电工学第6章磁路与铁心线圈电路ppt课件

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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术第第6 6章章 磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路6.3 6.3 变压器变压器变压器变压器6.4 6.4 电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁 6.1 6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法磁路及其分析方法磁路及其分析方法6.2 6.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术2. 2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和了解变压器的基本结构、工作原

2、理、运行特性和了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；3. 3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；4. 4.了解三相电压的变换方法；了解三相电压的变换方法；了解三相电压的变换方法；了解三相电压的变换方法；本章要求：本章要求：第第6 6章章 磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路5. 5. 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。

3、了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。1. 1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路；心线圈电路；心线圈电路；心线圈电路；:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技

4、术6.1.1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量1. 磁感应强度磁感应强度 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B B B的大小的大小的大小的大小: : : :磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B B B的方向的方向的方向的方向: : : : 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B B

5、B的单位的单位的单位的单位: : : : 特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉(T)(T)(T)(T)，1T = 1Wb/m2 1T = 1Wb/m2 1T = 1Wb/m2 1T = 1Wb/m2 均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场: : : : 各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称匀强磁场。磁场，也称匀强磁场。磁场，也称匀强磁场。磁场，也称匀强磁场。6.1 磁路及其基本定律磁路及其基本定律:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术2. 磁通磁通

6、穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于B B方向的面积方向的面积方向的面积方向的面积S S中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。 说明说明说明说明: : : : 如果不是均匀磁场，则取如果不是均匀磁场，则取如果不是均匀磁场，则取如果不是均匀磁场，则取B B B B的平均值。的平均值。的平均值。的平均值。在均匀磁场中在均匀磁场中在均匀磁场中在均匀磁场中 = B S = B S 或或或或 B= B= /S /S磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B B B在数值上可以看成为与磁场方向垂直的在数值上可以看成为与磁场方向垂直的在数值上可以看成为与磁场方向垂直的在数值

7、上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通单位面积所通过的磁通单位面积所通过的磁通单位面积所通过的磁通, , , ,故又称磁通密度。故又称磁通密度。故又称磁通密度。故又称磁通密度。磁通磁通磁通磁通 的单位的单位的单位的单位: : : :韦韦韦韦 伯伯伯伯(Wb) 1Wb =1Vs(Wb) 1Wb =1Vs(Wb) 1Wb =1Vs(Wb) 1Wb =1Vs3. 磁场强度磁场强度介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度 B B 与介质磁导率与介质磁导率与介质磁导率与介质磁导率 之比。之比。之比。之比。磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH的单位

8、的单位的单位的单位 ：安培：安培：安培：安培/ /米米米米A/m)A/m):下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。作为正、反之为负。作为正、反之为负。作为正、反之为负。 式中：式中：式

9、中：式中： 是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合 线线线线( (常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线) )的线积分；的线积分；的线积分；的线积分； I I I I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律全电流定律）安培环路定律全电流定律）安培环路定律全电流定

10、律）安培环路定律全电流定律）I IHH安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。 在均匀磁场中在均匀磁场中在均匀磁场中在均匀磁场中 Hl = IN Hl = IN :下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 例例例例: : 环形线圈如图，其中媒质是均匀的，环形线圈如图，其中媒质是均匀的，环形线圈如图，其中媒质是均匀的，环形线圈如图，其中媒质是均匀的， 试计算试计算试计算试计算 线圈内部各点的磁场强度。线圈内部各点的磁场强度。线圈内部各点

11、的磁场强度。线圈内部各点的磁场强度。解解解解: : 取磁通作为闭合回线，以取磁通作为闭合回线，以取磁通作为闭合回线，以取磁通作为闭合回线，以 其其其其方向作为回线的围绕方向，则有：方向作为回线的围绕方向，则有：方向作为回线的围绕方向，则有：方向作为回线的围绕方向，则有：S Sx x HxHxI IN N匝匝匝匝:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术线圈匝数与电流的乘积线圈匝数与电流的乘积线圈匝数与电流的乘积线圈匝数与电流的乘积NI NI ，称为磁通势，称为磁通势，称为磁通势，称为磁通势，用字母用字母用字母用字母 F F 表示，则有表示，则有

12、表示，则有表示，则有 F = NI F = NI磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安 培培培培 。式中：式中：式中：式中：N N N N 线圈匝数；线圈匝数；线圈匝数；线圈匝数； lx=2 lx=2 lx=2 lx=2 x x x x是半径为是半径为是半径为是半径为x x x x的圆周长；的圆周长；的圆周长；的圆周长； Hx Hx Hx Hx 半径半径半径半径x x x x处的磁场强度；处的磁场强度；处的磁场强度；处的磁场强度； NI NI NI NI 为线圈匝数与电流的乘积。为线圈匝数与电流的

13、乘积。为线圈匝数与电流的乘积。为线圈匝数与电流的乘积。故得：故得：故得：故得：S Sx x HxHxI IN N匝匝匝匝:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用 0 0表示，有：表示，有：表示，有：表示，有：4. 磁导率磁导率表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率 r r：

14、 任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率 和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率 0 0的比值。的比值。的比值。的比值。磁导率磁导率磁导率磁导率 的单位：亨的单位：亨的单位：亨的单位：亨/ /米米米米H/mH/m）:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 例：环形线圈如图，其中媒质是均例：环形线圈如图，其中媒质是均例：环形线圈如图，其中媒质是均例：环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为匀的，磁导率为匀的，磁导率为匀的，磁导率为 ，试计算线圈内，试计算线圈内，试计算线圈内，试计算线圈内部各点

15、的磁感应强度。部各点的磁感应强度。部各点的磁感应强度。部各点的磁感应强度。解：半径为解：半径为解：半径为解：半径为x x处各点的磁场强度为处各点的磁场强度为处各点的磁场强度为处各点的磁场强度为故相应点磁感应强度为故相应点磁感应强度为故相应点磁感应强度为故相应点磁感应强度为S Sx x HxHxI IN N匝匝匝匝 由上例可见由上例可见由上例可见由上例可见, , , ,磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度 H H H H 只与电流只与电流只与电流只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁大小、线圈匝

16、数、以及该点的几何位置有关，与磁大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场媒质的磁性场媒质的磁性场媒质的磁性场媒质的磁性( ( ( ( ) ) ) ) 无关；而磁感应强度无关；而磁感应强度无关；而磁感应强度无关；而磁感应强度 B B B B 与磁场与磁场与磁场与磁场媒质的磁性有关。媒质的磁性有关。媒质的磁性有关。媒质的磁性有关。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术5. 物质的磁性物质的磁性（1 1非磁性物质非磁性物质非磁性物质非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎非磁性物质分子

17、电流的磁场方向杂乱无章，几乎非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁导率都是常数，有：非磁性材料的磁导率都是常数，有：非磁性材料的磁导率都是常数，有：非磁性材料的磁导率都是常数，有： 所以磁通所以磁通所以磁通所以磁通 与产生此磁通的电流与产生此磁通的电流与产生此磁通的电流与产生此磁通的电流 I I 成正比，呈成正比，呈成正比，呈成正比，呈线性关系。线性关系。线性关系。线性关系。当磁场媒质是非磁性材料时，

18、有：当磁场媒质是非磁性材料时，有：当磁场媒质是非磁性材料时，有：当磁场媒质是非磁性材料时，有：即即即即 B B与与与与 H H 成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。由于由于由于由于O OHHB B 0 0 ， r r 1 1B = B = 0 H 0 H ( ( ) )( I )( I ):下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（2 2） 磁性物质磁性物质磁性物质磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一磁性物质内部形成许多小区域，

19、其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。显示磁性，称这些小区域为磁畴。显示磁性，称这些小区域为磁畴。显示磁性，称这些小区域为磁畴。 在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁场方向趋于一致，物质

20、整体显示出磁性来，称为磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。磁化。即磁性物质能被磁化。磁化。即磁性物质能被磁化。磁化。即磁性物质能被磁化。磁磁磁磁畴畴畴畴外外外外磁磁磁磁场场场场在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁磁磁磁畴畴畴畴:下一页下一页总目录总

21、目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.1.2 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能1. 高导磁性高导磁性 磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即 r r 1 (1 (如坡如坡如坡如坡莫合金，其莫合金，其莫合金，其莫合金，其 r r 可达可达可达可达 2 2 105 ) 105 ) 。 磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。能。能。能。 磁性材料主要指铁、镍、

22、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。放有铁心。放有铁心。放有铁心。 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备磁性物质的高导磁性被广泛地

23、应用于电工设备磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。度。度。度。:下一页下一页总目录总目录

24、 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。外磁场的增强而无限的增强。外磁场的增强而无限的增强。外磁场的增强而无限的增强。2. 磁饱和性磁饱和性BJ BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；的磁感应强度曲线；的磁感应强度曲线；的磁感应强度曲线；B0 B0 磁场内不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的磁场内

25、不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线；磁感应强度直线；磁感应强度直线；磁感应强度直线；B BJB BJ曲线和曲线和曲线和曲线和B0B0直线的纵坐标直线的纵坐标直线的纵坐标直线的纵坐标相相相相 加即磁场的加即磁场的加即磁场的加即磁场的 B-H B-H 磁化曲线。磁化曲线。磁化曲线。磁化曲线。O OHHB BB0B0BJBJB B a a b b磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一

26、定外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。某一定值。如图。某一定值。如图。某一定值。如图。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上

27、一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 B-H 磁化曲线的特征：磁化曲线的特征： Oa段：段：B 与与H几乎成正几乎成正比地增加；比地增加； ab段：段： B 的增加缓慢下的增加缓慢下来；来； b点以后：点以后：B增加很少，增加很少，达到饱和。达到饱和。O OHHB BB0B0BJBJB B a a b b 有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，B B 与与 H H不成不成正比，磁性物质的磁导正比，磁性物质的磁导率率 不是常数，随不是常数，随H H而变。而变。 有磁性物质存在时，有磁性物质存在时， 与与 I I 不成不成正比。正比。 磁性物质的磁化曲线在磁路计磁性物质的磁化曲线在磁路计磁性物

28、质的磁化曲线在磁路计磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，算上极为重要，其为非线性曲线，算上极为重要，其为非线性曲线，算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出。实际中通过实验得出。实际中通过实验得出。实际中通过实验得出。 O OHHB,B, B B 磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线B B和和和和 与与与与HH的关系的关系的关系的关系:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术3. 磁滞性磁滞性 磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其

29、B-HB-H关系曲线关系曲线关系曲线关系曲线是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。磁滞性：磁性材料中磁感应强度磁滞性：磁性材料中磁感应强度磁滞性：磁性材料中磁感应强度磁滞性：磁性材料中磁感应强度B B的变化总是滞后于的变化总是滞后于的变化总是滞后于的变化总是滞后于 外磁场变化的性质。外磁场变化的性质。外磁场变化的性质。外磁场变化的性质。磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线O OHHB BBrBrHcHc剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度Br (Br (剩磁剩磁剩磁剩磁) ) ： 当线圈中

30、电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零(H=0)(H=0)时，铁心中的磁感应强度。时，铁心中的磁感应强度。时，铁心中的磁感应强度。时，铁心中的磁感应强度。矫顽磁力矫顽磁力矫顽磁力矫顽磁力HcHc： 使使使使 B = 0 B = 0 所需的所需的所需的所需的 H H 值。值。值。值。 磁性物质不同，其磁滞回线磁性物质不同，其磁滞回线磁性物质不同，其磁滞回线磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。和磁化曲线也不同。和磁化曲线也不同。和磁化曲线也不同。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 几种常见磁性物质的磁

31、化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线a a 铸铁铸铁铸铁铸铁 b b 铸钢铸钢铸钢铸钢 c c 硅钢片硅钢片硅钢片硅钢片O O0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 103103H/(A/m)H/(A/m)H/(A/m)H/(A/m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 103103B/TB/T1.81.81.61.61.41.41.21.21.01.00.80.80.60.60.40

32、.40.20.2a ab ba ab bc cc c:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(3)(3)矩磁材料矩磁材料矩磁材料矩磁材料 具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作近矩形，稳定性良好。在计算机和

33、控制系统中用作近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。氧体等。氧体等。氧体等。(2)(2)硬磁材料硬磁材料硬磁材料硬磁材料 具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍

34、铝钴合金等。制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。(1)(1)软磁材料软磁材料软磁材料软磁材料 具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。硅钢、坡莫合金即铁氧体等。硅钢、坡莫合金即铁氧体等。硅钢、坡莫合金即铁氧体等

35、。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.1.3 磁路的分析方法磁路的分析方法 在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成物质的磁导率

36、高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。+NIfNSS直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术磁路欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路欧姆定律是分析磁路的基本定律 环形线圈如图，其中媒质是均环

37、形线圈如图，其中媒质是均环形线圈如图，其中媒质是均环形线圈如图，其中媒质是均 匀的，磁导率匀的，磁导率匀的，磁导率匀的，磁导率为为为为 ， 试计算线圈内部试计算线圈内部试计算线圈内部试计算线圈内部 的磁通的磁通的磁通的磁通 。 解：根据安培环路定律，有解：根据安培环路定律，有解：根据安培环路定律，有解：根据安培环路定律，有设磁路的平均长度为设磁路的平均长度为设磁路的平均长度为设磁路的平均长度为 l l，则有，则有，则有，则有1. 1. 引例引例引例引例S Sx x HxHxI IN N匝匝匝匝:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术式中：式中

38、：式中：式中：F=NI F=NI 为磁通势，由其产生磁通；为磁通势，由其产生磁通；为磁通势，由其产生磁通；为磁通势，由其产生磁通； Rm Rm 称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用； l l 为磁路的平均长度；为磁路的平均长度；为磁路的平均长度；为磁路的平均长度； S S 为磁路的截面积。为磁路的截面积。为磁路的截面积。为磁路的截面积。2. 2. 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 若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为 ，磁通势为，磁通势为

39、，磁通势为，磁通势为F F ，磁阻为，磁阻为，磁阻为，磁阻为RmRm，那么那么那么那么即有：即有：即有：即有：:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术3. 3. 磁路与电路的比较磁路与电路的比较磁路与电路的比较磁路与电路的比较 磁路磁路磁路磁路磁通势磁通势磁通势磁通势F F磁通磁通磁通磁通 磁阻磁阻磁阻磁阻电路电路电路电路电动势电动势电动势电动势 E E电流密度电流密度电流密度电流密度 J J 电阻电阻电阻电阻磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B电流电流电流电流 I I N NI I+ +_ _E EI IR R:下一页下一页总目录

40、总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术4. 4. 磁路分析的特点磁路分析的特点磁路分析的特点磁路分析的特点(1)(1)在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离不开磁场的概念；不开磁场的概念；不开磁场的概念；不开磁场的概念；(2)(2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路时一般都要考虑漏磁通；路时一般都要

41、考虑漏磁通；路时一般都要考虑漏磁通；路时一般都要考虑漏磁通；(3)(3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于由于由于由于 不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，只能用于定性分析；不能直接用来计算，只能用于定性分析；不能直接用来计算，只能用于定性分析；不能直接用来计算，只能用于定性分析；(4)(4)在电路中，当在电路

42、中，当在电路中，当在电路中，当 E=0 E=0时，时，时，时，I=0I=0；但在磁路中，由于有；但在磁路中，由于有；但在磁路中，由于有；但在磁路中，由于有剩磁，当剩磁，当剩磁，当剩磁，当 F=0 F=0 时，时，时，时， 不为零；不为零；不为零；不为零；:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术5. 磁路的分析计算磁路的分析计算主要任务主要任务主要任务主要任务: : 预先选定磁性材料中的磁通预先选定磁性材料中的磁通预先选定磁性材料中的磁通预先选定磁性材料中的磁通 ( (或磁感或磁感或磁感或磁感应强度应强度应强度应强度) )，按照所定的磁通、磁路

43、各段的尺寸和材，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料料料料, ,求产生预定的磁通所需要的磁通势求产生预定的磁通所需要的磁通势求产生预定的磁通所需要的磁通势求产生预定的磁通所需要的磁通势F=NI F=NI ， 确定确定确定确定线圈匝数和励磁电流。线圈匝数和励磁电流。线圈匝数和励磁电流。线圈匝数和励磁电流。基本公式基本公式基本公式基本公式: : 设磁路由不同材料或不同长度和截面积的设磁路由不同材料或不同长度和截面积的设磁路由不同材料或不同长度和截面积的设磁路由不同材料或不同长度和截面积的 n n 段组段组段组段组成，则基本公式

44、为：成，则基本公式为：成，则基本公式为：成，则基本公式为： 即即即即:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术基本步骤基本步骤基本步骤基本步骤: : （由磁通（由磁通（由磁通（由磁通 求磁通势求磁通势求磁通势求磁通势F=NI F=NI ）(1) (1) 求各段磁感应强度求各段磁感应强度求各段磁感应强度求各段磁感应强度 Bi Bi 各段磁路截面积不同，通过同一磁通各段磁路截面积不同，通过同一磁通各段磁路截面积不同，通过同一磁通各段磁路截面积不同，通过同一磁通 ，故有：，故有：，故有：，故有：(2) (2) 求各段磁场强度求各段磁场强度求各段磁场强

45、度求各段磁场强度 Hi Hi 根据各段磁路材料的磁化曲线根据各段磁路材料的磁化曲线根据各段磁路材料的磁化曲线根据各段磁路材料的磁化曲线 Bi=f ( Hi) , Bi=f ( Hi) ,求求求求B1B1， B2 B2 ，相对应的相对应的相对应的相对应的 H1 H1， H2 H2 ，。(3) (3) 计算各段磁路的磁压降计算各段磁路的磁压降计算各段磁路的磁压降计算各段磁路的磁压降 （Hi li Hi li ） (4) (4) 根据下式求出磁通势（根据下式求出磁通势（根据下式求出磁通势（根据下式求出磁通势（ NI NI ） :下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技

46、术电工技术电工技术例例例例1:1:一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为300300， 铁心中的磁感应强度为铁心中的磁感应强度为铁心中的磁感应强度为铁心中的磁感应强度为 0.9T 0.9T，磁路的平均长度为，磁路的平均长度为，磁路的平均长度为，磁路的平均长度为 45cm 45cm，试求：，试求：，试求：，试求： (1) (1)铁心材料为铸铁时线圈中的电铁心材料为铸铁时线圈中的电铁心材料为铸铁时线圈中的电铁心材料为铸铁时线圈中的电 流流流流; (2); (2)铁心材料为硅钢片时线圈中

47、的电流。铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。解：解：解：解： （1 1查铸铁材料的磁化曲线，查铸铁材料的磁化曲线，查铸铁材料的磁化曲线，查铸铁材料的磁化曲线， 当当当当 B=0.9 T B=0.9 T 时，时，时，时，(2)(2)查硅钢片材料的磁化曲线，查硅钢片材料的磁化曲线，查硅钢片材料的磁化曲线，查硅钢片材料的磁化曲线，当当当当 B=0.9 T B=0.9 T 时，时，时，时， 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度 H=9000 A/m H=9000 A/m，那么，那么，那么，那么磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度 H=260 A/m

48、H=260 A/m，那么，那么，那么，那么结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量。高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量。高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量。高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 如线圈中通有同样大小的电流如线圈中通有同样大小的电流如线圈中通有同样大小的电流如线圈中通有同样大小的电流0.39

49、A0.39A，则铁心中的磁场强度是相等的，都是则铁心中的磁场强度是相等的，都是则铁心中的磁场强度是相等的，都是则铁心中的磁场强度是相等的，都是260 A/m260 A/m。查磁化曲线可得，查磁化曲线可得，查磁化曲线可得，查磁化曲线可得， 在例在例在例在例1(1)1(1)，(2)(2)两种情况下，如线圈中通有同样两种情况下，如线圈中通有同样两种情况下，如线圈中通有同样两种情况下，如线圈中通有同样大小的电流大小的电流大小的电流大小的电流0.39A0.39A，要得到相同的磁通，要得到相同的磁通，要得到相同的磁通，要得到相同的磁通 ，铸铁材，铸铁材，铸铁材，铸铁材料铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积

50、，哪料铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪料铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪料铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪一个比较小？一个比较小？一个比较小？一个比较小？【分析】【分析】【分析】【分析】 B B硅钢是硅钢是硅钢是硅钢是B B铸铁的铸铁的铸铁的铸铁的1717倍。倍。倍。倍。 因因因因 =BS =BS，如要得到相同的磁通，如要得到相同的磁通，如要得到相同的磁通，如要得到相同的磁通 ，则铸铁铁，则铸铁铁，则铸铁铁，则铸铁铁心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的1717倍。

51、倍。倍。倍。B B铸铁铸铁铸铁铸铁 = 0.05T = 0.05T、 B B硅钢硅钢硅钢硅钢 =0.9T,=0.9T,结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用铁量大为降低。使铁心的用铁量大为降低。使铁心的用铁量大为降低。使铁心的用铁量大为降低。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上

52、一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 查铸钢的磁化曲线，查铸钢的磁化曲线，查铸钢的磁化曲线，查铸钢的磁化曲线， B=0.9 T B=0.9 T 时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度 H1=500 A/m H1=500 A/m例例例例2: 2: 有一环形铁心线圈，其内径为有一环形铁心线圈，其内径为有一环形铁心线圈，其内径为有一环形铁心线圈，其内径为10cm10cm，外径为，外径为，外径为，外径为 5cm 5cm，铁心材料为铸钢。磁路中含有一空气隙，铁心材料为铸钢。磁路中含有一空气隙，铁心材料为铸钢。磁路中含有一空气隙，铁心材料为铸钢。磁路中含有一空气隙， 其长度等于其长度等于其

53、长度等于其长度等于 0.2cm 0.2cm。 设线圈中通有设线圈中通有设线圈中通有设线圈中通有 1A 1A 的电流，的电流，的电流，的电流， 如要得到如要得到如要得到如要得到 0.9T 0.9T 的磁感应强度，试求线圈匝数。的磁感应强度，试求线圈匝数。的磁感应强度，试求线圈匝数。的磁感应强度，试求线圈匝数。 解解解解: :空气隙的磁场强度空气隙的磁场强度空气隙的磁场强度空气隙的磁场强度铸钢铁心的磁场强度，铸钢铁心的磁场强度，铸钢铁心的磁场强度，铸钢铁心的磁场强度，铁心的平均长度铁心的平均长度铁心的平均长度铁心的平均长度磁路的平均总长度为磁路的平均总长度为磁路的平均总长度为磁路的平均总长度为:下

54、一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 对各段有对各段有对各段有对各段有 总磁通势为总磁通势为总磁通势为总磁通势为 线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为 磁路中含有空气隙时，由于其磁磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，磁通势几乎都降在空气隙阻较大，磁通势几乎都降在空气隙上面。上面。结论：当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，结论：当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，结论：当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，结论：当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流设要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流设要得

55、到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流设要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流设线圈匝数一定）。线圈匝数一定）。线圈匝数一定）。线圈匝数一定）。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路6.2 .1 电磁关系电磁关系 + +e e + +e e + + u uN Ni i（磁通势）（磁通势）主磁通主磁通主磁通主磁通 ：通过铁心闭合的：通过铁心闭合的：通过铁心闭合的：通过铁心闭合的磁通。磁通。磁通。磁通。漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通：经过空气或其：经过空气或其：经过空气或其：经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通。

56、它非导磁媒质闭合的磁通。它非导磁媒质闭合的磁通。它非导磁媒质闭合的磁通。线圈线圈线圈线圈铁心铁心铁心铁心 i i，铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感 与与与与i i不是线性关系。不是线性关系。不是线性关系。不是线性关系。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.2 .2 电压电流关系电压电流关系根据根据根据根据KVL:KVL: + + + + + +e ee e u uN Ni i式中：式中：式中：式中：R R是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻 L L 是漏磁电感是漏磁电感

57、是漏磁电感是漏磁电感 当当当当 u u 是正弦电压时，其它各电压、电流、电动势是正弦电压时，其它各电压、电流、电动势是正弦电压时，其它各电压、电流、电动势是正弦电压时，其它各电压、电流、电动势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术设主磁通设主磁通设主磁通设主磁通 那么那么那么那么有效值有效值有效值有效值 由于线圈电阻由于线圈电阻 R 和感抗和感抗X （或漏磁（或漏磁通通）较小

58、，其电压降也较小，与主）较小，其电压降也较小，与主磁电动势磁电动势 E 相比可忽略，故有相比可忽略，故有式中：式中：式中：式中：BmBm是铁心中磁感应强度的最大值，单位是铁心中磁感应强度的最大值，单位是铁心中磁感应强度的最大值，单位是铁心中磁感应强度的最大值，单位TT； S S 是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位m2m2。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.2 .3 功率损耗功率损耗 交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要

59、有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。1. 1. 铜损（铜损（铜损（铜损（ PcuPcu） 在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中, , 线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻R R上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用 Pcu Pcu 表示。表示。表示。表示。 Pcu = RI2Pcu = RI2式中：式中：式中：式中：R R是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；I I 是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。2. 2. 铁损（铁损（

60、铁损（铁损（ PFePFe） 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用 PFe PFe 表示。表示。表示。表示。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。 + + u ui i:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术（1 1磁滞损耗（磁滞损耗（磁滞损耗（磁滞损耗（ PhPh）由磁滞所产生的能量损耗称为

61、磁滞损耗（由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗（由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗（由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗（ PhPh）。）。）。）。 磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小： 单位体积内的磁滞损耗正比与单位体积内的磁滞损耗正比与单位体积内的磁滞损耗正比与单位体积内的磁滞损耗正比与磁滞回线的面积和磁场交变的频磁滞回线的面积和磁场交变的频磁滞回线的面积和磁场交变的频磁滞回线的面积和磁场交变的频率率率率 f f。O OHHB B 磁滞损耗转化为热能，磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。引起铁心发热。 减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施： 选用磁滞回线狭小的磁性材

62、料制作选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器和电机中使用的硅钢等铁心。变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。材料的磁滞损耗较低。 设计时应选择适当值以减小铁心饱和程度。设计时应选择适当值以减小铁心饱和程度。设计时应选择适当值以减小铁心饱和程度。设计时应选择适当值以减小铁心饱和程度。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术(2)(2)涡流损耗（涡流损耗（涡流损耗（涡流损耗（ PePe）涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗: : 由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。 涡流：交变磁

63、通在铁涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡流电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内在垂直于磁通的平面内环流。环流。涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施： 提高铁心的电阻率。铁心用彼此提高铁心的电阻率。铁心用彼此提高铁心的电阻率。铁心用彼此提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小

64、的截面内。小的截面内。小的截面内。小的截面内。 铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术理想铁心线圈电路理想铁心线圈电路理想铁心线圈电路理想铁心线圈电路 先将实际铁心线圈的线圈电阻先将实际铁心线圈的线圈电阻先将实际铁心线圈的线圈电阻先将实际铁心线圈的线圈电阻R R、漏磁感抗、漏磁感抗、漏磁感抗、漏磁感抗X X 分分分分出，得到用理想铁心线圈表示的电路；出，得到用理想铁心线圈表示的电路；出，得到用理想铁心线圈表示的电路；出，得

65、到用理想铁心线圈表示的电路； + + + +u ui iR RX X + + + uRuRu u 实际铁心线圈电路实际铁心线圈电路实际铁心线圈电路实际铁心线圈电路线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻漏磁感抗漏磁感抗漏磁感抗漏磁感抗 + + + + + +e ee e u ui i6.2 .4 等效电路等效电路 用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈交流电路。交流电路。交流电路。交流电路。 等效条件：在同样电压作用下，功率、电流及各等效条件：在同样电压作用下，功率、电流及

66、各等效条件：在同样电压作用下，功率、电流及各等效条件：在同样电压作用下，功率、电流及各量之间的相位关系保持不变。量之间的相位关系保持不变。量之间的相位关系保持不变。量之间的相位关系保持不变。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术+ + + +u ui iR RX X + + + uRuRu u X0 X0 R0 R0 + + + + + +e ee e u u 理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用R0X0R0X0串联的电路等效。其中：

67、电阻串联的电路等效。其中：电阻串联的电路等效。其中：电阻串联的电路等效。其中：电阻R0R0是和铁心能量损耗是和铁心能量损耗是和铁心能量损耗是和铁心能量损耗( (铁损铁损铁损铁损) )相应的等效电阻，感抗相应的等效电阻，感抗相应的等效电阻，感抗相应的等效电阻，感抗X0X0是和铁心能量储放相是和铁心能量储放相是和铁心能量储放相是和铁心能量储放相应的等效感抗。应的等效感抗。应的等效感抗。应的等效感抗。等效电路等效电路等效电路等效电路理想铁心线圈的等效电路理想铁心线圈的等效电路理想铁心线圈的等效电路理想铁心线圈的等效电路铁损铁损铁损铁损铁心储放能量的无功功率铁心储放能量的无功功率铁心储放能量的无功功率

68、铁心储放能量的无功功率:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 例例例例1: 1: 有一交流铁心线圈，电源电压有一交流铁心线圈，电源电压有一交流铁心线圈，电源电压有一交流铁心线圈，电源电压 U= 220 V U= 220 V电路中电路中电路中电路中电流电流电流电流 I=4 A I=4 A，功率表读数，功率表读数，功率表读数，功率表读数P=100WP=100W，频率，频率，频率，频率f=50Hzf=50Hz，漏磁，漏磁，漏磁，漏磁通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，

69、试求:(1):(1)铁心线铁心线铁心线铁心线圈的功率因数；（圈的功率因数；（圈的功率因数；（圈的功率因数；（2 2铁心线圈的等效电阻和感抗。铁心线圈的等效电阻和感抗。铁心线圈的等效电阻和感抗。铁心线圈的等效电阻和感抗。解解解解: : (1)(1)(2) (2) 铁心线圈的等效阻抗模为铁心线圈的等效阻抗模为铁心线圈的等效阻抗模为铁心线圈的等效阻抗模为等效电阻为等效电阻为等效电阻为等效电阻为等效感抗为等效感抗为等效感抗为等效感抗为:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 例例例例2: 2: 要绕制一个铁心线圈，已知电源电压要绕制一个铁心线圈，已知电源电压要绕制一个铁心线圈，已知

70、电源电压要绕制一个铁心线圈，已知电源电压 U= 220 V U= 220 V，频率频率频率频率 f=50Hz f=50Hz ，今量得铁心截面为，今量得铁心截面为，今量得铁心截面为，今量得铁心截面为30.2 cm2,30.2 cm2,铁心由硅钢片铁心由硅钢片铁心由硅钢片铁心由硅钢片叠成，设叠片间隙系数为叠成，设叠片间隙系数为叠成，设叠片间隙系数为叠成，设叠片间隙系数为0.91 (0.91 (一般取一般取一般取一般取0.90.93)0.90.93)。（1 1如取如取如取如取 Bm=1.2T Bm=1.2T，问线圈匝数应为多少，问线圈匝数应为多少，问线圈匝数应为多少，问线圈匝数应为多少? ? （2

71、2如磁路平均长度为如磁路平均长度为如磁路平均长度为如磁路平均长度为 60cm 60cm，问励磁电流应多大，问励磁电流应多大，问励磁电流应多大，问励磁电流应多大? ?铁心的有效面积为铁心的有效面积为铁心的有效面积为铁心的有效面积为(1)(1)线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为(2)(2)查磁化曲线图，查磁化曲线图，查磁化曲线图，查磁化曲线图，B B=1.2T=1.2T时时时时, ,=700 =700 ，那么，那么，那么，那么解解解解: :下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.3 变压器变压器 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电

72、变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。变电压：电力系统变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变电流：电流互感器变电流：电流互感器 变压器的主要功能有：变压器的主要功能有：变压器的主要功能有：变压器的主要功能有： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos 及及负载功率因数负载功率因数cos 一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小节省金属材料经济）节省金属材料经济）U I P = I RlI S:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 电力

73、工业中常采用高压输电低压配电，实现节能电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。具体如下：并保证用电安全。具体如下：并保证用电安全。具体如下：并保证用电安全。具体如下： 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380 / 220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页变压器的结构变压器的结构(1) (1) (1) (1) 铁心铁心铁心铁心: : : : 用硅钢片叠成；用硅钢片叠成；

74、用硅钢片叠成；用硅钢片叠成；分铁心柱和铁轭两部分。分铁心柱和铁轭两部分。分铁心柱和铁轭两部分。分铁心柱和铁轭两部分。(2) (2) (2) (2) 绕组线圈）：绕组线圈）：绕组线圈）：绕组线圈）： 接电源的绕组接电源的绕组接电源的绕组接电源的绕组 一次绕组，一次绕组，一次绕组，一次绕组， 接负载的绕组接负载的绕组接负载的绕组接负载的绕组 二次绕组；二次绕组；二次绕组；二次绕组；或或或或 工作电压高的绕组工作电压高的绕组工作电压高的绕组工作电压高的绕组 高压绕组，高压绕组，高压绕组，高压绕组， 工作电压低的绕组工作电压低的绕组工作电压低的绕组工作电压低的绕组 低压绕组。低压绕组。低压绕组。低压绕

75、组。(3) (3) (3) (3) 其他其他其他其他: : : : 油箱、油、油枕、散热器、保护设备等。油箱、油、油枕、散热器、保护设备等。油箱、油、油枕、散热器、保护设备等。油箱、油、油枕、散热器、保护设备等。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页变压器的结构变压器的结构变压器的磁路变压器的磁路绕组绕组绕组绕组一次绕组一次绕组一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组二次绕组二次绕组单相变压器单相变压器+由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm铁心铁心变压器的电路变压器的电路变压器的电路变压器的电路一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心:下

76、一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页变压器的结构变压器的结构:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页变压器的分类变压器的分类电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器 按用途分按用途分按用途分按用途分电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器 ( (输配电用输配电用输配电用输配电用) )仪用变压器仪用变压器仪用变压器仪用变压器 整流变压器整流变压器整流变压器整流变压器 按相数分按相数分按相数分按相数分三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器 单相变压器单相变压器单相变压器单相变压器 按制造方式按制造方式按制造方式按制

77、造方式壳式壳式壳式壳式心式心式心式心式变压器符号变压器符号变压器符号变压器符号:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.3.1 变压器的工作原理变压器的工作原理单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术(1) 空载运行情况空载运行情况1. 1. 电

78、磁关系电磁关系电磁关系电磁关系一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。+1 i0 ( i0N1) 1空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势产生的。产生的。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术(2) 带负载运行情况带负载运行情况1. 1. 电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧接负载。二次侧接负载。+1 1i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有载时，铁心中有载时，铁心中主磁通主磁通 是由一是由一次、二次绕组磁次、二次绕组磁通势共同产

79、生的通势共同产生的合成磁通。合成磁通。2i2+e2+e 2+u2 Z Z :下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术2. 2. 电压变换设加正弦交流电压）电压变换设加正弦交流电压）电压变换设加正弦交流电压）电压变换设加正弦交流电压）有效值有效值:同同 理：理：主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为 那那那那么么么么(1) (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录

80、返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术根据根据KVL：变压器一次侧等效电路变压器一次侧等效电路 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 X1 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端其两端的电压也较小的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E1比较可忽略不计，比较可忽略不计，那么那么(2) (2) 一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压 R1 R1 ：一次侧绕组的电阻：一次侧绕组的电阻：一次侧绕组的电阻：一次侧绕组的电阻; ; X1= X1= L L 1 1 ：一次侧绕组的漏磁感抗：一次侧绕组的漏磁感抗：一次侧绕组的漏磁感抗：一次侧绕组的漏磁感抗+ + + +

81、u1u1i1i1R1R1X X 1 1 + + + uR1uR1u u 1 1X01 X01 R01 R01 :下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术（匝比）（匝比）（匝比）（匝比）K K为变比为变比为变比为变比对二次侧，根据对二次侧，根据对二次侧，根据对二次侧，根据KVLKVL：结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。式中式中式中式中 R2 R2 为二次绕组的电阻为二次绕组的电阻为二次绕组的电阻为二次绕组的电阻; ; X2= X2= L L 2 2 为二次绕组的感抗；为二次绕组的感抗；为二次绕组的感抗；为二次

82、绕组的感抗； 为二次绕组的端电压。为二次绕组的端电压。为二次绕组的端电压。为二次绕组的端电压。变压器空载时变压器空载时变压器空载时变压器空载时: :+u2u2+ i1i1i2i2+e2e2+e e 2 2式中式中式中式中U20U20为变压器空载电压。为变压器空载电压。为变压器空载电压。为变压器空载电压。故有故有故有故有:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换ABCXYZabczyx1) 1) 三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构高压绕组：高压绕组：A-X B-

83、Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端：首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端2) 2) 三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式联结方式：联结方式：联结方式：联结方式：高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法三相配电变压器三相配电变压器动力供电系统井下照明）动力供电系统井下照明）高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统常用接法常用接法常用接法常用接法: :下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电

84、工技术（1 1三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器Y/Y0Y/Y0联结联结联结联结线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：ACBbca+:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术（2 2三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器Y0/Y0/ 联结联结联结联结线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：ACBabc+:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术3. 3. 电流变换电流变换电流变换电流变换( (一次、二次侧电流关系一次、二次侧电流关系一次、二次侧电流关系一次、二次侧电流关

85、系) )有载运行有载运行有载运行有载运行 可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值 mm在变压器空载在变压器空载在变压器空载在变压器空载和有载时近似保持不变。即有和有载时近似保持不变。即有和有载时近似保持不变。即有和有载时近似保持不变。即有 不论变压器空载还是不论变压器空载还是不论变压器空载还是不论变压器空载还是有载，一次绕组上的阻有载，一次绕组上的阻有载，一次绕组上的阻有载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有抗压降均可忽略，故有抗压降均可忽略，故有抗压降均可忽略，故有若若若若U1U1、 f f 不变，那么不变，那么不变，那么不变

86、，那么 m m 基本不变，近于常数。基本不变，近于常数。基本不变，近于常数。基本不变，近于常数。空载：空载：空载：空载：有载：有载：有载：有载：+|Z |+:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。或或结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：或：1. 1.提供产生提供产生提供产生提供产生 mm的磁势的磁势的磁势的磁势2. 2.提供用于补偿提供用于补偿提供用于补偿提供用于补偿 作用作用作用作用 的磁势的磁势的磁势的磁势磁势平衡式：磁势平衡式

87、：磁势平衡式：磁势平衡式：空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页注意：注意：注意：注意：（2 2高压绕组匝数多，电流小；低压绕组匝数少，高压绕组匝数多，电流小；低压绕组匝数少，高压绕组匝数多，电流小；低压绕组匝数少，高压绕组匝数多，电流小；低压绕组匝数少，电流大。电流大。电流大。电流大。（1 1升压变压器的一次侧为低压绕组，二次侧为高升压变压器的一次侧为低压绕组，二次侧为高升压变压器的一次侧为低压绕组，二次侧为高升压变压器的一次侧为低压绕组，二次侧为高压绕组；降压变压器的一次侧为高压绕组，二次侧为压绕组；降压变压器的一次侧为高压绕组，二次侧

88、为压绕组；降压变压器的一次侧为高压绕组，二次侧为压绕组；降压变压器的一次侧为高压绕组，二次侧为低压绕组。低压绕组。低压绕组。低压绕组。（3 3二次侧电流二次侧电流二次侧电流二次侧电流 由负载决定，一次侧电流由二次侧由负载决定，一次侧电流由二次侧由负载决定，一次侧电流由二次侧由负载决定，一次侧电流由二次侧电流决定。电流决定。电流决定。电流决定。（4 4变压器不能变换直流电压。如误接，因此时电变压器不能变换直流电压。如误接，因此时电变压器不能变换直流电压。如误接，因此时电变压器不能变换直流电压。如误接，因此时电源电压全部加在一次侧绕组上，可能烧坏绕组。源电压全部加在一次侧绕组上，可能烧坏绕组。源电

89、压全部加在一次侧绕组上，可能烧坏绕组。源电压全部加在一次侧绕组上，可能烧坏绕组。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术4. 4. 阻抗变换阻抗变换阻抗变换阻抗变换由图可知：由图可知：由图可知：由图可知： 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 +:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术(1) (1) 变压器的匝数比应为：变压器的匝数比应为：变压器的匝数比应为：变压器的匝数比应为：信号源信号源R0

90、RL+R0R0+解解解解: :例例例例: : 如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动势势势势 E= 120V E= 120V，内阻，内阻，内阻，内阻 R 0=800 R 0=800 ，负载为扬声器，其等效电阻，负载为扬声器，其等效电阻，负载为扬声器，其等效电阻，负载为扬声器，其等效电阻为为为为RL=8RL=8 。要求。要求。要求。要求: : （1 1当当当当RLRL折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻时，变压器的匝数比和信号源时，变压器的匝数比和信号源时，变压器的匝数比和信号源时，变压器的匝数比和信号

91、源输出的功率；（输出的功率；（输出的功率；（输出的功率；（2 2当将负载当将负载当将负载当将负载直接与信号源联接时直接与信号源联接时直接与信号源联接时直接与信号源联接时, ,信号源信号源信号源信号源输出多大功率？输出多大功率？输出多大功率？输出多大功率？:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术信号源的输出功率：信号源的输出功率：信号源的输出功率：信号源的输出功率：电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。 结论

92、：接入变压器以后，输出功率大大提高。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。原因：满足了最大功率输出的条件：原因：满足了最大功率输出的条件：原因：满足了最大功率输出的条件：原因：满足了最大功率输出的条件：（2将负载直接接到信号源上时，输出功率为：将负载直接接到信号源上时，输出功率为：:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术1 1） 变压器的型号变压器的型号变压器的型号变压器的型号5. 5.变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据变压器的铭

93、牌和技术数据S J L 1000/10S J L 1000/10 变压器额定容量变压器额定容量(KVA) 铝线圈铝线圈铝线圈铝线圈 冷却方式冷却方式冷却方式冷却方式J:J:油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式F:F:风冷式风冷式风冷式风冷式相数相数相数相数S:三相三相D:单相单相 高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压(KV):下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术2 2） 额定值额定值额定值额定值 额定电压额定电压额定电压额定电压 U1N U1N、U2N U2N 变压器二次侧开路空载时，一次、二次侧变压器二次侧开路空载时，一次、二次侧变压

94、器二次侧开路空载时，一次、二次侧变压器二次侧开路空载时，一次、二次侧绕组允许的电压值绕组允许的电压值绕组允许的电压值绕组允许的电压值单相：单相：单相：单相：U1N U1N ，一次侧电压，一次侧电压，一次侧电压，一次侧电压， U2N U2N，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压三相：三相：三相：三相：U1NU1N、U2NU2N，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压 额定电流额定电流额定电流额定电流 I1N I1N、I2N I2N 变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允

95、许的变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。电流值。电流值。电流值。单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 额定容量额定容量额定容量额定容量 SN SN 传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。单相：单相：单相

96、：单相：三相：三相：三相：三相：容量容量容量容量 SN SN 输出功率输出功率输出功率输出功率 P2 P2 一次侧输入功率一次侧输入功率一次侧输入功率一次侧输入功率 P1 P1 输出功率输出功率输出功率输出功率 P2 P2注意：变压器几个功率的关系单相）注意：变压器几个功率的关系单相）注意：变压器几个功率的关系单相）注意：变压器几个功率的关系单相）效率效率效率效率容量：容量：一次侧输入功率：一次侧输入功率：输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质2) 2) 额定值额定值额定值额定值:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工

97、技术电工技术电工技术电工技术6.3.2. 变压器的外特性变压器的外特性当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压 U1 U1和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数 cos cos 2 2保持不变时，保持不变时，保持不变时，保持不变时，二次侧输出电压二次侧输出电压二次侧输出电压二次侧输出电压 U2 U2和输出电流和输出电流和输出电流和输出电流 I2 I2的关系，的关系，的关系，的关系，U2 = f (I2)U2 = f (I2)。U20U20：一次侧加额定电压、二：一次侧加额定电压、二：一次侧加额定电压、二：一次侧加额定电压、二次侧开路时，二次侧输出电压次侧开路时，二次侧

98、输出电压次侧开路时，二次侧输出电压次侧开路时，二次侧输出电压 一般供电系统希望要硬特性随一般供电系统希望要硬特性随一般供电系统希望要硬特性随一般供电系统希望要硬特性随I2I2的变化，的变化，的变化，的变化，U2 U2 变变变变化不大），电压变化率约在化不大），电压变化率约在化不大），电压变化率约在化不大），电压变化率约在5%5%左右。左右。左右。左右。电压变化率调整率）：电压变化率调整率）：电压变化率调整率）：电压变化率调整率）：coscos 2 =0.82 =0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =12 =1O:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返

99、回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.3.3 变压器的损耗与效率变压器的损耗与效率为减少涡流损耗，铁心一为减少涡流损耗，铁心一为减少涡流损耗，铁心一为减少涡流损耗，铁心一般由导磁钢片叠成。般由导磁钢片叠成。般由导磁钢片叠成。般由导磁钢片叠成。 变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：铜损铜损铜损铜损 ( ( PCu) PCu) ：绕组导线电阻的损耗。：绕组导线电阻的损耗。：绕组导线电阻的损耗。：绕组导线电阻的损耗。涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感涡流损耗：交

100、变磁通在铁心中产生的感 应电流应电流应电流应电流( (涡流涡流涡流涡流) )造成的损耗。造成的损耗。造成的损耗。造成的损耗。磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造 成的损耗。成的损耗。成的损耗。成的损耗。 铁损铁损铁损铁损( ( PFe )PFe )：变压器的效率为变压器的效率为变压器的效率为变压器的效率为一般一般一般一般 95% , 95% ,负载为额定负载的负载为额定负载的负载为额定负载的负载为额定负载的(5075)%(5075)%时，时，时，时， 最大。最大。最大。最大。输出功率输出功率输入

101、功率输入功率:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 某单相变压器的额定电压为某单相变压器的额定电压为某单相变压器的额定电压为某单相变压器的额定电压为10 000/230 V10 000/230 V，接，接，接，接在在在在 10 000 V 10 000 V 的交流电源上向一电感性负载供电，电的交流电源上向一电感性负载供电，电的交流电源上向一电感性负载供电，电的交流电源上向一电感性负载供电，电压变化率为压变化率为压变化率为压变化率为 0.03 0.03。求变压器的电压比及空载和满载。求变压器的电压比及空载和满载。求变压器的电压比及空载和满载。求变压器的电压比及空载和满载时的

102、二次电压。当时的二次电压。当时的二次电压。当时的二次电压。当 |ZL| = 0.966 |ZL| = 0.966 时，变压器正好满时，变压器正好满时，变压器正好满时，变压器正好满载。求该变压器的电流。载。求该变压器的电流。载。求该变压器的电流。载。求该变压器的电流。例例例例1 1 1 1：电压比：电压比：电压比：电压比：U1NU1NU2NU2Nk =k = = 10 000 10 000230230= 43.5= 43.5空载电压：空载电压：空载电压：空载电压：= 230 V= 230 V满载电压满载电压满载电压满载电压: := 223 V= 223 VU20 = U2N U20 = U2N

103、U2 = U2N (1U2 = U2N (1UU ) ) = 230(1 = 230(10.03) 0.03) 解：解：解：解： U2|ZL |I2 = 2230.966= 224 A= 5.15 A I2kI1 =:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 一变压器容量为一变压器容量为一变压器容量为一变压器容量为 10 kVA 10 kVA 10 kVA 10 kVA，铁损为，铁损为，铁损为，铁损为 300 W 300 W 300 W 300 W，满载时的铜损为满载时的铜损为满载时的铜损为满载时的铜损为 400 W 400 W 400 W 400 W。求该变压器在满载时向功

104、。求该变压器在满载时向功。求该变压器在满载时向功。求该变压器在满载时向功率因数为率因数为率因数为率因数为 0.8 0.8 0.8 0.8 的负载供电时输入和输出的有功功的负载供电时输入和输出的有功功的负载供电时输入和输出的有功功的负载供电时输入和输出的有功功率及效率。率及效率。率及效率。率及效率。 解：解：解：解：例例例例2 2 2 2忽略电压变化率，那么忽略电压变化率，那么忽略电压变化率，那么忽略电压变化率，那么P2 = SN cosP2 = SN cos 2 2 = 101030.8 W= 101030.8 W= 8 kW= 8 kWP = PCu + PFeP = PCu + PFe =

105、 (300 + 400) W= (300 + 400) W = 0.7 kW= 0.7 kWP1 = P2 + PP1 = P2 + P= (8 + 0.7) kW= (8 + 0.7) kW = 8.7 kW= 8.7 kWP1P1P2P2=100%100%8 88.78.7= =100%100% = 92 %= 92 %:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例3 3 3 3：有一台有一台有一台有一台50kVA50kVA，6600 / 220V6600 / 220V单相变压器，若忽单相变压器，若忽单相变压器，若忽单相变压器，若忽略电压变化率和空载电流，求：（略电压

106、变化率和空载电流，求：（略电压变化率和空载电流，求：（略电压变化率和空载电流，求：（1 1负载是负载是负载是负载是220V220V、40W40W、cos cos = 0.5 = 0.5的日光灯的日光灯的日光灯的日光灯440440盏时，盏时，盏时，盏时，I1I1、I2I2分别是多少？（分别是多少？（分别是多少？（分别是多少？（2 2是否已满载？若未满载，是否已满载？若未满载，是否已满载？若未满载，是否已满载？若未满载，还能接入多少盏这样的日光灯？如果接入的是还能接入多少盏这样的日光灯？如果接入的是还能接入多少盏这样的日光灯？如果接入的是还能接入多少盏这样的日光灯？如果接入的是220V220V、4

107、0W40W、cos cos = 1 = 1的白炽灯，还能接入的白炽灯，还能接入的白炽灯，还能接入的白炽灯，还能接入多少盏？多少盏？多少盏？多少盏？解：解：解：解：:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页再接入日光灯：再接入日光灯：再接入日光灯：再接入日光灯：再接入白炽灯：再接入白炽灯：再接入白炽灯：再接入白炽灯：:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例4: 4: 有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：下：下：下：SN=10

108、0kVA, U1N=6000V, f=50HzSN=100kVA, U1N=6000V, f=50Hz。 U2N= U20=400V , U2N= U20=400V , 绕组连接成绕组连接成绕组连接成绕组连接成 。由实验测。由实验测。由实验测。由实验测得得得得: : PFe =600 W PFe =600 W，额定负载时的，额定负载时的，额定负载时的，额定负载时的 PCu =2400W PCu =2400W 。 试求试求试求试求 (1) (1) 变压器的额定电流；变压器的额定电流；变压器的额定电流；变压器的额定电流； (2) (2) 满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。

109、满载和半载时的效率。解解解解: :(1) (1) 额定电流额定电流额定电流额定电流:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页( () ) 满载和半载时的效率满载和半载时的效率满载和半载时的效率满载和半载时的效率:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理输出电压。实验室中用的调压器就是根

110、据此原理输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：一次、二次侧千万不能对调使用，制作的。注意：一次、二次侧千万不能对调使用，制作的。注意：一次、二次侧千万不能对调使用，制作的。注意：一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为以防变压器损坏。因为以防变压器损坏。因为以防变压器损坏。因为N N变小时，磁通增大，电流变小时，磁通增大，电流变小时，磁通增大，电流变小时，磁通增大，电流会迅速增加。会迅速增加。会迅速增加。会迅速增加。6.3.4 特殊变压器特殊变压器1.1.1.1.自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器ABP+:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上

111、一页电工技术电工技术电工技术电工技术1.二次侧不能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路，2. 以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；3.2. 2. 铁心、低压绕组铁心、低压绕组铁心、低压绕组铁心、低压绕组的的的的4. 一端接地，以防一端接地，以防一端接地，以防一端接地，以防在在在在5. 绝缘损坏时，在绝缘损坏时，在绝缘损坏时，在绝缘损坏时，在二次侧出现高压。二次侧出现高压。二次侧出现高压。二次侧出现高压。使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N22.2.2.2.电压互感器电压互感器电压

112、互感器电压互感器 实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压VR N1（匝数多）（匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少）（匝数少）u（被测电压）（被测电压）:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N11.二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路， 2. 以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；3.2. 2. 铁心、低压绕组铁心、低压绕组铁心、低压绕组铁心、低压绕组的

113、的的的4. 一端接地，以防一端接地，以防一端接地，以防一端接地，以防在在在在5. 绝缘损坏时，在绝缘损坏时，在绝缘损坏时，在绝缘损坏时，在二次侧出现过压。二次侧出现过压。二次侧出现过压。二次侧出现过压。使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：3.3.3.3.电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流（被测电流）（被测电流）N1N1（匝数少）（匝数少）（匝数少）（匝数少）N2N2（匝数多）（匝数多）（匝数多）（匝数多）ARi1i2:下一页下一页总目录总目录 章目录

114、章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 当电流流入当电流流入当电流流入当电流流入( (或流出两个线圈时，若产生的磁通方或流出两个线圈时，若产生的磁通方或流出两个线圈时，若产生的磁通方或流出两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入向相同，则两个流入向相同，则两个流入向相同，则两个流入( (或流出端称为同极性端。或流出端称为同极性端。或流出端称为同极性端。或流出端称为同极性端。 AXax AX Xax1. 1. 同极性端同极性端同极性端同极性端 ( ( 同名端同名端同名端同名端 ) ) 或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的

115、或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。感应电动势极性相同的两端为同极性端。感应电动势极性相同的两端为同极性端。感应电动势极性相同的两端为同极性端。用用“”或或“*”表示同极表示同极性端。性端。增加增加+ 同极性端同极性端同极性端同极性端和绕组的绕和绕组的绕和绕组的绕和绕组的绕向有关。向有关。向有关。向有关。6.3.5 变压器绕组的极性变压器绕组的极性 当一次侧或二次侧有两个以上绕组时，须正确联接。当一次侧或二次侧有两个以上绕组时，须正确联接。当一次侧或二次侧有两个以上绕组时，须正确联接。当一次侧或二次侧有两个

116、以上绕组时，须正确联接。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术联接联接 23 变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为 110V 110V 的绕组：的绕组：的绕组：的绕组：2. 2. 线圈的接法线圈的接法线圈的接法线圈的接法1324 1324 联接联接 13，2 4当电源电压为当电源电压为220V时：时：+电源电压为电源电压为110V时：时：两线圈串联，两线圈串联，两线圈串联，两线圈串联，两线圈并联，两线圈并联，两线圈并联，两线圈并联，:下一页下一页总目录总目录

117、 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术问题问题问题问题1 1：在：在：在：在110V 110V 情况下，如果只用一个绕组情况下，如果只用一个绕组情况下，如果只用一个绕组情况下，如果只用一个绕组 （N N），行不行？），行不行？），行不行？），行不行？答：不行两绕组必须并接）答：不行两绕组必须并接）答：不行两绕组必须并接）答：不行两绕组必须并接） 一次侧有两个相同绕组的电源变压器一次侧有两个相同绕组的电源变压器一次侧有两个相同绕组的电源变压器一次侧有两个相同绕组的电源变压器(220/110)(220/110)(220/110)(220/110)，使用中应注意的问题：使

118、用中应注意的问题：使用中应注意的问题：使用中应注意的问题：1324 若两种接法铁心中的磁通相等，那么：若两种接法铁心中的磁通相等，那么：若两种接法铁心中的磁通相等，那么：若两种接法铁心中的磁通相等，那么：+:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术问题问题问题问题2 2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？：如果两绕组的极性端接错，结果如何？：如果两绕组的极性端接错，结果如何？：如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性

119、端结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端 再通电。再通电。再通电。再通电。答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消原因：原因：电流电流 很大很大烧毁变压器烧毁变压器烧毁变压器烧毁变压器感应电势感应电势1324 +:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术6.4 电磁铁电磁铁1. 1. 概述概述概述概述 电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种

120、机械零件、工件于固定位置的一种电器。持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动。置发生联动。置发生联动。置发生联动。 根据使用电源类型分为：根据使用电源类型分为：根据使用

121、电源类型分为：根据使用电源类型分为：直流电磁铁：用直流电源励磁；直流电磁铁：用直流电源励磁；直流电磁铁：用直流电源励磁；直流电磁铁：用直流电源励磁；交流电磁铁：用交流电源励磁。交流电磁铁：用交流电源励磁。交流电磁铁：用交流电源励磁。交流电磁铁：用交流电源励磁。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术2. 2. 基本结构基本结构基本结构基本结构 电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的结构如图所示。结构如图所示。结构如

122、图所示。结构如图所示。铁心铁心铁心铁心衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁衔铁 有时是机械零件有时是机械零件有时是机械零件有时是机械零件 、工件充当衔铁、工件充当衔铁、工件充当衔铁、工件充当衔铁F FF FF FF F线圈线圈线圈线圈线圈线圈线圈线圈衔铁衔铁衔铁衔铁铁心铁心铁心铁心线圈线圈线圈线圈铁心铁心铁心铁心:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术3. 3. 电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算 电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积S0

123、S0及气隙中的及气隙中的及气隙中的及气隙中的磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B0B0的平方成正比。基本公式如下：的平方成正比。基本公式如下：的平方成正比。基本公式如下：的平方成正比。基本公式如下：式中：式中：式中：式中： B0 B0 的单位是特的单位是特的单位是特的单位是特 斯拉斯拉斯拉斯拉 ； S0 S0 的单位是平方米；的单位是平方米；的单位是平方米；的单位是平方米； F F 的单位是牛的单位是牛的单位是牛的单位是牛 顿顿顿顿 （N N）。）。）。）。直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。直流电磁铁的吸力依据上述基

124、本公式直接求取。直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设则吸力瞬时值为则吸力瞬时值为则吸力瞬时值为则吸力瞬时值为: :式中：式中：式中：式中：为吸力的最大值。为吸力的最大值。为吸力的最大值。为吸力的最大值。吸力的波形吸力的波形吸力的波形吸力的波形: :吸力平均值为吸力平均值为吸力平均值为

125、吸力平均值为: :t tF Fmmf fO:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 (1) (1) 交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪音，同时触点容易损坏。为了消除引起噪音，同时触点容易损坏。为了消除引起噪音，同时触点容易损坏。为了消除引起噪音，同时触点容易损坏。为了消除这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在

126、磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分磁环或称短路环），工作时，在分磁环磁环或称短路环），工作时，在分磁环磁环或称短路环），工作时，在分磁环磁环或称短路环），工作时，在分磁环中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通 1 1 和和和和 2 2 之间之间之间之间产生相位差，相应该两部分的吸力不同时产生相位差，相应该两部分的吸力不同时产生相位差，相应该两

127、部分的吸力不同时产生相位差，相应该两部分的吸力不同时为零，实现消除振动和噪音，如下图；而为零，实现消除振动和噪音，如下图；而为零，实现消除振动和噪音，如下图；而为零，实现消除振动和噪音，如下图；而直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；综合上述：综合上述：综合上述：综合上述： 1 1 2 2 (2) (2) 交流电磁铁中交流电磁铁中交流电磁铁中交流电磁铁中, ,为了减少铁损，铁心由钢片叠成；为了减少铁损，铁心由钢片叠成；为了减少铁损，铁心由钢片叠成；为了减少铁损，铁心由钢片叠成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；直流电磁铁

128、的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术 (4) (4) 直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在吸合过程中，励磁电流不变。吸合过程中，励磁电流不变。吸合过程中，励磁电流不变。吸合过程中，励磁电流不变。 (3) (3) 在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅

129、与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔

130、铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；4. 4. 电磁铁的应用电磁铁的应用电磁铁的应用电磁铁的应用 电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理是：用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，是：用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，是：用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，是：用电磁铁衔铁的动作带动其他机械

131、装置运动，产生机械连动，实现控制要求。产生机械连动，实现控制要求。产生机械连动，实现控制要求。产生机械连动，实现控制要求。:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工技术电工技术电工技术电工技术应用实例应用实例应用实例应用实例 图示为应用电磁铁图示为应用电磁铁图示为应用电磁铁图示为应用电磁铁实现制动机床或起重机电动机实现制动机床或起重机电动机实现制动机床或起重机电动机实现制动机床或起重机电动机的基本结构，其中电动机和制的基本结构，其中电动机和制的基本结构，其中电动机和制的基本结构，其中电动机和制动轮同轴。原理如下：动轮同轴。原理如下：动轮同轴。原理如下：动轮同轴。原理如下：

132、M3 抱闸抱闸抱闸抱闸制动轮制动轮制动轮制动轮弹弹弹弹簧簧簧簧电电电电磁磁磁磁铁铁铁铁通通通通电电电电电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁动作动作动作动作拉开拉开拉开拉开弹簧弹簧弹簧弹簧抱闸抱闸抱闸抱闸提起提起提起提起松开松开松开松开制动轮制动轮制动轮制动轮 电机电机电机电机转动转动转动转动断断断断电电电电电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁释放释放释放释放弹簧弹簧弹簧弹簧收缩收缩收缩收缩抱闸抱闸抱闸抱闸抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧制动轮制动轮制动轮制动轮 电机电机电机电机制动制动制动制动启动过程：启动过程：启动过程：启动过程：制动过程：制动过程：制动过程：制动过程：:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返

133、回上一页上一页 例例例例1: 1: 如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为：如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为：如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为：如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为： c= 4 cm, l =7cmc= 4 cm, l =7cm。铁心由硅钢片叠成。铁心和衔铁的截。铁心由硅钢片叠成。铁心和衔铁的截。铁心由硅钢片叠成。铁心和衔铁的截。铁心由硅钢片叠成。铁心和衔铁的截面都是正方形，每边长度面都是正方形，每边长度面都是正方形，每边长度面都是正方形，每边长度 a= 1 cm a= 1 cm。励磁线圈电压为交。励磁线圈电压为交。励磁线圈电压为交。励磁线圈电压为交流流流流 22

134、0V 220V。今要求衔铁在最大空气隙。今要求衔铁在最大空气隙。今要求衔铁在最大空气隙。今要求衔铁在最大空气隙 = 1 cm = 1 cm平均值平均值平均值平均值时须产生吸力时须产生吸力时须产生吸力时须产生吸力 50 N 50 N，试计算线圈匝数和此时的电流，试计算线圈匝数和此时的电流，试计算线圈匝数和此时的电流，试计算线圈匝数和此时的电流值。计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的磁阻值。计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的磁阻值。计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的磁阻值。计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的磁阻与空气隙相比可以不计。与空气隙相比可以不计。与空气隙相比可以不计。与空气隙相比可以不计。 l lc ca aa a解解解解: :按已知吸力求按已知吸力求按已知吸力求按已知吸力求（空气隙中和铁心中的可认为相等）（空气隙中和铁心中的可认为相等）（空气隙中和铁心中的可认为相等）（空气隙中和铁心中的可认为相等）:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页故有故有故有故有计算线圈匝数计算线圈匝数计算线圈匝数计算线圈匝数求初始励磁电流求初始励磁电流求初始励磁电流求初始励磁电流: