电机学-概论
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B
b
Br -Hm
c
Bm
0
Hm
H
Hc
图0-4 铁磁材料的磁滞回线
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
三、存在磁滞现象
基本概念： 1.磁滞：从磁滞回线可以看出，上升磁化曲线 与下降磁化曲线不重合。下降时，B的变化总 是滞后于H的变化，当H下降到零时，B没有下 降到零而是下降到某一数值Br，这种现象称为 磁滞。Br称为剩余磁通密度；对应于B=0的磁 场强度Hc称为矫顽力。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
一、磁导率很大
物质按磁性能分，可分为：
⎧ 顺磁性物质－磁导率 µ 略大于真空磁导率 µ0，如铝、铬、锰、氧等。 ⎪ ⎨ 抗磁性物质－磁导率 µ 略小于µ0 ，如铜、银、铅、铋、氢等。 −7 ⎪ 铁磁性物质－磁导率 µ fe >> µ0 ，如铁、镍、钴及其合金。 µ = 4 π × 10 H /m 0 ⎩
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
四、存在磁滞损耗和涡流损耗 磁滞损耗：若把铁磁材料放在交变磁场中，它将按照磁滞回线 规律反复变化，在反复磁化过程中，由于磁畴不停地转动，互 相“摩擦”，要消耗能量，因此导致损耗，称为磁滞损耗。 单位重量的磁滞损耗为：ph=σhfBαm W/kg 经验公式
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 小结
直流发电机 ⎧ 直流电机 直流电动机 ⎧ 电机 ⎪ ⎨旋转电机⎪ 同步发电机 同步电机 ⎨ 同步电动机 交流电机 ⎪ ⎪ 异步电机 异步发电机 ⎩ ⎩
⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩
变压器
⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩
⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩ ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩
异步电动机
注：发电机和电动机是同一电机的两种不同运行方式，其基本原理是一致的。
式中：σh称为斯坦梅茨系数或磁滞损耗系数，它取决于材料的性质。 α称为斯坦梅茨指数。对于常用硅钢片，当Bm＝1.0～1.6Wb/m2 时，α≈2。 注：由于硅钢片的磁滞回线面积较小，因而磁滞损耗较小，所以电机铁心一 般采用硅钢片叠成。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
四、磁滞损耗和涡流损耗 涡流损耗：当铁心中的磁通发生变化 时，根据电磁感应定律，铁心内将产 生漩涡状的涡流，如图0-5所示。涡流 在铁心中引起的损耗称为涡流损耗。
¾ 为了充分利用铁磁材料，并使磁路具有较高的μfe值，使磁 路内得到同样磁通量时所需激磁电流较小，设计电机时，通常 把B值选择在b点（称为膝点）附近。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
三、存在磁滞现象
磁滞回线：磁化曲线可以用实验测取。 在实验中，当H由零上升到某个最大值 Hm后再逐渐减小，过零后继续反向磁 化，直到磁场强度为-Hm，之后又磁化 到＋Hm，如图0-4所示。该闭合曲线称 为铁磁材料的磁滞回线。 注：不同的铁磁材料有不同的磁滞回 线形状。 对于同一铁磁材料，Hm愈大， 则磁滞回线的面积愈大。
¾ 电动机，作为原动机拖动各类机械设备。 应用广泛，在电 力系统全部负荷中，所占比例超过60%。
概论
电机研究领域的新进展
¾ 伴随计算机技术、自动控制技术、电力电子技术以及永磁、 超导、纳米等新材料技术的飞速发展，电机研究领域也取得诸 多卓越成果。 高性能的新型电机不断涌现。开关磁阻电机、（超）高速 电机、（超）大容量发电机。 高性能的异步电动机调速系统，变频调速、串级调速。 电机状态监测与故障诊断。在线监测电机相关运行参数 （如电压、电流、磁通、转速、温度、振动、噪声、局部放 电），并采用适当方法评估电机当前运行状态；若处于故障 状态，则确定故障类型、发生部位、严重程度及发展趋势。
1 1
− w2 I 2
l1
l3
l4
l3
把磁路按材料及截面相同分成若干段，则 由于各段中各点的磁场强度相同，所以闭 合积分可写成：
l2 w2
I2
图0-11 基尔霍夫磁路第二定律
H1l1 + 2 H 2l2 + 2 H 3l3 + H 4l4 = w1 I1 − w2 I 2 一般形式为： ∑ H k lk = ∑ w j I j − 磁路基尔霍夫第二定律表达式
¾ 磁路定律
全电流定律
设空间有多根载流导体，如图0-10，导体中电 流分别为I1， I2， I3······，则磁场强度沿任意闭合 回路的线积分等于该闭合回路所包围的导体电 流的代数和（简称全电流），即
I1
I2
I3
∫ H dl = ∑ I
l
若电流与积分路径方向符合右手螺旋关 系，则电流取正，反之为负。 若在一磁路上绕上几个线圈，各线圈中有 电流通过，则根据全电流定律
异步电动机初发故障在线检测仪 Motor Incipient Failure On-line Detector MIFODor 觅道
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
电机是一种以磁场为媒介，按照电磁感应原理实 现能量转换的换能机械，所以在电机中必须具有引导 磁通的铁心磁路和引导电流的良导体电路。为了把带 电部分分隔开以构成电路，带电导体之间及导体与铁 心之间还应有绝缘物质。电机在运行中要产生热量， 为了保证电机在允许温度下正常运行，必须有冷却电 机的冷却材料。此外，还有既不属于磁路也不属于电 路，但却是构成电机整体所必须的结构部分。
⎧ 变压器（Transformer） ⎪ 交流电机 ⎨ 同步电机(Synchronous machine) ⎪ ⎩异步电机(Asynchronous machine)
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 电机的分类－按用途分类
变压器（Transformer）－将某一等级的交流电压与电 流转变成另一等级的交流电压与电流的静止电器。 发电机（Generator）－将机械能转换成电能的旋转电 机。 电动机（Motor）－将电能转换成机械能的旋转电机。 控制电机（Controlling machine）－主要用途是为了执 行某种控制任务，而不是为了传递能量。 如测速电机、光驱马达、机器人关节电机。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 电机主要由以下五部分材料构成
导电材料：用来构成电路。为了减少电阻损耗，电机线圈常用 紫铜线和铝 线制成。 导磁材料：用来构成磁路。为了增加磁路的导磁性能，使在一定的励磁电 流下产生较强的主磁场，电机主磁路一般采用导磁性能较高和铁心损耗较 小的硅 钢片制成；在直流单向磁路且兼作结构支撑的部分，常采用导磁性 能较高的钢板或铸钢制成。 绝缘材料：要求介电强度高，耐热性能好。常用的绝缘材料有 A、E、B、 F、H、C 等级。 冷却材料：用来冷却电机和变压器，要求热容量和导热能力大。常用气体 冷却材料 （如氢气、空气等）和液体冷却材料（如油、水等）两类。 结构材料：主要要求机械强度好。常用的结构材料有铸铁、铸钢和钢板。
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 磁路定律
基尔霍夫磁路第一定律
∑Φ = 0 ∑Φ = 0
S
Φ2
a
Φ3
根据磁通连续性原理，如图0-9，对节 点a作一闭合面，则φ1＝φ2＋φ3， ∑φ＝0 当规定磁通流出闭合面为正时，则流 入闭合面为负。
Φ1
图0-9
基尔霍夫磁路第一定律
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
µ0
B B
µ fe
源自文库
B
c b
B
µ0
a
0
(a) 非铁磁物质
H 图 0- 3
µ fe
(b) 铁 磁 物 质
0
H
磁化曲线和磁导率曲线
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
二、磁通密度B与磁场强度H呈饱和曲线关系 ¾ 对于铁磁材料，开始磁化时μfe较小，以后迅速增大，达到 最大值以后又减小下来。愈饱和，磁导率愈小。
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
三、存在磁滞现象 形成磁滞现象和剩余磁通密度，即剩磁的原因：磁滞现 象的产生是由于铁磁材料中的磁畴在外磁场作用下，发生扩 大和倒转时，彼此之间产生“摩擦”，由于这种“摩擦”的存 在，当外磁场停止作用后，与外磁场排列方向一致的部分磁 畴被保留下来，不能恢复原状，因此形成了磁滞现象和剩磁。
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 电机是根据电磁感应定律和电磁力定律实现电能和 机械能之间相互转换的机械。
机械 系统 电机 电系统
表示发电机运行 表示电动机运行
电系统
变压器
电系统
表示电能传输方向
图0-1 电机能量转换示意图
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 电机的分类－按电流形式分类
直流电机（Direct current machine）－电机输入或输出 的能量为直流电能。 交流电机（Alternating current machine）－电机输入或 输出的能量为交流电能。主要包括：
2 2
U − jIX
R + X X ϕ = tg − 1 R
ϕ
I IR IR
I
ϕ
图0-8 相量图
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 关于相量图
主要用以反映各个物理量之间的相位关系而非数值关系， 因此各个相量在复平面的位置必须准确，而各个相量的长度 不必苛求准确，但需合理。 回顾、熟悉复平面、相量及其加法的几何概念。 角度规定正方向：逆时针方向。
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 电路定律
基尔霍夫第一定律
∑i = 0 ∑I = 0
基尔霍夫第二定律
Z I
U E
∑u = 0 ∑U = ∑ E
电动机惯例正方向：U − IZ = − E
U = − E + IZ
发电机惯例正方向：
Z I
U E
U + IZ = E
U = E − IZ
注：电压降方向指电压降落方向；电动势方向指电动势升高方向。
Br -Hm
c
B
b Bm
0
Hm
H
Hc
图0-4 铁磁材料的磁滞回线
2.平均磁化曲线：同一铁磁材料在不同的Hm值下有不同的磁滞回线，因 此按不同的Hm值可测出许多不同磁滞回线，把所有磁滞回线的顶点连接 起来，所得到的磁化曲线称为铁磁材料的基本磁化曲线或平均磁化曲线。 工程上所用的磁化曲线就是这种曲线。
概论
涡流
B 单位重量的涡流损耗为： pe=σef2B2m W/kg 式中：σe称为涡流损耗系数，它和硅 钢片材料性质及厚度有关。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
四、磁滞损耗和涡流损耗
铁耗：为简便起见，在电机中，通常把磁滞损耗和涡流损耗合在一起， 统称为铁耗。 单位重量的铁耗为：p=pe+ ph =σhefβB2m W/kg 对于某一频率和Bm时，单位重量的铁耗为：p=p1/50(f/50)βB2m W/kg 式中： p1/50称为铁耗系数或比损耗，是在Bm=1Wb/m2,f=50Hz时1 kg铁磁 材料的铁耗。 β介于一次和二次方之间。对于硅钢片，β＝1.2～1.6。 电机和变压器的总铁耗为：pfe＝p.Gfe 式中： Gfe 为铁心重量， kg 。
图0- 2
铁磁物质磁化的磁畴理论
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
二、磁通密度B与磁场强度H呈饱和曲线关系 磁通密度（magnetic flux density）B与磁场强度 （magnetic filed strength）H的关系曲线称为磁化曲线 （magnetization curve）。
电机中所用铁磁材料的磁导率 µ fe ≈ (2000 ~ 6000) µ 0
在工程计算中，除了铁磁物质外，其余物质的磁导率都认为与真空的磁 导率相同。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
一、磁导率很大 铁磁性物质的磁导率很大的原因：
N S
(a) 未被磁化
(b) 稍微磁化
(c) 完全磁化 －饱和
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 电路定律
电路欧姆定律
U R U I = Z I =
I U Z
式中：Z＝R＋jX为电路的复阻抗，X为电 抗，则：
图0-7 欧姆定律的规定正方向
U
jIX
U U U I = = = ∠ −ϕ R + jX z∠ ϕ z 或 I = z = U U U = = ∠ϕ R − jX z∠ − ϕ z
l
dl
图0-10
全电流定律
∫ Hdl = ∑ wI
l
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 磁路定律
磁路基尔霍夫第二定律
如图0-11磁路上绕了两个线圈，其匝数分别为 w1、w2，分别通过电流I1、I2。按全电流定律， 沿铁心磁路作磁场强度的闭合积分，则
积分方向
I1 w1 l2
∫ H dl = w I
b
Br -Hm
c
Bm
0
Hm
H
Hc
图0-4 铁磁材料的磁滞回线
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
三、存在磁滞现象
基本概念： 1.磁滞：从磁滞回线可以看出，上升磁化曲线 与下降磁化曲线不重合。下降时，B的变化总 是滞后于H的变化，当H下降到零时，B没有下 降到零而是下降到某一数值Br，这种现象称为 磁滞。Br称为剩余磁通密度；对应于B=0的磁 场强度Hc称为矫顽力。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
一、磁导率很大
物质按磁性能分，可分为：
⎧ 顺磁性物质－磁导率 µ 略大于真空磁导率 µ0，如铝、铬、锰、氧等。 ⎪ ⎨ 抗磁性物质－磁导率 µ 略小于µ0 ，如铜、银、铅、铋、氢等。 −7 ⎪ 铁磁性物质－磁导率 µ fe >> µ0 ，如铁、镍、钴及其合金。 µ = 4 π × 10 H /m 0 ⎩
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
四、存在磁滞损耗和涡流损耗 磁滞损耗：若把铁磁材料放在交变磁场中，它将按照磁滞回线 规律反复变化，在反复磁化过程中，由于磁畴不停地转动，互 相“摩擦”，要消耗能量，因此导致损耗，称为磁滞损耗。 单位重量的磁滞损耗为：ph=σhfBαm W/kg 经验公式
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 小结
直流发电机 ⎧ 直流电机 直流电动机 ⎧ 电机 ⎪ ⎨旋转电机⎪ 同步发电机 同步电机 ⎨ 同步电动机 交流电机 ⎪ ⎪ 异步电机 异步发电机 ⎩ ⎩
⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩
变压器
⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩
⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩ ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩
异步电动机
注：发电机和电动机是同一电机的两种不同运行方式，其基本原理是一致的。
式中：σh称为斯坦梅茨系数或磁滞损耗系数，它取决于材料的性质。 α称为斯坦梅茨指数。对于常用硅钢片，当Bm＝1.0～1.6Wb/m2 时，α≈2。 注：由于硅钢片的磁滞回线面积较小，因而磁滞损耗较小，所以电机铁心一 般采用硅钢片叠成。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
四、磁滞损耗和涡流损耗 涡流损耗：当铁心中的磁通发生变化 时，根据电磁感应定律，铁心内将产 生漩涡状的涡流，如图0-5所示。涡流 在铁心中引起的损耗称为涡流损耗。
¾ 为了充分利用铁磁材料，并使磁路具有较高的μfe值，使磁 路内得到同样磁通量时所需激磁电流较小，设计电机时，通常 把B值选择在b点（称为膝点）附近。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
三、存在磁滞现象
磁滞回线：磁化曲线可以用实验测取。 在实验中，当H由零上升到某个最大值 Hm后再逐渐减小，过零后继续反向磁 化，直到磁场强度为-Hm，之后又磁化 到＋Hm，如图0-4所示。该闭合曲线称 为铁磁材料的磁滞回线。 注：不同的铁磁材料有不同的磁滞回 线形状。 对于同一铁磁材料，Hm愈大， 则磁滞回线的面积愈大。
¾ 电动机，作为原动机拖动各类机械设备。 应用广泛，在电 力系统全部负荷中，所占比例超过60%。
概论
电机研究领域的新进展
¾ 伴随计算机技术、自动控制技术、电力电子技术以及永磁、 超导、纳米等新材料技术的飞速发展，电机研究领域也取得诸 多卓越成果。 高性能的新型电机不断涌现。开关磁阻电机、（超）高速 电机、（超）大容量发电机。 高性能的异步电动机调速系统，变频调速、串级调速。 电机状态监测与故障诊断。在线监测电机相关运行参数 （如电压、电流、磁通、转速、温度、振动、噪声、局部放 电），并采用适当方法评估电机当前运行状态；若处于故障 状态，则确定故障类型、发生部位、严重程度及发展趋势。
1 1
− w2 I 2
l1
l3
l4
l3
把磁路按材料及截面相同分成若干段，则 由于各段中各点的磁场强度相同，所以闭 合积分可写成：
l2 w2
I2
图0-11 基尔霍夫磁路第二定律
H1l1 + 2 H 2l2 + 2 H 3l3 + H 4l4 = w1 I1 − w2 I 2 一般形式为： ∑ H k lk = ∑ w j I j − 磁路基尔霍夫第二定律表达式
¾ 磁路定律
全电流定律
设空间有多根载流导体，如图0-10，导体中电 流分别为I1， I2， I3······，则磁场强度沿任意闭合 回路的线积分等于该闭合回路所包围的导体电 流的代数和（简称全电流），即
I1
I2
I3
∫ H dl = ∑ I
l
若电流与积分路径方向符合右手螺旋关 系，则电流取正，反之为负。 若在一磁路上绕上几个线圈，各线圈中有 电流通过，则根据全电流定律
异步电动机初发故障在线检测仪 Motor Incipient Failure On-line Detector MIFODor 觅道
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
电机是一种以磁场为媒介，按照电磁感应原理实 现能量转换的换能机械，所以在电机中必须具有引导 磁通的铁心磁路和引导电流的良导体电路。为了把带 电部分分隔开以构成电路，带电导体之间及导体与铁 心之间还应有绝缘物质。电机在运行中要产生热量， 为了保证电机在允许温度下正常运行，必须有冷却电 机的冷却材料。此外，还有既不属于磁路也不属于电 路，但却是构成电机整体所必须的结构部分。
⎧ 变压器（Transformer） ⎪ 交流电机 ⎨ 同步电机(Synchronous machine) ⎪ ⎩异步电机(Asynchronous machine)
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 电机的分类－按用途分类
变压器（Transformer）－将某一等级的交流电压与电 流转变成另一等级的交流电压与电流的静止电器。 发电机（Generator）－将机械能转换成电能的旋转电 机。 电动机（Motor）－将电能转换成机械能的旋转电机。 控制电机（Controlling machine）－主要用途是为了执 行某种控制任务，而不是为了传递能量。 如测速电机、光驱马达、机器人关节电机。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 电机主要由以下五部分材料构成
导电材料：用来构成电路。为了减少电阻损耗，电机线圈常用 紫铜线和铝 线制成。 导磁材料：用来构成磁路。为了增加磁路的导磁性能，使在一定的励磁电 流下产生较强的主磁场，电机主磁路一般采用导磁性能较高和铁心损耗较 小的硅 钢片制成；在直流单向磁路且兼作结构支撑的部分，常采用导磁性 能较高的钢板或铸钢制成。 绝缘材料：要求介电强度高，耐热性能好。常用的绝缘材料有 A、E、B、 F、H、C 等级。 冷却材料：用来冷却电机和变压器，要求热容量和导热能力大。常用气体 冷却材料 （如氢气、空气等）和液体冷却材料（如油、水等）两类。 结构材料：主要要求机械强度好。常用的结构材料有铸铁、铸钢和钢板。
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 磁路定律
基尔霍夫磁路第一定律
∑Φ = 0 ∑Φ = 0
S
Φ2
a
Φ3
根据磁通连续性原理，如图0-9，对节 点a作一闭合面，则φ1＝φ2＋φ3， ∑φ＝0 当规定磁通流出闭合面为正时，则流 入闭合面为负。
Φ1
图0-9
基尔霍夫磁路第一定律
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
µ0
B B
µ fe
源自文库
B
c b
B
µ0
a
0
(a) 非铁磁物质
H 图 0- 3
µ fe
(b) 铁 磁 物 质
0
H
磁化曲线和磁导率曲线
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
二、磁通密度B与磁场强度H呈饱和曲线关系 ¾ 对于铁磁材料，开始磁化时μfe较小，以后迅速增大，达到 最大值以后又减小下来。愈饱和，磁导率愈小。
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
三、存在磁滞现象 形成磁滞现象和剩余磁通密度，即剩磁的原因：磁滞现 象的产生是由于铁磁材料中的磁畴在外磁场作用下，发生扩 大和倒转时，彼此之间产生“摩擦”，由于这种“摩擦”的存 在，当外磁场停止作用后，与外磁场排列方向一致的部分磁 畴被保留下来，不能恢复原状，因此形成了磁滞现象和剩磁。
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 电机是根据电磁感应定律和电磁力定律实现电能和 机械能之间相互转换的机械。
机械 系统 电机 电系统
表示发电机运行 表示电动机运行
电系统
变压器
电系统
表示电能传输方向
图0-1 电机能量转换示意图
概论
§0-1 电机的作用及主要类型
¾ 电机的分类－按电流形式分类
直流电机（Direct current machine）－电机输入或输出 的能量为直流电能。 交流电机（Alternating current machine）－电机输入或 输出的能量为交流电能。主要包括：
2 2
U − jIX
R + X X ϕ = tg − 1 R
ϕ
I IR IR
I
ϕ
图0-8 相量图
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 关于相量图
主要用以反映各个物理量之间的相位关系而非数值关系， 因此各个相量在复平面的位置必须准确，而各个相量的长度 不必苛求准确，但需合理。 回顾、熟悉复平面、相量及其加法的几何概念。 角度规定正方向：逆时针方向。
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 电路定律
基尔霍夫第一定律
∑i = 0 ∑I = 0
基尔霍夫第二定律
Z I
U E
∑u = 0 ∑U = ∑ E
电动机惯例正方向：U − IZ = − E
U = − E + IZ
发电机惯例正方向：
Z I
U E
U + IZ = E
U = E − IZ
注：电压降方向指电压降落方向；电动势方向指电动势升高方向。
Br -Hm
c
B
b Bm
0
Hm
H
Hc
图0-4 铁磁材料的磁滞回线
2.平均磁化曲线：同一铁磁材料在不同的Hm值下有不同的磁滞回线，因 此按不同的Hm值可测出许多不同磁滞回线，把所有磁滞回线的顶点连接 起来，所得到的磁化曲线称为铁磁材料的基本磁化曲线或平均磁化曲线。 工程上所用的磁化曲线就是这种曲线。
概论
涡流
B 单位重量的涡流损耗为： pe=σef2B2m W/kg 式中：σe称为涡流损耗系数，它和硅 钢片材料性质及厚度有关。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
四、磁滞损耗和涡流损耗
铁耗：为简便起见，在电机中，通常把磁滞损耗和涡流损耗合在一起， 统称为铁耗。 单位重量的铁耗为：p=pe+ ph =σhefβB2m W/kg 对于某一频率和Bm时，单位重量的铁耗为：p=p1/50(f/50)βB2m W/kg 式中： p1/50称为铁耗系数或比损耗，是在Bm=1Wb/m2,f=50Hz时1 kg铁磁 材料的铁耗。 β介于一次和二次方之间。对于硅钢片，β＝1.2～1.6。 电机和变压器的总铁耗为：pfe＝p.Gfe 式中： Gfe 为铁心重量， kg 。
图0- 2
铁磁物质磁化的磁畴理论
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
二、磁通密度B与磁场强度H呈饱和曲线关系 磁通密度（magnetic flux density）B与磁场强度 （magnetic filed strength）H的关系曲线称为磁化曲线 （magnetization curve）。
电机中所用铁磁材料的磁导率 µ fe ≈ (2000 ~ 6000) µ 0
在工程计算中，除了铁磁物质外，其余物质的磁导率都认为与真空的磁 导率相同。
概论
§0-2 电机中所用材料和铁磁材料的特性
¾ 铁磁物质的特性
一、磁导率很大 铁磁性物质的磁导率很大的原因：
N S
(a) 未被磁化
(b) 稍微磁化
(c) 完全磁化 －饱和
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 电路定律
电路欧姆定律
U R U I = Z I =
I U Z
式中：Z＝R＋jX为电路的复阻抗，X为电 抗，则：
图0-7 欧姆定律的规定正方向
U
jIX
U U U I = = = ∠ −ϕ R + jX z∠ ϕ z 或 I = z = U U U = = ∠ϕ R − jX z∠ − ϕ z
l
dl
图0-10
全电流定律
∫ Hdl = ∑ wI
l
概论
§0-3 研究电机常用的电磁定律
¾ 磁路定律
磁路基尔霍夫第二定律
如图0-11磁路上绕了两个线圈，其匝数分别为 w1、w2，分别通过电流I1、I2。按全电流定律， 沿铁心磁路作磁场强度的闭合积分，则
积分方向
I1 w1 l2
∫ H dl = w I