电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229常见的硬磁（永磁）材常见的硬磁（永磁）材料料铁铁氧氧体体铝镍钴稀土钴钕铁硼第23页/共31页24电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229常见的硬磁（永磁）材常见的硬磁（永磁）材料料三种常用永磁材料的性能比较Ferrite：铁氧体Alnico：铝镍钴NdFeB：钕铁硼第24页/共31页25电机学教案，20

16、09 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229常见的硬磁（永磁）材常见的硬磁（永磁）材料料我国钕铁硼永磁产量的2/3用于出口，在国内销售的1/3中，目前用于电机的比例很低，而高性能稀土永磁电机却随着计算机、飞机、数控机床等产品大量返销进口。第25页/共31页26电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229铁心损耗铁心损耗l铁心损耗磁滞损耗涡流损耗l磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，磁畴之间不停地相互摩擦，消耗能量，造成的损耗。l涡流损耗：涡流在铁心中引起的损耗。问题：何时会产生铁心损耗？第26页/共31页27电机学教案，2009 by 重庆大学

17、电气工程学院韩力，023-65111229铁心损耗铁心损耗Iron Losses磁滞损耗：涡流损耗：铁心损耗：第27页/共31页28电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-651112291.3 磁路的计算磁路的计算磁通(磁密)材料特性磁动势F磁路计算磁动势F材料特性磁通磁密B逆问题第28页/共31页29电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-651112291.3 磁路的计算磁路的计算简单串联磁路：简单串联磁路：参见参见p.13简单并联磁路：简单并联磁路：参见参见p.12第29页/共31页30电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229习题习题教材教材26页：页：1-1、1-2、1-31-4、1-7第30页/共31页31电机学教案，2009 by 重庆大学电气工程学院韩力，023-65111229感谢您的观看！第31页/共31页