绪论及第一章磁路
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mFra Baidu bibliotek
和渦流損耗之和。
河北科技大學電氣資訊學院
§1.3 直流磁路的計算
磁路計算正問題——給定磁通量，計算所需的勵磁磁動勢 磁路計算逆問題——給定勵磁磁勢，計算磁路內的磁通量 磁路計算正問題的步驟： 1）將磁路按材料性質和不同截面尺寸分段； 2）計算各段磁路的有效截面積Ak和平均長度lk； 3）計算各段磁路的平均磁通密度Bk ，Bk=Φk/Ak； 4）根據Bk求出對應的Hk；
｛
｛
｛
河北科技大學電氣資訊學院
3.電機在國民經濟中的作用 各行各業均離不開電機，它是衡量一個國家或一個地區發達程 度戶發展速度快慢的一個重要指標。 4.電機的發展史 分為三個階段： 1）直流電機的產生和形成時期； 2）交流電機的形成和發展時期； 3）電機理論、設計和製造工藝逐步達到完善化的時期。 5.電機學及性質：專業基礎課 6.本門課學習方法： ① 抓住主要矛盾； ② 理論聯繫實際； 河北科技大學電氣資訊學院 ③ 善於運用對比的方法
河北科技大學電氣資訊學院
直流磁路-----直流磁通所經過的路徑稱～
交流磁路-----交流磁通所經過的路徑稱～
河北科技大學電氣資訊學院
二、磁路的基本定律
1、安培環路定律
沿任何一條閉合回線L，磁場強度H的線積分等於該閉合回線所包 圍的電流的代數和
如果在均勻磁場中，沿著回線 L 磁場強度H 處處相等，則
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3、基本磁化曲線
對同一鐵磁材料，選擇不同的Hm反復磁化，得到不同的磁 滯回線。將各條回線的頂點連接起來，所得曲線稱為基本磁化 曲線。
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三、鐵磁材料
1、軟磁材料 2、硬磁材料
四、鐵心損耗
1、磁滯損耗——材料被交流磁場反復磁化，磁疇相互摩
ph Ch fB V 擦 而消耗的能量。 2、渦流損耗——鐵心內部由於渦流在鐵心電阻上產生的 2 2 2 p C △ f BmV 熱能損耗。 e e 1.3 2 3、鐵心損耗——磁滯損耗 p C f B G
第一章
§1.1磁路的基本定律
一、磁路的概念
• • • • • •
磁 路
磁通所經過的路徑稱為磁路 主磁通-----通過我們所需要回路的磁通稱～ 漏磁通-----通過我們不需要回路的磁通稱～ 主磁路-----主磁通所經過的回路稱～ 漏磁通-----漏磁通所經過的回路稱～ 直流磁通-----直流電流產生的磁通稱～ 交流磁通-----交流電流產生的磁通稱～
三、磁路和電路有相似之處，卻要注意有以下幾點差別：
1）電路中有電流I 時，就有功率損耗；而在直流磁路中，維持
一定磁通量，鐵心中沒有功率損耗。
2）電路中的電流全部在導線中流動；而在磁路中，總有一部分 漏磁通。 3）電路中導體的電阻率在一定的溫度下是恒定的；而磁路 中鐵心的導磁率隨著飽和程度而有所變化。
4）對於線性電路，計算時可以用疊加原理；而在磁路中，B和
H之間的關係為非線性，因此計算時不可以用疊加原理。
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§1.2 常用鐵磁材料及其特性
一、鐵磁物質的磁化
在外磁場的作用下，磁疇順著外磁場方向轉向，排列 整齊，顯示出磁性。
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二、磁化曲線和磁滯回線
1、起始磁化曲線
電機學
第一部分
電機的 基本原理和穩態分析
河北科技大學電氣資訊學院
緒論
一、電機及電機學概念 1.電機定義：是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或 傳遞的一種電磁裝置。 2.電機分類：（按運動方式分類） 靜止電機-----------------變壓器 電機 直流電機 旋轉電機 交流電機 非同步電機 同步電機
H
B
0
0.967 4 A/m 77 10 A/m 7 4 10
4
H l 77 10 5 10A 385A
所以，勵磁磁勢為
F=HFelFe+Hδlδ=655A
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二、簡單並聯磁路 [例1-3] 鐵心由DR530矽鋼片構成，鐵心柱和鐵軛截面積 AFe=0.0004m2，磁路平均長度lFe=0.05m，氣隙長度 δ1 =δ2=2.5×10-3m，勵磁線圈匝數N1=N2=1000匝。不計漏磁通，試求 在氣隙中產生磁通密度Bδ=1.211T時，所需的勵磁電流。
將一塊未磁化的鐵磁材 料進行磁化，當磁場強度H 由零逐漸增加時，磁通密度 B將隨之增加。用B=f (H)描 述的曲線就稱為起始磁化曲 線。
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2、磁滯回線
剩磁——當H從零增加到Hm時， B相應地從零增加到Bm；然後 再逐漸減小H，B值將沿曲線ab 下降。當H=0 時，B值並不等 於零，而是Br。這就是剩磁。 磁滯回線——當H在Hm和－ Hm 之間反復變化時，呈現磁滯現象 的B－H閉合曲線，稱為磁滯回線。
3、磁路的基爾霍夫定律
（1）磁路的基爾霍夫電流定律 1 2 3 0 或
0
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（2）磁路的基爾霍夫電壓定律
Ni H k lk H1l1 H 2l2 H 1 Rm1 2 Rm2 Rm
k 1 3
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解：鐵心內磁通密度為
BFe
AFe
0.0009 T 1T 0.0009
2
從鑄鋼磁化曲線查得：與BFe對應的HFe=9×102A/m 鐵心段的磁位降： 空氣隙中：
H Fe lFe 9 10 0.3A 270A 0.0009 B T 0.967T 2 4 A 3.05 10
5）計算各段磁位降Hklk，最後求出 F=∑ Hklk。
磁路計算逆問題——因為磁路為非線性的，用試探法。
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一、簡單串聯磁路
[例1-2] 鐵心由鑄鋼和空氣隙構成，截面積AFe=0.0009m2， 磁路平均長度lFe=0.3m，氣隙長度δ=5×10-4m，求該磁路獲得磁通量 Φ=0.0009Wb時所需的勵磁磁動勢。
L
Hd l
i
HL Ni
2、磁路的歐姆定律
作用在磁路上的磁動勢 F 等於磁路內的磁通量 Φ乘以磁阻 Rm
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磁通量Φ等於磁通密度乘以面積
於是
B d A BA
Ni lB / l /(A)
磁場強度等於磁通密度除以磁導率
H B/
F Rm
Fe
Fe
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§1.3 直流磁路的計算
磁路計算正問題——給定磁通量，計算所需的勵磁磁動勢 磁路計算逆問題——給定勵磁磁勢，計算磁路內的磁通量 磁路計算正問題的步驟： 1）將磁路按材料性質和不同截面尺寸分段； 2）計算各段磁路的有效截面積Ak和平均長度lk； 3）計算各段磁路的平均磁通密度Bk ，Bk=Φk/Ak； 4）根據Bk求出對應的Hk；
｛
｛
｛
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3.電機在國民經濟中的作用 各行各業均離不開電機，它是衡量一個國家或一個地區發達程 度戶發展速度快慢的一個重要指標。 4.電機的發展史 分為三個階段： 1）直流電機的產生和形成時期； 2）交流電機的形成和發展時期； 3）電機理論、設計和製造工藝逐步達到完善化的時期。 5.電機學及性質：專業基礎課 6.本門課學習方法： ① 抓住主要矛盾； ② 理論聯繫實際； 河北科技大學電氣資訊學院 ③ 善於運用對比的方法
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直流磁路-----直流磁通所經過的路徑稱～
交流磁路-----交流磁通所經過的路徑稱～
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二、磁路的基本定律
1、安培環路定律
沿任何一條閉合回線L，磁場強度H的線積分等於該閉合回線所包 圍的電流的代數和
如果在均勻磁場中，沿著回線 L 磁場強度H 處處相等，則
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3、基本磁化曲線
對同一鐵磁材料，選擇不同的Hm反復磁化，得到不同的磁 滯回線。將各條回線的頂點連接起來，所得曲線稱為基本磁化 曲線。
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三、鐵磁材料
1、軟磁材料 2、硬磁材料
四、鐵心損耗
1、磁滯損耗——材料被交流磁場反復磁化，磁疇相互摩
ph Ch fB V 擦 而消耗的能量。 2、渦流損耗——鐵心內部由於渦流在鐵心電阻上產生的 2 2 2 p C △ f BmV 熱能損耗。 e e 1.3 2 3、鐵心損耗——磁滯損耗 p C f B G
第一章
§1.1磁路的基本定律
一、磁路的概念
• • • • • •
磁 路
磁通所經過的路徑稱為磁路 主磁通-----通過我們所需要回路的磁通稱～ 漏磁通-----通過我們不需要回路的磁通稱～ 主磁路-----主磁通所經過的回路稱～ 漏磁通-----漏磁通所經過的回路稱～ 直流磁通-----直流電流產生的磁通稱～ 交流磁通-----交流電流產生的磁通稱～
三、磁路和電路有相似之處，卻要注意有以下幾點差別：
1）電路中有電流I 時，就有功率損耗；而在直流磁路中，維持
一定磁通量，鐵心中沒有功率損耗。
2）電路中的電流全部在導線中流動；而在磁路中，總有一部分 漏磁通。 3）電路中導體的電阻率在一定的溫度下是恒定的；而磁路 中鐵心的導磁率隨著飽和程度而有所變化。
4）對於線性電路，計算時可以用疊加原理；而在磁路中，B和
H之間的關係為非線性，因此計算時不可以用疊加原理。
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§1.2 常用鐵磁材料及其特性
一、鐵磁物質的磁化
在外磁場的作用下，磁疇順著外磁場方向轉向，排列 整齊，顯示出磁性。
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二、磁化曲線和磁滯回線
1、起始磁化曲線
電機學
第一部分
電機的 基本原理和穩態分析
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緒論
一、電機及電機學概念 1.電機定義：是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或 傳遞的一種電磁裝置。 2.電機分類：（按運動方式分類） 靜止電機-----------------變壓器 電機 直流電機 旋轉電機 交流電機 非同步電機 同步電機
H
B
0
0.967 4 A/m 77 10 A/m 7 4 10
4
H l 77 10 5 10A 385A
所以，勵磁磁勢為
F=HFelFe+Hδlδ=655A
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二、簡單並聯磁路 [例1-3] 鐵心由DR530矽鋼片構成，鐵心柱和鐵軛截面積 AFe=0.0004m2，磁路平均長度lFe=0.05m，氣隙長度 δ1 =δ2=2.5×10-3m，勵磁線圈匝數N1=N2=1000匝。不計漏磁通，試求 在氣隙中產生磁通密度Bδ=1.211T時，所需的勵磁電流。
將一塊未磁化的鐵磁材 料進行磁化，當磁場強度H 由零逐漸增加時，磁通密度 B將隨之增加。用B=f (H)描 述的曲線就稱為起始磁化曲 線。
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2、磁滯回線
剩磁——當H從零增加到Hm時， B相應地從零增加到Bm；然後 再逐漸減小H，B值將沿曲線ab 下降。當H=0 時，B值並不等 於零，而是Br。這就是剩磁。 磁滯回線——當H在Hm和－ Hm 之間反復變化時，呈現磁滯現象 的B－H閉合曲線，稱為磁滯回線。
3、磁路的基爾霍夫定律
（1）磁路的基爾霍夫電流定律 1 2 3 0 或
0
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（2）磁路的基爾霍夫電壓定律
Ni H k lk H1l1 H 2l2 H 1 Rm1 2 Rm2 Rm
k 1 3
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解：鐵心內磁通密度為
BFe
AFe
0.0009 T 1T 0.0009
2
從鑄鋼磁化曲線查得：與BFe對應的HFe=9×102A/m 鐵心段的磁位降： 空氣隙中：
H Fe lFe 9 10 0.3A 270A 0.0009 B T 0.967T 2 4 A 3.05 10
5）計算各段磁位降Hklk，最後求出 F=∑ Hklk。
磁路計算逆問題——因為磁路為非線性的，用試探法。
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一、簡單串聯磁路
[例1-2] 鐵心由鑄鋼和空氣隙構成，截面積AFe=0.0009m2， 磁路平均長度lFe=0.3m，氣隙長度δ=5×10-4m，求該磁路獲得磁通量 Φ=0.0009Wb時所需的勵磁磁動勢。
L
Hd l
i
HL Ni
2、磁路的歐姆定律
作用在磁路上的磁動勢 F 等於磁路內的磁通量 Φ乘以磁阻 Rm
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磁通量Φ等於磁通密度乘以面積
於是
B d A BA
Ni lB / l /(A)
磁場強度等於磁通密度除以磁導率
H B/
F Rm