2014第一学期重庆大学电机学习题课
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1-1 磁路的磁阻如何计算?磁阻的单位是什么?
答:磁路的磁阻与磁路的几何形状(长度、面积)和材料的导磁性能有关,
计算公式为计算公式:A l
R m μ=,……………(磁阻:l R S
ρ=) 单位:Wb
A
………………………………(m F R =Φ)
1-2 磁路的基本定律有哪几条?当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时,磁路计
算能否用叠加原理,为什么?
答:磁路的基本定律包括安培环路定律、电磁感应定律、磁路欧姆定律、磁通连续性定律、磁路基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。 当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时,分为两种情况考虑。
当铁心不饱和时,可以采用叠加原理。
当铁心饱和时,磁化曲线不再是一条直线,磁导率是变化的,H 和B 呈非线性关系,故不能采用叠加原理。
1-3 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别?计算磁路时用的是哪一种磁化曲
线?
答:基本磁化曲线(平均磁化曲线):不同磁场强度H m 反复磁化同一铁磁材料,将所得到的一系列磁滞回线的顶点连接起来所得曲线。
初始磁化曲线:将没有被磁化的铁磁材料进行磁化,所得到的B 与H 的曲线。
计算磁路时用:基本磁化曲线
1-4 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的,它们各与哪些因素有关?
答:磁滞损耗:铁磁材料置于交变磁场中,被反复交变磁化,磁畴间相互摩
擦引起的损耗。经验公式V fB C p n
m
h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关;
涡流损耗:交变的磁场产生交变的电场,在铁心中形成环流(涡流),通过
电阻产生的损耗。经验公式G B f C p m
Fe h 2
3.1≈。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通密度及铁心重量有关。
1-8图示铁心线圈,已知线圈的匝数N=1000,铁心厚度为0.025m,铁心由0.35mm
的DR320硅钢片叠成,叠片系数(即扣除叠片中的空气层以后,截面中铁的净面积与总面积之比)为0.93,不计漏磁,试计算
(1)中间心柱磁通为7.5×10-4Wb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流; (2)考虑铁心磁位降时,产生同样的磁通量所需的励磁电流。
解:磁路左右对称,可以从中间轴线分开,只考虑半边磁路的情况: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ (考虑边缘效应时,通常在气隙截面边长上加一个气隙的长度;气隙截面也可以不乘系数)
气隙长度m l 41052-⨯==δδ 铁心长度7.5 1.25 1.25(
1.25)2(5)15222
l cm =-⨯+-+= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.724
4
=⨯⨯⨯=Φ=
=--δ (1) 不计铁心中的磁位降:
(磁动势等于气隙磁路的磁位降) 气隙磁场强度m A m A B H 67
100.110
429
.1⨯=⨯=
=
-πμδ
δ 磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ
电流A N
F I I
5.0==
(2) 考虑铁心中的磁位降: 铁心中T B 29.1=
查表可知:m A H 700=(查表有误差)
铁心磁位降27001510105A Fe F Hl ==⨯⨯=
500105605A I Fe F F F δ=+=+=
0.605A I
F I N =
≈
1-9图示铁心线圈,线圈A 为100匝,通入电流1.5A ,线圈B 为50匝,通入电
流1A ,铁心截面积均匀,求PQ 两点间的磁位降。
知识点:材料的磁阻与长度成正比 解法一:
设PQ 段的磁阻为m PQ R R =,则PQ 段左边支路的磁阻为m R 3
11
;磁路中含有两个磁动势源:
111222
100 1.515050 1.050A A
A A N i F N i F ==⨯===⨯=
因为磁动势F 1 大于F 2,故磁通的方向和F 1同向,根据磁路的欧姆定律有:
m
m R R F F 3
1121+-=
Φ
121221505030011141433
300
5071.4314m PDCQ m
m m m
m m PQ m F F F F wb
R R R R R R R F R A
R F ---Φ====++=Φ+=⨯+=
解法二:(本题未涉及磁通和磁密的计算问题,可采用叠加原理进行求解)
当i1单独作用时,
R 3
R
111100 1.5150F N i A ==⨯=() 由11F H l =和11PQ PQ F H l =得:
111500.1532.140.150.22
PQ PQ PQ QC CD DP F F l A l l l l ⨯=⨯==++++⨯()()()
当i 2单独作用时,
3
R 1
22250150F N i A ==⨯=()
由2222PQ PQ F H l F H l ==和得:
22500.5539.290.7
PQ PD DC CQ PQ QC CD DP F F l l l A l l l l ⨯=⨯++==+++()()()
当两个电流同时作用时
1232.1439.2971.43PQ PQ PQ F F F A =+=+=()