第1章电机学基础知识.ppt

B3 = = T = 1 T ?3 A3 0.002 20×10－4 由磁化曲线查得： H1 = 6.5 A/m H2 = 3 A/m 最后求得 F1 = F2 = Um1＋Um3 = H1l1＋H3l3 = (6.5×30＋3×10) A = 225 A 三、电磁感应定律 e 正方向规定：线圈的磁通与电动势符合右手螺旋关系。 当与线圈交链的磁链?=N? 发生变化时，线圈中将产生感应电动势。 ◆ 变压器电动势 若线圈和磁场相对静止，感应电动势纯粹是由于和线圈交链的磁通随时间的变化而产生的。 主磁通 有效值 E =－j4.44 f NΦm 相量形式： 运动电势的方向用右手定则确定。 ◆运动电动势 导体切割磁感线则导体中感应的电势为运动电势 e =B l v 1. 电磁关系 励磁：u ＋ u － i Φ e → i →N i →Φ →e d? dt =－N ●电压方程 u = Ri－e 四、线圈的电路方程 ●电感： ? i L = di dt = Ri+ L ● 电抗： X = ωL = 2πf L U =(R+j X) I ●相量方程 五、电磁力定律 载流导体与磁场垂直的情况下，若导体中电流为i，导体长度为l，导体所在处的磁通密度为B，则电磁力为： 正方向：电磁力方向由左手定则决定 f＝B l i B i O O f f 六、电机的可逆性原理 电动机：通电→电磁力 →转矩→旋转→带动机械负载 B e O O 发电机：原动机→旋转→感应电动势→发电 电机的可逆性原理——任何电机既可以作为发电机运行，又可以作为电动机运行。 1.3 电机的制造材料 导电材料（铜、铝） 导磁材料（钢铁，如硅钢片、铸铁等） 绝缘材料（隔离电、磁系统） 结构材料（将电机的部件组合在一起） 一、电机的主要制造材料 其他（散热、冷却、润滑材料） 二、铁磁材料的重要特性 1. 高导磁性 μ＞＞μ0 ● 铸钢： ? ≈1000? 0 硅钢片： ? ≈ ( 6 000~7 000)? 0 玻莫合金：? 比 ? 0 大几万倍。 ● 磁性物质内部存在着很多很小的“磁畴”。 磁畴（磁化前） 磁畴（磁化后） ● 铁磁材料的高导磁性被广泛应用于变压器和电机中。 起始磁化曲线 B H O 2. 磁饱和性 B = ? H （ ? ≠常数） ● B 与H 的关系称为B ~ H 曲线或磁化曲线。 磁化曲线 a b c d B = f (H) B =?0H 3. 磁滞性 B H O Hm Bm 剩磁 －Hm 矫顽磁力 Br －Hc －Bm HC －Br 磁滞回线 B H O 基本磁化曲线 (1) 硬磁物质: B ~ H 曲线宽，Br 大、Hc 大。 用于制造永磁铁。 (2) 软磁物质： B ~ H 曲线窄， Br 小、Hc 小。 用于制造变压器、电机等电器的铁心。 (3) 矩磁物质： B ~ H 曲线形状接近矩形， Br 大、Hc 小。 用于计算机中，作记忆单元。 ● 按磁滞回线的不同，铁磁材料可分为： (1) 磁滞损耗Ph 4. 铁心损耗 铁磁材料置于交变磁场中时，材料被反复交变磁化，磁畴相互摩擦造成能量的消耗。 ph = V f ∮H dB 磁滞损耗系数 磁场交变的频率 最大磁密 铁心的体积 = Kh f BmαV 磁滞回线的面积 ※ 电工钢片: α = 1.6 ~ 2.3 (2) 涡流损耗Pe Φ Φ 0.50mm 0.35mm 0.30mm 0.27mm ● 铁心既是导磁体又是导电体，交变磁场在铁心中感应的电动势将在铁心中引起涡流，产生损耗。 ● 减涡流损耗的方法： ① 增大铁心的电阻率，加硅， 减小涡流及其损耗 ； ② 用很薄的硅钢片叠成铁心，增大电阻，减小涡流及其损耗 。 涡流损耗 (a) (b) 4. 铁心损耗 ● 涡流损耗 pe pe = Ked 2 f 2 Bm2 V 涡流损耗系数 材料的厚度 铁损耗 pFe = ph+ pe 一般： Bm = 1 T ~ 1.8 T pFe≈KFe f βBm2 G ( 频率系数β=1.2~1.6 ) 铁损耗系数 铁心的重量 * * *