电工基础041.第41课时.交流铁心线圈详解.ppt

电工电子技术 首 页 电工电子技术 第一篇 电磁设备中经常用到交流铁心线圈。比如交流电动机、变压器以及各种继电器，因此交流铁心线圈的电路性质和磁路性质非常重要。 图3-3-1为交流铁心线圈。 图3—3—1 交流铁心线圈 导入新课： 3-3-1 交流铁芯线圈电路的主磁通原理 U I Φ u i Φ 一、励磁电流 通常在线圈中通入电流，产生磁路中的磁通，该电流称为励磁电流。 若通入的是直流电流，产生的磁通是恒定的，无感应电动势产生。 若通入的是交流电流，产生的磁通是交变的，有感应电动势产生。 励磁电流与匝数的乘积为磁动势Fm。 二、铁芯线圈分类 按励磁电流的不同，分为直流铁芯线圈和交流铁芯线圈。 主磁通原理告诉我们:只要外加电压有效值及电源频率不变，铁芯中工作主磁通最大值Φm也将维持不变。 三、交流铁芯线圈电路的主磁通原理 u i Φ 对交流铁芯线圈而言，设工作主磁通为： 可得： 交变磁通穿过线圈时，在线圈中感应电压，其值为： 主磁通原理 设Φ(t)=Φmsinωt, 则有 式中，U的单位为伏（V），f的单位为赫兹（Hz），Φm的单位为韦伯（Wb）。 上式表明，在忽略线圈电阻及漏磁通的条件下，当线圈匝数N、电源频率f及电源电压U一定时，主磁通的最大值Φm基本保持不变。 3-3-2 交流铁芯线圈的功率损耗 (1)磁滞损耗 铁磁材料反复磁化时，内部磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转，在翻转的过程中，由于磁畴间相互摩擦，使铁芯发热，从而引起能量损耗，故称为磁滞损耗。 磁滞损耗与磁滞回线包围面积成正比。为了减小磁滞损耗，铁芯应选用软磁材料制造，硅钢就是变压器、电动机常用的铁芯材料。 在交流铁芯线圈中，除了在线圈电阻上有功率损耗 （称为铜损）外，处于交变磁化下的铁芯也有功率损耗 （称为铁损），它又分为磁滞损耗和涡流损耗。 φ 根据电流的热效应原理，涡流通过铁芯时将使铁芯发热，引起的功率损耗称为涡流损耗。 为减小涡流损耗，常用硅钢片叠压制成电机电器的铁芯。 (2)涡流损耗 磁性材料不仅有导磁性能，同时又具有导电性能。 下图在交变磁通的作用下，铁芯内将产生感应电动势e和感应电流i,i在垂直于磁通方向的平面内环流着，形成的磁力线呈旋涡状，故称为涡流。 有啥好处？ 显然涡流增加设备绝缘设计的难度，涡流严重时会造成设备的烧损。 涡流对电气设备有何影响？ 常用硅钢片叠压制成电机电器的铁芯。 硅不仅有较高的磁导率，还有较大的电阻率，可以使铁心电阻增大，同时硅钢片的表面涂有绝缘漆，片与片之间相互绝缘，把涡流限制在许多狭小的截面内，减少了涡流损耗。 涡流有有害的一面（抑制），又有有利的一面（利用）。 例如，利用涡流的热效应来冶炼金属，电磁炉做饭（下图）。 利用涡流和磁场相互作用而产生电磁力的原理来制造感应式的仪器、滑差电动机。 电磁炉原理 涡流加热原理 电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。 其工作过程如下：交流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源 电工电子技术 首 页 电工电子技术 第一篇