电器学第3版 教学课件 ppt 作者 贺湘琰 李靖 - 副本第5章

《电器学第3版 教学课件 ppt 作者 贺湘琰 李靖 - 副本第5章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电器学第3版 教学课件 ppt 作者 贺湘琰 李靖 - 副本第5章（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电 器 学（第3版）,机械工业出版社出版,制作者: 贺湘琰 李 靖 黄家麟 罗小丽 李晓慧 吴举秀,第 1 篇 电器原理,学习要点： 第1章 电器的电动力 第2章 电器的发热 第3章 电弧的产生与熄灭 第4章 电接触 第5章 电磁铁的磁路计算 第6章 电磁铁的特性与设计方法,5.1 概 述,5.1.1 电磁铁的结构和工作原理 电磁铁：是一种通电后对铁磁物质产生吸力，将电能转变为机械 能的电器或电器部件。 结构： 线圈 导磁体（静铁心和衔铁） 反力弹簧,5.1 概 述,交流：硅钢片叠加 直流：整块铸铁或铸钢,直动式 转动式,电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。 电流线圈：串联在电路中，匝数少

2、、导线粗。 交流线圈：短而粗，有骨架。 直流线圈：细而长，无骨架。,铁芯,导磁体,线圈, 结构,5.1.1 电磁铁的结构和工作原理,5.1 概 述,按运动方式分：直动式和转动式,按导磁体形状分：U形、E形、,按线圈电流种类分：直流电磁铁和交流电磁铁, 分类,5.1.2 电磁铁的分类,按线圈连接方式分：并联线圈电磁铁和串联线圈电磁铁,5.1 概 述,5.1.2 电磁铁的分类,5.1 概 述,5.1.2 电磁铁的分类, 直流电磁铁的结构分析 1）结构名称 2）各部分所用材料 3）主要作用,5.1 概 述,5.1.2 电磁铁的分类, 交流电磁铁的结构分析 1）结构名称 2）各部分所用材料 3）主要作

3、用,5. 2 磁路计算的基本定律, 何谓磁路？ 磁通的分配情况？,5. 2 磁路计算的基本定律,5.2.1 磁路的基尔霍夫第一定律 在磁路任一节点处，进入节点的 磁通与离开节点的磁通相等。 5.2.2 磁路的基尔霍夫第二定律 沿磁路的任一闭合回路，磁压降的 代数和等于与该回路磁通相交链的线圈磁 通势的代数和。,（5-1）,（5-2）,5. 2 磁路计算的基本定律,5.2.3 磁路的欧姆定律：磁路两点间的磁压降等于通过的磁通与磁 阻的乘积。,1、 导磁体的磁阻,（5-3）,（5-7）,5. 2 磁路计算的基本定律,2、 空气隙磁路的磁阻 空气隙磁路的欧姆定律： 空气隙磁路的磁阻： 空气隙磁导：

4、空气隙的磁压降：,5.2.3 磁路的欧姆定律,（5-8）,（5-9）,（5-10）,（5-11）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.1 数学解析法计算气隙磁导 ：按磁路的欧姆定律确定的气隙磁 导计算公式进行计算。在均匀磁场中，计算公式为：,（5-12）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.1 数学解析法计算气隙磁导 ： 1、相互平行的矩形磁极（图5-10）,（5-13）,（5-14）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.1 数学解析法计算气隙磁导 ： 2、相互平行的圆形磁极（图5-10）,（5-15）,（5-16）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.1 数学解析法计算气隙磁导 ： 3、端面不平行的矩形磁极

5、（图5-11）,（5-17）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.1 数学解析法计算气隙磁导 ： 4、磁极端面不都是平面但平行（图5-12）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.1 数学解析法计算气隙磁导 ： 4、磁极端面不都是平面但平行（图5-12）,（5-20）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-13） 图中的磁通分布，分割为若干个具有简单几何形状的磁通管。, 一个长方体 1 四个1/4圆柱体 2 四个1/4空心圆柱体 3 四个1/8球体 4 四个1/8空心球体5,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-13） 图中的磁通分布，

6、分割为若干个具有简单几何形状的磁通管。, 一个长方体 1 的磁导： 四个1/4圆柱体 2 的磁导：,（5-26）,（5-27）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-13）, 四个1/4空心圆柱体 3 的磁导： 四个1/8球体 4 的磁导：,（5-29）,（5-28）,（5-30）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-13）, 四个1/8空心球体5 的磁导： 总的气隙磁导：,（5-31）,（5-32）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-14） 图中的磁通分布，分割为若干个具有简单几何形状

7、的磁通管。, 一个圆柱体1 四个1/4圆柱体 2 四个1/4空心圆柱体 3,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-14） 图中的磁通分布，分割为若干个具有简单几何形状的磁通管。 四个区域：,第区域：,第区域：,第区域：,第区域：,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-14） 图中的磁通分布，分割为若干个具有简单几何形状的磁通管。, 一个圆柱体1的磁导：,（5-33）,5.3 气隙磁导的计算, 四个1/4圆柱体 2的磁导：, 圆柱体 2的磁导,（5-34）,5.3 气隙磁导的计算, 四个1/4空心圆柱体 3 的磁导：, 空心圆柱

8、体3 的磁导,（5-35）,5.3 气隙磁导的计算,5.3.2 分割磁场法计算气隙磁导 ： （图5-14） 图中的磁通分布，分割为若干个具有简单几何形状的磁通管。, 总的工作气隙磁导：,（5-36）,气隙磁导的计算 例51,解：图中的磁通分布，分割为若干个具有简单几何形状的磁通管., 一个圆柱体1 四个1/4圆柱体 2 四个1/4空心圆柱体 3,气隙磁导的计算 例51,（1） 一个圆柱体的磁导：,解：1、计算工作气隙磁导：,气隙磁导的计算 例51,（2）四个1/4圆柱体的磁导,气隙磁导的计算 例51,（2）四个1/4圆柱体的磁导, 四个1/4圆柱体的总磁导,气隙磁导的计算 例51,（3）四个1

9、/4空心圆柱体的磁导（ ）,气隙磁导的计算 例51, 四个1/4圆柱体的总磁导,（3）四个1/4空心圆柱体的磁导（ ）,气隙磁导的计算 例51,（4）工作气隙总磁导,解：2、计算铁心单位长度对铁轭的漏磁导：,5.4 直流磁路的计算,5.4.1 直流磁路计算的任务 在电磁铁的尺寸和工作气隙是已知的情况下，有两类任务： （1） 已知工作气隙磁通值 ，求所需线圈磁通势 。 （2） 已知线圈磁通势 ，求工作气隙磁通值 。,5.4 直流磁路的计算, 直流磁路计算方法采用分段法计算磁路（图5-15）,5.4 直流磁路的计算,5.4.2 直流磁路计算方法采用漏磁系数法计算磁路（图5-16）,5.4 直流磁路

10、的计算,5.4.2 直流磁路计算方法采用漏磁系数法计算磁路（图5-16） （图5-17）, 漏磁系数的概念表达式：, 漏磁导：, 漏磁系数计算公式：,（5-38）,（5-44）,（5-45）,5.4 直流磁路的计算,5.4.2 直流磁路计算方法采用漏磁系数法计算磁路（图5-16）,1 已知工作气隙磁通值 ，求所需线圈磁通势 。,1） 在已知的工作气隙值下，计算工作气隙磁导、各非工作气隙磁导及铁心单位长度漏磁导等。 2） 用公式（5-44）计算等效漏磁导，用公式（5-45）计算漏磁系数。 3） 计算工作气隙磁压降：公式（5-46） 4） 计算导磁体各部分的铁磁阻压降及各非工作气隙压降。 5） 计

11、算所需线圈磁通势。公式（5-47）,5.4 直流磁路的计算, 局部磁路磁压降（表5-1）,5.4 直流磁路的计算,5.4.2 直流磁路计算方法采用漏磁系数法计算磁路（图5-16）,2、已知线圈磁通势 ，求工作气隙磁通值 。,1） 在已知的工作气隙值下，计算工作气隙磁导、各非工作气隙磁导及铁心单位长度漏磁导等。 2） 用公式（5-44）计算等效漏磁导，用公式（5-45）计算漏磁系数。 3） 假定导磁体的铁磁阻及各非工作气隙磁导为零，用公式（5-48）的零次近似值。 4） 假定56个工作气隙磁通值，按表（5-1）的方法计算出相应的局部磁路的磁压降，作局部磁路的磁化曲线，如图（5-18）所示。 5）

12、 用图解法计算所求的工作气隙磁通值。,5.4 直流磁路的计算,5.4.2 直流磁路计算方法采用漏磁系数法计算磁路（图5-16）,2、已知线圈磁通势 ，求工作气隙磁通值 。,5.5 交流磁路的计算,5.5.1 交流磁路的主要特点, 磁通势和磁通的相位不同。, 交流磁路的磁通势和磁通都是交变的。, 交流并联电磁铁的磁链基本恒定。, 交流并联电磁铁的线圈电流随工作气隙的大小变化,5.5 交流磁路的计算,5.5.1 交流磁路的主要特点,5.5 交流磁路的计算,5.5.2 交流并联电磁铁磁路计算的任务和方法, 已知线圈电压、线圈匝数，求工作气隙磁通和线圈电流。,1、 两类任务, 已知线圈电压、工作气隙磁

13、通，求线圈匝数和线圈电流。,5.5 交流磁路的计算,5.5.2 交流并联电磁铁磁路计算的任务和方法, 漏磁系数的表达式：,2、 交流并联电磁铁磁路计算的方法漏磁系数法（重要公式）, 等效漏磁导：, 漏磁系数的计算重要公式：, 工作气隙总磁导：,（5-53）,（5-55）,（5-56）,（5-60）,（5-61）,5.5 交流磁路的计算,5.5.3 交流并联电磁铁磁路计算的步骤, 已知线圈的电压、线圈电阻、线圈匝数，求工作气隙磁通和线圈电流 1）计算工作气隙磁导、铁心单位长度漏磁导。 2）用公式（5-55）计算等效漏磁导，用公式（5-61）计算漏磁系数。 3）计算线圈电流。用公式（5-63）和（

14、5-63）计算。 4）求线圈的总磁链。用公式（5-64）计算。 5）求工作气隙磁通。用公式（5-65）计算。,1、 衔铁处于打开位置,5.5 交流磁路的计算,5.5.3 交流并联电磁铁磁路计算的步骤,1、 衔铁处于打开位置, 已知线圈的电压、工作气隙磁通，求线圈匝数和线圈电流 1）计算线圈匝数，用公式（5-66）计算。 2）计算线圈电流，用公式（5-62）和（5-63）计算,5.5 交流磁路的计算,5.5.3 交流并联电磁铁磁路计算的步骤,2、 衔铁处于闭合位置, 已知线圈的电压、线圈匝数，求工作气隙磁通和线圈电流 1）计算工作气隙磁导、各非工作气隙磁导，均可用数学解析法计算。 2）计算工作气隙磁通，用公式（5-67）计算。 3）计算线圈电流。根据公式（5-68） （5-77）计算。,5.5 交流磁路的计算,5.5.3 交流并联电磁铁磁路计算的步骤,2、 衔铁处于闭合位置, 已知线圈的电压、工作气隙磁通，求线圈匝数和线圈电流 1）计算线圈匝数，用公式（5-78）计算。 2）计算线圈电流，根据公式（5-68） （5-77）计算。,直流与交流电磁铁磁路计算的比较,第五章 结束,