电机学-概论(2)

m( 0)
1 RmFe
50000A
m( 1)
1 6
m(
0)
L( 0)
N 2m( 0)
N2
A
l
2002 5000 4 107 100 104
1.0
2.51(H)
L( 1)
1 6
L( 0)
0.418(H)
2、已知：f 50Hz , w 100
匝， B 1.0T l 1m
s 100cm2 Fe 50000 ，
当气隙长度 远远小于两侧的
铁心截面的边长时，认为铁心 和气隙中为均匀磁场，则
F Ni H lFe Fe H
H lFe Fe H
i1 i2
F N1i1 N2i2 Hl
N1 N2
F Rm
B A B=μH
Ni
F
B
Fe
l
l
Fe A
l
i
Ni
F
B
Fe
l
l
Fe A
Rm
l
Fe A
Rm
磁路
磁通： [Wb]
磁通密度 B [T=Wb/m^2]
磁动势 F [A]
磁阻Baidu Nhomakorabea
Rm
l S
[1/H]
磁导
m
1 Rm
[H]
磁路节点定律 0
全电流定律 H.l N.i
磁路欧姆定律 F .Rm
fe 50000
RmFe
1
50000 A
Rm( 0) RmFe
Rm
0.001
0 A
5RmFe
Rm( 1) RmFe Rm 6RmFe
和。
H
dl
i
i1
i2
(i3 )
l
注：若 i 与 l 符合右手螺
i3
i1 i2 i4
旋关系，取正号，否则取
负。其中大拇指所指为 i l
的方向，四指为 l 方向。
H dl
Ni
F
Hl Ni
F Ni Hl
螺管线圈线圈
l1
i
F Ni Hl
l1
l2
i
若磁回路中存在气隙（分段均 匀磁路）。
Bm
思考：如何尽量减小涡流损耗？
PFe
P1 50
f 50
Bm2
G
1.2 1.6
电路
电流 I [A]
电流密度 J [A/m^2]
电动势 E [V] 电阻 R l [ ]
S
电导 G 1 [ S ]
R
基尔霍夫第一定律 i 0 基尔霍夫第二定律 u 0
电路欧姆定律 E I.R
B
磁导率 表示物质导磁能力的大小。
0 0 4 107
0
H
B H
0H
0
I
2 r
Fe 0
H
Fe H
Fe
I
2 r
能量转换需要磁场 ----磁场由电流产生 磁场强弱与产生该磁场的电流
是什么关系? 由全电流定律来描述H-i 之间关系
安培环路定律：沿空间任意一条闭合回路，磁场
强度H 的线积分等于该闭合回路所包围的电流的代数
m
1 Rm
Fe A
l
m
F Rm
Fm
思考：从磁路欧姆定律出发，磁路中磁通 的大小
受哪些因数的影响？
F
lFe
Fe A
0 A
RmFe
Rm
其中 RmFe: 铁心部分对应的磁阻 Rm : 气隙部分对应的磁阻
RmFe : 铁心中消耗的磁动势 Rm : 气隙中消耗的磁动势
lFe
Fe
0
Fm
Li
求：F , i
3、已知：f 50Hz ，w 100
匝， B 1.0T l 1m
s 100cm2 Fe 50000
1mm ，
求：F , i
空气磁路中磁通大得多。
0.5.2 铁磁材料具有磁饱和特性
铁磁材料的磁化曲线不
是一条直线，Fe B / H 会随铁磁材料内磁密 B 的变化而变化，当磁密
达到点后，铁磁材料内
磁密 B呈现饱和想象， 也就是说，此时磁场强
H 度继续增加，铁磁材 料的磁导率 Fe会迅速变
小，磁密 B增加会越来 越慢。
B b
上图为同步电机转子线圈电 流）产生的磁场很弱（磁力线 稀少）且分布在无限广阔的空 间。
一旦转子插入定子，定转子磁 路中的磁场大大增强，且磁通 基本被约束在定子外圆以内的 范围。
思考：为什么？
因为铁磁材料的磁导率 Fe 要远远高于非铁磁材料
的磁导率 （0 非铁磁材料的磁导率一般都可近似认 为等于真空的磁导率 0 ，0 4 104 H / m ）。通常 Fe (2000 6000)0 。 那么，一定的线圈电流在铁心磁路中激发的磁通比
a
0
B f (H)
c
Fe f (H )
B 0H
H
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
2000
4000
6000
8000
0.5.3 铁磁材料具有磁滞特性
B
Bm B
Hm Hc
0
Hm H
Bm
φ
i
B
B Hc
0
V
Ph Kh f Bm G
B
Bm B
Hm Hc
H
0
f
Hm H
N
N 2im
L N 2m
X
L N 2 m
N2
A
l
X
f
N2
m
Fe
铁磁材料包括铁、镍、钴以及它们的合金（其它材料 称之为非铁磁材料）。将这些材料放入磁场后，材料 内的磁场会显著增强。铁磁材料在外磁场中呈现很强 的磁性，此想象称为铁磁材料的磁化。
φ
未磁化
磁畴
i 磁化后
0.5.1. 铁磁材料具有增磁作用（有很高导磁能力）