电器学教学课件作者夏天伟丁明道第3章节课件幻灯片.pptVIP

* * 一、归算漏磁导 交流磁路/交流励磁 1）传统计算公式，磁链： 2）由于磁势和线圈匝数都是分布性的，故： 故归算漏磁导为： * * 一、归算漏磁导 考虑铁心磁阻等因素后，有 直流归算漏磁导 交流归算漏磁导 注： 上述计算结果仅仅适合图3－19的模型，绝不适合其他模型 电路简化 图3－22——图3－23（气隙较大时） * * 二、分段法计算磁路 特点 同时考虑铁心磁阻和漏磁通 将分布参数磁路简化为若干个集中参数 图3－24 步骤 P92～93 逼近的处理方法 P93 * * 三、漏磁系数法计算磁路 目的： 工程上对电磁系统的快速估算 漏磁系数： 气隙的磁感应强度与铁心柱各处的磁感应强度之间存在一定比例关系 不考虑铁心磁阻的 U形电磁铁图3－18 * * 9、交流磁路的计算 本节的计算考虑铁损 一、交流磁路特点： 1)交变磁场中的电磁感应现象不能忽略 交流磁路计算要应用基尔霍夫定律和电磁感应定律 2)电、磁间的作用不同 直流磁路的稳态时，只有激磁线圈的电对磁导体的磁的单方向的作用 交流磁路中电与磁相互作用 并励交流磁路是恒磁链变安匝特性 上节已描述，这使得磁路的计算、归算漏磁导的表达式都不同于直流磁路 * * 一、交流磁路特点： 3）铁损存在 磁滞和涡流损耗 励磁电流存在与磁通相同的磁化分量，以及超前磁通90o的损耗分量 磁路及其计算属于复数域 4）励磁线圈的阻抗是磁路参数的函数 5）分磁环 短路的导体环，嵌放于磁极端面 交流磁通存在两个过零点/周期 * * 二、交流磁路的基本定律 1）基尔霍夫第一定律 2）基尔霍夫第二定律 3）电磁感应定律 * * 三、交流磁路和铁心电路的向量图 图3－25 分磁环 气隙δ1和δ2 等值磁路 其中水平支路上的Φδm应为Φσm 注意三个磁通之间的相位关系 Φσm超前Φm超前Φδm * * 四、交流磁路的计算方法 指恒磁链回路（并励磁铁的磁路） 铁损使交流磁路计算复杂 工作气隙较大时，铁损较小，可按直流磁路计算（磁通较小，磁势降落在气隙中） 工作气隙较小时，则必须考虑铁损 正求任务： 已知气隙磁通，求线圈电压 反求任务 已知线圈电压(不是线圈磁动势)，求气隙磁通 * * 四、交流磁路的计算方法 反求任务计算步骤： 1)按猜测气隙磁通值 2)按直流磁路正求任务，根据 计算IN和 3)按公式计算线圈电压，并与给定的U值作比较 正求任务：P97 * * 10、电磁机构的吸力计算 计算实质：电磁力或电磁转矩 电路的电压方程(图3-26) 积分得能量平衡方程 电源供给电路的能量 电阻在过渡过程中的发热损耗 储存在磁场中的能量 电能磁能转换方程 图3－27 * * 10.1、能量转换 图3－27 注意b、c两种工作状态中，注意衔铁运动所需的机械功 i=const 图b) 衔铁移动缓慢 原有能量A1＋A2 电源提供能量(A3＋A4)给磁场 ψ=const 图c) 衔铁移动非常迅速以至反电动势与电源电压相当 励磁电流由I1减至I2 磁场能量减少A2 * * 10.1、能量转换 图3－27 图 3-27 d) 综合c和d的情况 决定量： 电磁参数、运动部件的机械特性、惯性 近似处理： 磁链与励磁电流成线性关系 * * 10.1、能量转换 图3－27 能量关系 原有：A1＋A2 输入： A3＋A4 最后的磁能： A1＋A3 做功： A2＋A4 由于从能量角度推出各公式，谓之“能量公式” ： 3－66和3－66a * * 10.1、能量公式 注意： 1）若考虑漏磁的影响 2）磁导与气隙之间无解析关系 图3－28 式3－68 结论：能量公式适用于气隙不是很小处 * * 10.2、麦克斯韦电磁力公式 这里与书本不同： 取物质表面某面积元dA，其垂直方向为向量n，而磁感应强度为向量B，夹角为θ。 则与B垂直、平行的的分单元面电磁力为： 将每个力都分为法向和切向两个分量，则： * * 10.2、麦克斯韦电磁力公式 将其合成，作用在dA上的电磁力为： 若只考虑法向分量（磁导率非常大，导致磁感应强度处处垂直于铁心表面） * * 10.2、麦克斯韦电磁力公式 若 气隙磁场均匀分布 漏磁导不随气隙变化 即 那么其与能量公式之间的转化： * * 二、分磁环 图3－30 图 a） 将磁通Φ0分解为Φ1和Φ2 原因：交变激磁情况下，分磁环产生感应电动势和感应电流 Φ1和Φ2之间形成夹角β： * * 二、分磁环 合力 恒定量 暂态/交变分量 推导得到式3－79 作用结果 只要合力的最小值大于反力，满足式3－82，则衔铁不会发生机械震动 * * 三、三相电磁机构的电磁吸力 图3－31 三相磁通分别存在120°的相角 合力： 1、显然，合力大小不随时间而变 2、合力作