第八章变压器和交流电动机-磁路8996609.pptVIP

第八章 变压器和交流电动机 旋转电机能量转换端口 总 结 简化形式的全电流定律--- Ni=Hl (Simple form of Ampere Circuital Theorem) 对于右下角的单相变压器铁心磁路，设回线l1与铁心中心线重合，方向如图，则可以认为: 回线l1各点磁场强度近似相等,且方向与回线l1相同, 于是得到: 单线圈铁心磁路 (Magnetic circuit with single winding) N为线圈匝数，H为回线上各点的磁场强度。 全电流定律：磁场强度与回线长度的乘积等于该回线所包围的总安匝数 。 其中: F=Ni ——磁路的总磁动势 HFelFe ——铁心上的磁压降 Hδδ ——气隙上的磁压降 若磁回路中存在气隙， 当气隙长度δ远远小于铁心截面的边长时， 铁心和气隙中分别为近似均匀磁场，则: 讨论1 磁路包含气隙时的全电流定律 带气隙的铁心磁路 N 可见，总磁势等于各段磁压降之和。当磁路由k段均匀磁路串联时有 对于该图所示电流方向，上式两项均取正号。对于一般的情况需要仔细判断各线圈电流的方向，以便正确选择磁势求和的正负号。 对于下图所示铁心上绕有匝数分别为 与 两个绕组， 分别通入电流 与 的情况，作用于磁路上的总磁动势 则为两个线圈安匝数的代数和，于是有: 多线圈铁心磁路 讨论2 磁路包含两个线圈时的全电流定律 安培环路定律:沿空间任意条闭合回路，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和。 i3 l H dl i2 i1 注：若 i 与 l 符合右手螺旋关系， 取正号，否则取负 。其中大拇指所指为 i 的方向，四指为 l 方向。 2）全电流定律一般形式 由于 B=μH 1）均匀磁路的欧姆定律 (Ohm’s Law for uniform magnetic circuit) 磁路的欧姆定律 得 全电流定理仅仅给出磁场强度与磁势之间关系，电机分析中更需要i-f关系。根据安培环路定律简化形式，通过定义磁阻及磁导，可以得到描述磁动势与磁通关系的磁路欧姆定律。于是得到i-f关系。 磁路欧姆定律 或 则上式可写为： 欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。 定义： : 磁路的磁阻, A/Wb 定义： : 磁路的磁导，Wb/A 引入磁动势, 磁阻,磁导有什么作用? 磁导与哪些因素有关? 3) 从磁路欧姆定律出发，磁通 的大小受哪些因数的影响？ 思考 (Ponder): 2）分段均匀磁路的欧姆定律 其中 : 铁心部分对应的磁阻 : 气隙部分对应的磁阻 : 铁心中消耗的磁动势 : 气隙中消耗的磁动势 思考： 假设铁心长度 与气隙长度 比为1000/1；铁心磁导率 与气隙磁导率 比为6000/1,那么线圈电流产生的磁动势在铁心中与气隙中消耗的磁动势是什么比值关系？ 3) 磁导率对激磁电流与磁通关系的影响 铁磁材料的高磁导率使得较小的激磁电流可以产生 较大的磁通.所以下图铁环中磁通是塑料环中的数千倍. 这是铁心的增磁功能。 磁导率对激磁电流与磁通关系的影响(续) --磁路中微小的气隙,就可以使同样励磁电流产生的磁通显著减小(下图,1m长铁心,出现1mm气隙后,磁通变为1/6!)可见,气隙的存在显著降低了铁心增磁效果 § 铁磁材料及其磁化特性 内容提要(Main Content): ----铁心高导磁率以及相应的增磁功能由 磁化曲线决定 ----铁心导磁率以及相应的增磁功能受 铁心饱和程度制约 ----交流铁心磁路中会产生铁心损耗 (增磁的代价) 铁磁材料的磁化特性（B－H 曲线/磁化曲线） 1) 铁磁材料的磁化特性 下图均匀密绕螺绕环,因为Hl=Ni, f=BA, 所以,只要测得电流与磁通,就可得到B-H曲线. 左图为起始磁化曲线 B=f(H) B H O 起始磁化曲线: B=f (H) 起始磁化曲线(Origin B-H curve ): B=f (H) oa为起始段 (Starting section) ab为线性段 (Linear section) bc为饱和段 (Saturation section) 随 H 的变化而 变化 非铁磁材料的 磁化特性：B=μ0 H 膝点 B H O B=f(H) a b c d 磁密落后于磁场强度，亦即磁通落后于产生该磁通的激磁电流的现象，称为磁滞现象(Magnetic hystersis )。 铁磁材料进行周期性磁化所反映的物理现象 2） 磁滞回线 剩磁 (