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1、1,第一章 磁路,电气工程学院：李 辉,2,本节主要内容,1. 磁路的基本定律 (重点)2. 常用铁磁材料及其特性 (重点)3. 磁路的计算 (难点)饱和问题、铁心损耗和磁滞回线4. 电抗和磁导的关系,3,1. 磁路的基本定律,磁路的概念电磁基本定律(复习)安培环路定律电磁感应定律电磁力定律磁路基本定律(重点)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二定律,4,磁路的概念,磁路：磁通所通过的路径。电路：电流所通过的路径。,对偶,直流磁路交流磁路,5,磁路的概念,变压器的磁路,2极直流电机的磁路,6,主磁通与漏磁通,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
2、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。,7,主磁通与漏磁通,8,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,磁路与激磁,9,安培环路定律(Amperes Law)或：全电流定律,电磁基本定律,沿任何一条闭合回线，磁场强度的线积分值恰好等于该闭合回线所包围的总电流值（代数和）,10,安培环路定律(Amperes Law)或：全电流定律,电磁基本定律,=-i1+i2-i3
3、,磁场和电流同时存在,11,电磁感应定律,电磁基本定律,12,电磁力定律,电磁基本定律,13,磁路欧姆定律 (Ohms Law),磁路基本定律,磁路欧姆定律：,作用在磁路上的磁动势等于磁路内的磁通量乘以磁阻。,14,磁路欧姆定律 (Ohms Law),磁路基本定律,磁路欧姆定律：,15,磁路的基尔霍夫第一定律,16,磁路的基尔霍夫第二定律,举例：,17,磁路与电路的对比,18,2. 常用的铁磁材料及其特性,电机的常用材料铁磁物质的磁化磁化曲线与磁滞回线铁磁材料铁心损耗,19,导电材料(Electric Materials)引导电流的电路，要求电导率大导磁材料(Magnetic Material
4、s)引导磁通的磁路，要求磁导率大绝缘材料(Insulating Materials)阻止电流流通，要求介电强度高、耐热性能好结构材料(Mechanical Materials)支撑和连接，要求机械强度高,电机常用的四大类材料,20,铁磁物质的磁化,磁畴磁化过程,铁磁物质的导磁性磁导率：反映铁磁物质导磁能力的参数。=B/H (H/m, T A/m) 0=410-7 H/m Fe=(2000 6000)0,铁、镍、钴及其合金,21,B,H,图1-7 铁磁材料的起始磁化曲线,a,b,c,d,O,膝点,饱和,22,磁化曲线,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。,23
5、,图1-8 铁磁材料的磁滞回线,H,B,a,b,c,d,e,f,24,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。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：要使B值减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力。,25,相关重要概念,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。基本磁化曲线：对同一铁磁材料，选择不同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。,26,基本磁化曲线,H,B,27,铁磁材料,铸铁、铸钢硅钢片,永磁材料,
6、28,常见的硬磁（永磁）材料,铁氧体铝镍钴稀土钴钕铁硼,三种常用永磁材料的性能比较,29,铁心损耗磁滞损耗涡流损耗,铁心损耗,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。涡流损耗：涡流在铁心中引起的损耗。,30,铁心损耗,磁滞损耗：,涡流损耗：,铁心损耗：,31,3. 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,32,无分支磁路计算，已知求F,3. 磁路的计算步骤,（1）磁路分段，每段磁路均匀，计算Ax和Lx（2）已知求Bx= /Ax（3） Bx求对应Hx，（铁磁材料和空气）（4）求磁压降Hx Lx（5）磁路基
7、尔霍夫第二定律，F=Ni= HxLx,简单串联磁路 eg 1-1, 1-2,33,有分支磁路计算，已知求F,3. 磁路的计算步骤,（1）磁路分段，每段磁路均匀，计算Ax和Lx（2）基尔霍夫第一定律求x，Bx= x/Ax（3） Bx求对应Hx，（铁磁材料和空气）（4）求磁压降Hx Lx（5）磁路基尔霍夫第二定律，F=Ni= HxLx,简单并联磁路 eg 1-3,34,4. 电抗和磁导的关系,激磁电感和激磁电抗,35,漏磁电感,36,电感和电抗,37,几个物理量之间的联系,38,磁阻连接和等效电抗关系,磁阻串联时对应总电抗是两个电抗并联值,磁阻并联时对应总电抗是两个电抗串联值,磁阻联时对应总电抗是T型等效电抗值,39,Thanks for your attention!,
