电路基础 教学配套课件 康健 第八章 第三节.pdfVIP

第三节 交流铁芯线圈及电路模型 一.交流磁路的特点 1.电压、电流和磁通 由于交流铁心线圈的电流是变化的，变化的电 流会产生变化的磁通，因此会产生感应电动势。电 路中的电压电流关系也与磁路情况有关。影响交流 铁心线圈工作的因素有铁心的磁饱和、磁滞和涡 流、漏磁通、线圈电阻等。其中，磁饱和、磁滞和 涡流的影响最大。下面分别加以讨论。 若电压为正弦量，在忽略线圈电阻及漏磁通 时，选择线圈电压、电流、磁通及感应电动势的 参考方向如图8-11所示。 在图8-11中有   d t Ψ d t Φ u t e t   N dt dt 式中，N为线圈匝数。 在上式中，若电压为正弦量时，磁通也为正弦量。 设  ,则有 Φt Φ sin t m d t Φ 1  π u t e t N  N Φ sin t  m N t Φ sin   dt dt m  2  电压及感应电动势的有效值与主磁通的最 大值关系为 N Φ 2 fN Φ   U E m m 4.44 fN Φm （8-6） 2 2 式（8-6）是一个重要公式。它表明：当电 源的频率及线圈匝数一定时，若线圈电压的有 效值不变，则主磁通的最大值Φm （或磁感应的 强度最大值Bm）不变；线圈电压的有效值改变 时，Φm与U成正比变化，而与磁路情况（如铁 芯材料的导磁率、气隙的大小等）无关。 i(t) 考虑交流铁心线圈的电流时， 和 不是 Φ 线性关系，也就是说磁通正弦变化时，电流不是 正弦变化的。电流波形的失真主要是由磁化曲线 的非线性造成的。电流的非正弦波形中含有奇次 谐波，其中以三次谐波的成分最大，其它高次谐 波成分可忽略不计。有谐波成分会给分析计算带 来不便。所以实用中，常将交流铁心线圈电流的 非正弦波用正弦波近似的代替，以简化计算。 2.磁滞和涡流的影响 理论和实践证明，铁心的磁滞损耗Pz和涡 流损耗Pw可分别由下式计算： P K fB V n （W） （8-7） Z Z m P K f B V 2 2