电路与电工基础参考项目84-恒定磁通磁路的计算84-恒定磁通磁路的计算课件.ppt

1、1项目项目8.1 8.1 磁场的基本物理量和基本定律磁场的基本物理量和基本定律项目项目8.2 8.2 铁磁物质的磁化铁磁物质的磁化项目项目8.3 8.3 磁路的基本定律磁路的基本定律模块八模块八 磁路和铁芯线圈磁路和铁芯线圈项目项目8.5 8.5 交流铁芯线圈中的波形畸变与磁损耗交流铁芯线圈中的波形畸变与磁损耗项目项目8.4 8.4 恒定磁通磁路的计算恒定磁通磁路的计算项目项目8.6 8.6 电磁铁电磁铁2【知识目标知识目标】理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念 理解铁磁物质的起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线的性质理解铁磁物质的起始磁化曲

2、线、磁滞回线、基本磁化曲线的性质 理解磁通连续性原理、安培环路定律、磁路的基尔霍夫定律、欧理解磁通连续性原理、安培环路定律、磁路的基尔霍夫定律、欧姆定律与磁阻姆定律与磁阻 掌握恒定磁通磁路的计算掌握恒定磁通磁路的计算 理解交流铁心线圈中波形畸变及磁滞损耗、涡流损耗的性质理解交流铁心线圈中波形畸变及磁滞损耗、涡流损耗的性质模块八磁路和铁芯线圈模块八磁路和铁芯线圈 【技能目标技能目标】【教学难点教学难点】恒定磁通磁路的计算恒定磁通磁路的计算 【课时安排课时安排】6 6课时。课时。3项目项目8.4 8.4 恒定磁通磁路的计算恒定磁通磁路的计算8.4.18.4.1有关磁路计算的一些概念有关磁路计算的一

3、些概念8.4.28.4.2无分支磁路的计算无分支磁路的计算8.4.38.4.3对称分支磁路的计算对称分支磁路的计算8.4.18.4.1有关磁路计算的一些概念有关磁路计算的一些概念1.1.磁路的长度磁路的长度 2.2.铁磁物质截面积铁磁物质截面积 磁路中铁磁物质部分的截面积用磁磁路中铁磁物质部分的截面积用磁路的几何尺寸直接计算路的几何尺寸直接计算 。在磁路计算中，磁路的长度一般在磁路计算中，磁路的长度一般都取其平均长度，即中心线长度。如都取其平均长度，即中心线长度。如图图8-118-11所示：所示：磁路中有空气隙时，气隙边缘的磁感应线将有向外扩磁路中有空气隙时，气隙边缘的磁感应线将有向外扩张的趋

4、势，称为边缘效应，如图张的趋势，称为边缘效应，如图8-128-12所示。所示。图图8-11 8-11 磁路的长度磁路的长度 2.2.铁磁物质截面积铁磁物质截面积图图8-12 8-12 气隙的边缘效应气隙的边缘效应 空气隙截面积空气隙截面积S S0 0 工程上一般认为，当气隙较小时候，工程上一般认为，当气隙较小时候，可用下面两式计算气隙的有效面积：可用下面两式计算气隙的有效面积：若铁心是涂有绝缘漆的电工硅钢片叠成的若铁心是涂有绝缘漆的电工硅钢片叠成的,则则 ：S=KS=K*S S0 0矩形截面：矩形截面：圆形截面：圆形截面：其中：其中：S S有效面积；有效面积；S S0 0视在面积；视在面积；K

5、 K填充系数；填充系数；图图8-12 8-12 气隙的边缘效应气隙的边缘效应 8.4.28.4.2无分支磁路的计算无分支磁路的计算6 .已知磁通求磁通势已知磁通求磁通势 无分支磁路的主要特点是磁路有相等的磁通，如已知磁无分支磁路的主要特点是磁路有相等的磁通，如已知磁通和各磁路段的材料及尺寸，可按下述步骤去求磁通势通和各磁路段的材料及尺寸，可按下述步骤去求磁通势 ：7例题例题8-18-1：图图8-13(a)8-13(a)所示磁路，图上标明尺寸单位为所示磁路，图上标明尺寸单位为 ，铁芯所用硅钢片上的基本磁化曲线如图铁芯所用硅钢片上的基本磁化曲线如图8-138-13（b b）,填充因填充因数数 ，线

6、圈匝数为，线圈匝数为120120，试求在该磁路中获得磁通，试求在该磁路中获得磁通 所需的所需的电流？电流？解解:（1 1）该磁路由硅钢片和）该磁路由硅钢片和空气隙构成，硅钢片有两空气隙构成，硅钢片有两种截面积，所以该磁路分种截面积，所以该磁路分为三段来计算。为三段来计算。图图8-13 8-13 例例8-18-1图图 8（2 2）求每段磁路的平均长度和截面积）求每段磁路的平均长度和截面积 图图8-13 8-13 例例8-18-1图图 9（3 3）求每段磁路的感应强度）求每段磁路的感应强度 图图8-13 8-13 例例8-18-1图图 10 （4 4）求每段磁路的磁场强度：图）求每段磁路的磁场强度

7、：图8-138-13（b b）所示曲线查得）所示曲线查得图图8-13 8-13 例例8-18-1图图 11（5 5）求每段磁路的磁压降）求每段磁路的磁压降图图8-13 8-13 例例8-18-1图图 12(6)(6)求总磁通势求总磁通势图图8-13 8-13 例例8-18-1图图 132.2.已知磁通势求磁通已知磁通势求磁通 试探法：要先假定一个磁通，然后按已知磁通求试探法：要先假定一个磁通，然后按已知磁通求磁通势的步骤，求出磁通的磁压降的总和，再和给定磁通势的步骤，求出磁通的磁压降的总和，再和给定磁通势比较。如果与给定磁通势偏差较大，则修正假磁通势比较。如果与给定磁通势偏差较大，则修正假定磁

8、通，再重新计算，直到与给定磁通势相近时，便定磁通，再重新计算，直到与给定磁通势相近时，便可认为这一磁通就是所求值。可认为这一磁通就是所求值。由于磁路的非线性缘故，对于已知磁通势求磁通的问题，不能根据上面的计算倒推过去。因此，对这类问题一般采用试探法。14例题例题8-28-2 如图如图8-148-14所示磁路，中心线长度所示磁路，中心线长度 ，磁路横截面面积是，磁路横截面面积是 ，气隙长，气隙长度度 ，线圈匝数，线圈匝数 1650 1650匝，电流为匝，电流为 时。铁芯为铸钢材料，基本磁化曲线可查时。铁芯为铸钢材料，基本磁化曲线可查附录一，试求磁路中的磁通？附录一，试求磁路中的磁通？解：此磁路由

9、铁芯段和气隙段组成。解：此磁路由铁芯段和气隙段组成。气隙段的平均长度和面积为气隙段的平均长度和面积为：铁芯段的平均长度和面积为：铁芯段的平均长度和面积为：磁路中的磁通势为磁路中的磁通势为磁通为磁通为查附录一，得查附录一，得15从表从表8-3中，可看出第中，可看出第4次试探值作为最后结果，即所求磁通为次试探值作为最后结果，即所求磁通为 空气隙的磁场强度空气隙的磁场强度磁通势为磁通势为经过过几次试探，试探结果如表经过过几次试探，试探结果如表8-3所示。所示。168.4.3 8.4.3 对称分支磁路的计算对称分支磁路的计算 对称分支磁路就是磁路存在着对称轴，轴两侧磁路对称分支磁路就是磁路存在着对称轴

10、，轴两侧磁路的几何形状完全对称，相应部分的材料也相同，两侧作的几何形状完全对称，相应部分的材料也相同，两侧作用的磁通势也是对称的，如图用的磁通势也是对称的，如图8-158-15所示的轴所示的轴 。图图8-15 8-15 对称分支磁路对称分支磁路17 根据磁路定律，这种磁路的磁通分布也是对称的。因根据磁路定律，这种磁路的磁通分布也是对称的。因此，当已知对称分支磁路的磁通求磁通势时，只要取对称此，当已知对称分支磁路的磁通求磁通势时，只要取对称轴的一侧磁路计算即可求出整个磁路所需的磁通势。取对轴的一侧磁路计算即可求出整个磁路所需的磁通势。取对称轴一侧磁路计算时，中间铁芯柱（对称轴）的面积为原称轴一侧磁路计算时，中间铁芯柱（对称轴）的面积为原铁芯柱的一半，中间柱（对称轴）的磁通也减为原来的一铁芯柱的一半，中间柱（对称轴）的磁通也减为原来的一半。但磁感应强度和磁通势却保持不变。这种磁路的计算半。但磁感应强度和磁通势却保持不变。这种磁路的计算也有两类问题：一类是已知磁通求磁通势；另一类是已知也有两类问题：一类是已知磁通求磁通势；另一类是已知磁通势求磁通。具体的计算步骤及方法同无分支磁路磁通势求磁通。具体的计算步骤及方法同无分支磁路 。1819