一章节磁路

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载流线圈。
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
二、磁路的基本定律
1．安培环路定律 定律内容: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）。
公式:
LH•d l i
磁通密度 B r 。
矫顽力:要使B值从减小到零，必须加上相应的反 向外磁场，此反向磁场强度Hc称为矫顽力。
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。
磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。
3．基本磁化曲线 定义:对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进 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。
1-1磁路的基本定律
一、磁路的概念: 磁路：磁通所通过的路径.见图１－１。
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。
主磁路：主磁通所通过的路径。
(2)磁通量随时间交变，必然会在铁心中产生铁 心损耗。
(3)磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形 的畸变。
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的磁动势及其所激励的磁通均随时间而交变，但 每一瞬时仍和直流磁路一样，遵循磁路的基本定 律；
2.就瞬时值而言，通常情况下，可以使用相同 的基本磁化曲线；
3.磁通量和磁通密度均用交流的幅值表示，磁 动势和磁场强度则用有效值表示。
交变磁通的效应:
(1)磁通量随时间交变，必然会在激磁线圈内 产生感应电动势；
1．简单串联磁路 定义:不计漏磁影响，仅有一个磁回路的无分支 磁路 . 附图1-13. 点击书本进入例题1-2
例 题
2．简单并联磁路 定义:指考虑漏磁影响，或磁回路有两个以上分 支的磁路。
点击书本进入例题1-３
例 题
二、直流电机的空载磁路和磁化曲线 1.空载磁路及其计算 定义:直流电机的空载磁场是指励磁绕组内通有
公式:
0
又称磁路的并联定律。
4．磁路的基尔霍夫第二定律
定律背景:磁路计算时，总是把整个磁路分成若干段， 每段为同一材料、相同截面积，且段内磁通密度处 处相等，从而磁场强度亦处处相等。
定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁 路磁位降的代数和。
3
公式: Ni H kik1R m 12R m 23R m 3 k 1 又称磁路的串联定律。 附图1-5
磁性能指标
剩磁 矫顽力 最大磁能积
种
类 示 意
永磁材料 种类
图
铸造型 粉末型 铝镍钴 铝镍钴
铁氧体
稀土钴 钕铁硼
四、铁心损耗
1．磁滞损耗 定义: 铁磁材料置于交变磁场中时，磁畴相 互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗，这种 损耗称为磁滞损耗。
公式: ph ChfBm nV
应用:由于硅钢片磁滞回线的面积较小，故 电机和变压器的铁心常用硅钢片叠成。
3．铁心损耗
定义: 铁心中磁滞损耗和涡流损耗之和。 表达式:
pFephpe
pFeCFef1.3Bm 2G
铁心损耗与频率的1.3次方,磁通密度的平方和 铁心重量成正比。
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1-3 磁路的计算
一、直流磁路的计算
导言: 磁路计算时，通常是先给定磁通量，然后 计算所需要的励磁磁动势。对于少数给定励磁磁 动势求磁通量的逆问题，由于磁路的非线性，需 要进行试探和多次迭代，才能得到解答。
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1-2 常用的铁磁材料及其特性
一、铁磁物质的磁化 铁磁物质包括铁镍钴以及它们的合金。 铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称 为铁磁物质的磁化。
磁畴示意图1-6。
二、磁化曲线和磁滞回线 1．起始磁化曲线 定义:将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁 场强度H由零逐渐增大时，磁通密度B将随之增大， 曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线. 曲线附图1-7.
附示意图1-9。
三、铁磁材料 1．软磁材料
定义: 磁滞回线窄、剩磁和矫顽力都很小的材料。 附图1-11a
常用软磁材料:铸铁、铸钢和硅钢片等。
软磁材料的磁导率较高,故用以制造电机和变压器 的铁心。
2．硬磁(永磁)材料
定义:磁滞回线宽、剩磁和矫顽力都很大的铁磁材 料称为硬磁材料，又称为永磁材料。 附图1-11b
分析:起始磁化曲线基本上可分为四段 ,如下
起始磁化曲线
oa段 ab段 bc段 cd段 膝点 饱和
铁磁材料 Fef(H) 磁化曲线见示意
图1-7.
应用: 设计电机和变压器时，为使主磁路内得 到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势， 通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点附近。
2．磁滞回线 示意图: 图1-8。 剩磁:去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的
附图1-2,有:路的欧姆定律
附图1-3a 定律内容:作用在磁路上的磁动势等于磁路内的 磁通量乘以磁阻。
公式:
F
Rm
式中：
l
Rm A
相应的模拟电路图1-3b.
点击书本进入例题1-1 例 题
3．磁路的基尔霍夫第一定律
附图1-4
定律内容:穿出(或进入)任一闭和面的总磁通 量恒等于零(或者说,进入任一闭合面的磁通 量恒等于穿出该闭合面的磁通量),这就是磁 通连续性定律。
2．涡流损耗 涡流:当通过铁心的磁通随时间变化时,根据电 磁感应定律,铁心中将产生感应电动势,并引起 环流,环流在铁心内部围绕磁通作旋涡状流动 称为涡流。示意图1-12。
定义:涡流在铁心中引起的损耗。
公式: pe Ce2f2Bm 2V
应用:为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都 用含硅量较高的薄硅钢片叠成。
直流励磁电流时由励磁磁动势单独激励的磁场。 2.直流电机的磁化曲线 曲线示意图1-16。
电机的磁化曲线体现了电机磁路的非线性，这 种非线性使电机运行特性的数学表达复杂化。工程 分析中，常用线性分析加上适当修正的办法来考虑 非线性的影响。
三、交流磁路的特点 1.交流磁路中，激磁电流是交流，因此磁路中