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1、第一章第一章 磁路磁路二二一一年年电机学课程讲稿电机学课程讲稿 1.1 概述1.2 磁场和磁路的基本定律1.3 常用铁磁材料及其特性1.4 磁路的计算方法第一章 磁路1.1 概述磁路的概念1/1p电磁感应p电场和磁场p磁路磁通所经过的路径p主磁通和漏磁通p永磁、直流励磁和交流励磁1.2.1 全电流定律1.2.2 电磁感应定律1.2.3 电磁力定律1.2.4 磁路的欧姆定律1.2 磁场和磁路的基本定律1.2.5 磁路的基尔霍夫 第一定律1.2.6 磁路的基尔霍夫 第二定律附：磁路与电路的比较1.2.1 全电流定律（安培环路定律）文字描述1/2p磁场的本源运动的电荷（电流）p全电流定律磁感应强度沿
2、任何闭合回路L的线积分，等于穿过该回路的所有电流代数和的0倍。1.2.1 全电流定律（安培环路定律）公式表达2/21.2.2 电磁感应定律法拉弟电磁感应定律（单匝线圈）1/5在国际单位制下1.2.2 电磁感应定律法拉弟电磁感应定律（多匝线圈）2/5每匝磁通相同时1.2.2 电磁感应定律感生电动势（变压器电动势）3/5则若有效值1.2.2 电磁感应定律动生电动势（运动电动势）4/51.2.2 电磁感应定律其他表现形式5/51.2.3 电磁力定律电磁力定律的公式表达1/11.2.4 磁路的欧姆定律磁路欧姆定律的公式表达1/1 F 磁动势，单位为A Rm 磁阻，单位为A/Wb 或 H-1m 磁导，单
3、位为Wb/A 或 H1.2.5 磁路的基尔霍夫第一定律磁通连续性定律1/31.2.5 磁路的基尔霍夫第一定律若磁密方向处处垂直于曲面2/31.2.5 磁路的基尔霍夫第一定律在电机或变压器的分析中3/31.2.6 磁路的基尔霍夫第二定律全电流定律应用于电机或变压器的分段磁路中1/1附： 磁路与电路的比较磁路与电路物理量的比较1/3电 路磁 路物理量符号或定义单位物理量符号或定义单位电流IA磁通 Wb电压U=El V磁动势F=H l A电阻R=l /(A) 磁阻Rm=l /(A) 1/H 电导G=1/R S磁导=1/ Rm H电流密度J=I /A A/m2磁通密度B=/A Wb/m2 电导率 S/
4、m 磁导率 H/m 附： 磁路与电路的比较磁路与电路基本定律的比较2/3电 路磁 路基本定律定义基本定律定义电流定律I=0 磁通连续性定律=0 电压定律 U=0 安培环路定律 Hl =Ni 欧姆定律 U=RI 磁路欧姆定律 F=Rm 附： 磁路与电路的比较磁路与电路的区别3/3p电流表示带电质点的运动，它通过电阻时的损耗为I2R；磁通不代表质点运动，2Rm也不代表损耗。p有电的绝缘体，但无磁的“绝磁体”，漏磁现象比漏电现象明显得多。p含铁磁材料的磁路都是非线性的。1.3.1 铁磁物质的磁化1.3.2 铁磁物质的磁化曲线1.3.3 铁磁材料1.3.4 铁心损耗1.3 常用铁磁材料及其特性1.3.
5、1 铁磁物质的磁化磁化及其物理解释1/1p磁化p分子电流观点（分子环流）p磁荷观点（磁偶极子）p铁磁物质的磁导率远远大于空气的磁导率1.3.2 铁磁物质的磁化曲线起始磁化曲线1/31.3.2 铁磁物质的磁化曲线磁滞回线2/3p剩磁p矫顽力1.3.2 铁磁物质的磁化曲线基本磁化曲线3/31.3.3 铁磁材料软磁材料1/2磁滞回线窄，剩磁和矫顽力都较小，用于构成交变磁路。电机中常用的软磁材料有铸铁、铸钢、硅钢。1.3.3 铁磁材料硬磁材料2/2磁滞回线宽，剩磁和矫顽力都较大，常制成永久磁铁。永磁电机中常用的永磁材料有铁氧体、铝镍钴、稀土钴、钕铁硼等。1.3.4 铁心损耗磁滞损耗1/31.3.4 铁
6、心损耗涡流损耗2/31.3.4 铁心损耗铁心损耗3/31. 4 磁路的计算方法磁路计算已知磁通求磁动势已知磁动势求磁通试探法无分支（串联）磁路的计算有分支（并联）磁路的计算1.4.1 无分支磁路的计算计算步骤1/3a)将磁路分成若干段，要求每一段都是均匀的（即截面相等、材料相同），再根据磁路尺寸计算各段的截面积和平均长度。b)根据给定的磁通，由B=/A计算各段的磁通密度。1.4.1 无分支磁路的计算计算步骤（续）2/3c)根据各段的磁通密度求对应的磁场强度 。d)根据各段的磁场强度H和平均长度l，计算各段磁压降Hl 。e)根据磁路的基尔霍夫第二定律求出所需磁势。1.4.1 无分支磁路的计算计算示例3/31.4.2 有分支磁路的计算计算步骤1/3a)根据磁路的材料和截面等对磁路进行分段，并计算各段的截面积和平均长度。b)根据给定的磁通，假定磁路各部分的磁势及磁通的正方向。1.4.2 有分支磁路的计算计算步骤（续）2/3c)列出磁路基尔霍夫第一、二定律方程式。d)根据各段磁路的材料、截面积和磁通等，分别计算各段的B、H及Hl 。e)根据所列方程式求出磁势。1.4.2 有分支磁路的计算计算示例3/3
