磁路与铁芯线圈课件.pptx
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- 磁路 线圈 课件
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1、1 铁磁性物质铁磁性物质 2 磁路与磁路定律磁路与磁路定律 3 简单直流磁路的计算简单直流磁路的计算 4 交流铁芯线圈及等效电路交流铁芯线圈及等效电路 5 电磁铁电磁铁 磁路磁路与铁芯线圈与铁芯线圈磁化:铁磁物质会在外加磁场的作用下, 产生一个与外磁场 同方向的附加磁场, 这种现象叫做磁化。 (a)(b)(c)图 1 铁磁性物质的磁化 1.1 1.1 铁磁性物质的磁化铁磁性物质的磁化 1 1 铁铁 磁磁 性性 物物 质质磁化曲线:铁磁性物质的磁感应强度B与外磁场的磁场强 度H之间的关系曲线, 所以又叫B-H曲线。 ASIUsRwS1122NL图 2 B-H 曲线测量电路 1.2 1.2 磁化曲
2、线(一)磁化曲线(一)BQRP00Hmax(a)(b)H图 3 起始磁化曲线 1.2 1.2 磁化曲线(二)磁化曲线(二) (1) OP段 (2) PQ段 (3) QR段 (4) R点以后 1.2 1.2 磁化曲线(三)磁化曲线(三)1. 起始磁化曲线起始磁化曲线BHBHBmBrbfHm BmecO Hm HcdOHm1Hm2Hm3aBm1Bm2Bm3(a)(b)图4 交变磁化(磁滞回线) 1.2 1.2 磁化曲线(四)磁化曲线(四)2. 磁滞回线磁滞回线软磁硬磁BOH图5 软磁和硬磁材料的磁滞回线 1.3 1.3 铁磁性物质的分类(一)铁磁性物质的分类(一)0.1cbac 硅钢片b 铸钢a
3、铸铁00.20.30.40.50.60.70.80.9 1.010312345678910103H / Am1B / T0.20.40.60.81.01.21.41.61.8H / Am1图 6 几种常用铁磁材料的基本磁化曲线 1.3 1.3 铁磁性物质的分类(二)铁磁性物质的分类(二)思考题思考题 1、铁磁性物质为什么会有高的导磁性能? 2、制造电喇叭时要用到永久磁铁,制造变压器时要用到铁心,试说明它们在铁磁性材料时有何不同? 3、什么是基本磁化曲线?什么是起始磁化曲线? 4、铁磁性材料的不是常数, 的最大值处在起始磁化曲线的哪个部位?NNSSUI(a)(b)图7 直流电机和单相变压器磁路
4、2.1 2.1 磁路(一)磁路(一) 2 2 磁路和磁路定律磁路和磁路定律I漏磁通边缘效应主磁通图 8 主磁通、 漏磁通和边缘效应 2.1 2.1 磁路(二)磁路(二)003212.2 2.2 磁路定律(一)磁路定律(一)1. 磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律I1D123ABCN1N2l1l2l1l3l3l1l0I2图 9 磁路示意图 2.2 2.2 磁路定律(二)磁路定律(二)221122111111)()(NINIlHlHlHlHINHl对于如图9所示的ABCDA回路, 可以得出 mmFU2.2 2.2 磁路定律(三)磁路定律(三)2. 磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二
5、定律mmmRUSlUSlHlHS2.3 2.3 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律思考题思考题 1、已知线圈电感L=/I=N/I,试用磁路欧姆定律证明L=N2S/ l,并说明如果线圈大小、形状和匝数相同时,有铁心线圈和无铁心线圈的电感哪个大? 2、为什么空心线圈的电感是常数,而铁心线圈的电感不是常 数?铁心线圈在未达到饱和与达到饱和时,哪个电感大?第一种是先给定磁通, 再按照给定的磁通及磁路尺寸、材料求出磁通势, 即已知求NI; 另一种是给定NI, 求各处磁通, 即已知NI 求。 本节只讨论第一种情况。 在计算时一般应按下列步骤进行: (1) 按照磁路的材料和截面不同进行分段, 把材料和截面相同的算
6、作一段。 (2) 根据磁路尺寸计算出各段截面积S和平均长度l。 3 3 简单直流磁路的计算(一)简单直流磁路的计算(一)rrrSbaabbaSba22)2()()(abr(a)(b)图11 空气隙有效面积计算(a) 矩形截面; (b) 圆形截面 3 3 简单直流磁路的计算(二)简单直流磁路的计算(二) (3) 由已知磁通, 算出各段磁路的磁感应强度B=/S。 (4) 根据每一段的磁感应强度求磁场强度, 对于铁磁材料可查基本磁化曲线(如图6所示)。 对于空气隙可用以下公式:)/(108)/(108 . 0104030670000cmABmABBBH3 3 简单直流磁路的计算(三)简单直流磁路的计
7、算(三)3 3 简单直流磁路的计算(四)简单直流磁路的计算(四)(5) 根据每一段的磁场强度和平均长度求出H1l1 , H2l2。(6) 根据基尔霍夫磁路第二定律, 求出所需的磁通势。 2211lHlHNI 已知磁路如图12所示, 上段材料为硅钢片, 下段材料是铸钢, 求在该磁路中获得磁通=2.010-3 Wb时, 所需要的磁动势? 若线圈的匝数为1000匝, 求激磁电流应为多大? 解解 (1) 按照截面和材料不同, 将磁路分为三段l1, l2, l3。 例例1 1(一)(一)例例1 1(二)(二)2233222222112 .3232202)5060(50604 . 042242420070
8、60292903522035303000605077770275220275cmmmScmmmlcmmmScmmmlcmmmScmmml (2) 按已知磁路尺寸求出: Il1l22705017050321l6031070硅钢铸钢图12 例1图 例例1 1(三)(三)(3) 各段磁感应强度为 TcmWbSBTcmWbSBTcmWbSB621. 0/10621. 02 .32100 . 2476. 0/10476. 042100 . 2667. 0/667. 030100 . 224333243222311例例1 1(四)(四)(4) 由图6 所示硅钢片和铸钢的基本磁化曲线得 cmABHcmAHc
9、mAH/4942104621. 0/5 . 1/4 . 1703321空气中的磁场强度为 例例1 1(五)(五)(5) 每段的磁位差为AlHAlHAlH8 .19764 . 049425 .43295 . 18 .107774 . 1332211(6) 所需的磁通势为AlHlHlHNI1 .21288 .19765 .438 .107332211激磁电流为ANNII1 . 210001 .2128例例1 1(六)(六)思考题思考题l2l5l1l3l4 1、有两个相同材料的芯子(磁路无气隙),所绕的线圈匝数相同, 通以相同的电流,磁路的平均长度l1 =l2 , 截面S1 S 2,试用磁路的基尔霍
10、夫定律分析B1与B2 、 1与 2的大小。 2、一磁路如图 13所示,图中各段截面积不同,试列出磁通势和磁位差平衡方程式。 图 13 思考题 2 图iuEN图14 交流铁芯线圈各电磁量参考方向 4.1 4.1 电压、电流和磁通(一)电压、电流和磁通(一)1. 电压为正弦量电压为正弦量 4 4 交流铁芯线圈及等效电路交流铁芯线圈及等效电路 mmmmmfNfNNEUtNtdtNdttdNtetudttdNdttdtetu44. 4222)2sin()sin(1)()()()()()()( 设(t)=msint, 则有 4.1 4.1 电压、电流和磁通(二)电压、电流和磁通(二)iOOSBlNiH
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