电机及拖动基础 - 西南交通大学教务处-教务之星2.1-本科 ....ppt

磁路和磁性材料;磁路和磁性材料;1 磁路概述;1.1 假设条件;1.2 磁路的概念;（1）简单磁路;（2）带气隙简单磁路;（3）简单同步电机磁路; ;2 磁路基本定理;2.1 基本磁路物理量;磁场强度H与磁感应强度B对比 H和B均可表征磁场性质（即磁场强弱和方向） 均匀磁介质，若包括介质因磁化而产生的磁场在内时，用B表示，其单位为特斯拉T，是一个基本物理量 单独由电流或者运动电荷所引起的磁场（不包括介质磁化而产生的磁场时）则用磁场强度H表示，其单位为A/m，是一个辅助物理量 在各向同性的磁介质中，B与H的比值即介质的绝对磁导率μ 从定义看 B只考虑磁场对于电流元的作用，而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响，即B同时由磁场的产生源与磁场空间所充满的介质来决定 H只反映磁场来源的属性，与磁介质没有关系 ;磁导率μ;2.2 磁路基本定理;对于等截面、磁密分布均匀、材料一致的简单磁路 假设磁通为Φ，磁动势为F = Ni，磁路截面积为A，磁路平均长度为l;令： 称为磁路的磁位降 令： 称为磁路的磁阻 磁路欧姆定理为;穿过任意闭曲面的总磁通恒等于零;沿任意闭合磁路的中磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和;回路①：H1l1+H3l3=N1i1 回路②：-H2l2-H3l3=-N2i2 回路③：H1l1-H2l2=N1i1-N2i2;磁路;3 磁链、电感和能量;自感;N1 ----线圈1的匝数 N2 ----线圈2的匝数 Λm----互感磁通所经磁路的磁导;磁场的能量密度(单位体积磁场储能) 电感储能 带气隙电感的能量主要储存在气隙中;【例】某电感线圈匝数N=200，铁芯长度l=0.3m，截面积S=9×10-4m2，空气磁导率μ0=4π×10-7，空气隙长度l0=0.005m，空气隙截面积S0=9×10-4m2，相对磁导率μr=100~50000，试计算电感系数L大小并绘制电感关于相对磁导率的变化规律曲线。;;4 磁性材料的特性;4.1 铁磁材料的磁化;4.2 磁化曲线; ;4.3 磁滞现象与磁滞回线;H;有取向电工钢的B-H回线;4.4 基本磁化曲线;;;;;;【例】 图示磁路是由两块铸钢铁心及它们之间的一段空气隙构成。各部分尺寸为：l0/2 = 0.5 cm ， l1 = 30 cm ，l2 = 12 cm ，A0 = A1 = 10 cm2 ， A2 = 8 cm2 。线圈中的电流为直流电流，匝数N=100。今要求在空??隙处的磁感应强度达到 B0 = 1 T，问需要多大的磁动势，励磁电流？;B2 = = T = 1.25 T ;A1;4.5 铁磁材料分类及应用;;常见永磁材料;;铁磁材料应用 (1) 软磁材料 磁纯铁，硅钢坡莫合金(Fe，Ni)，铁氧体等 易磁化、易退磁。饱和磁感应强度大，矫顽力(Hc)小，磁滞回线呈细长型，在交变磁场中剩磁易于被清除 适用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒 (2) 硬磁材料 钨钢，碳钢，铝镍钴合金等 磁滞回线宽肥，磁化后可长久保持很强磁性 适于制磁电式电表中的永磁铁、耳机中的永久磁铁、永磁扬声器 (3) 矩磁材料 锰镁铁氧体，锂锰铁氧体等 磁滞回线呈矩形，在两个方向上的剩磁可表示二进制的“0”和“1” 适合于制成“记忆”元件 (4)另外，利用铁磁质的磁致伸缩效应，可用来做换能器，在超声及检测技术中大有作为。 ;4.6 铁心损耗;若不计线圈电阻，铁心线圈从交流电源吸收的瞬时电功率p为 损耗能量为; ; ;涡流损耗与磁场交变频率f、厚度d和最大磁感应强度Bm的平方成正比，与材料的电阻率?成反比。 要减少涡流损耗，首先应减小厚度，其次是增加涡流回路中的电阻。电工钢片中加入适量的硅，制成硅钢片，显著提高电阻率。 ;（3）铁耗;;谢 谢！