涡流损耗

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1、涡流损耗,电气工程中的发电机、变压器的铁心和端盖都是由大块铁心构成的。在变化的磁场中，这些导体内部都会因电磁感应产生自行闭合、呈旋涡状流动的电流，因此称之为涡旋电流，简称涡流。,涡流损耗,涡流及其损耗,以变压器铁心为例，在磁准静态MQS近似下，分析钢片中的电磁场分布,设硅钢片外磁场B沿z向， 宽度h厚度a，可忽略边缘效应，认为E和J仅有y分量Ey和Jy。,由于磁路长度l和宽度h远远大于其厚度a，可近似认为E和H与y和z无关，仅是x的函数,磁场扩散方程简化为,通解,由于磁场沿x方向的分布对称,故积分常数C1 = C2 = C/2 ，因此,电场和磁场分布不均匀，表面大、内部越小，涡流有去磁效应。,

2、设钢片中心x = 0处， ，则 。因此，,利用 ，可得,涡流在导体内流动时，会产生损耗引起导体发热，因此它具有热效应。涡流电流在钢片中消耗的平均功率为,涡流损耗,当频率较低时，即钢片厚度与透入深度之比a/d较小时，涡流损耗近似为,对于电工硅钢片来说，一般 10000 ， =107S/m，厚度a =0.5mm 。当工作频率为f =50Hz时，透入深度d = 0.715103m，a/d = 0.7，集肤效应不明显可以认为B在横截面还是均匀分布的。,但当工作频率为f =2000Hz时，a/d = 4.4，集肤效应十分明显，因此不再采用厚度为0.5mm的钢片，而要用更薄的钢片。 如果工作频率更高，则要

3、使用粉末磁性材料压制的磁芯才能达到减少涡流损耗的要求。,电流密度从表面至中心的变化规律为,式中 I0 -导体表面的电流密度I -至表面 深处的电流密度- 至表面的距离 f - 电流频率-导体磁导率-导体电导率,：,这时电感L两端的电压为,通过电阻R两端的电流和电压为,式中 Z线圈的阻抗I 通过线圈的电流,，因此电阻与电感两端的总电压为,的相位关系如图(b)所示，,总比,与,在讨论有效磁导率的计算公式之前先做如下三个假设： （1） 圆柱体充分长，并完全充满线圈。 （2） 激励电流为单一的正弦波。 （3） 试件的电导率、磁导率不变。,在以上假设条件下，根据磁通量的概念，可以得出 圆柱体内得总磁通为,