电力拖动与运动控制 第二章 2.1电机中的能量转换与磁路 2.2磁场的建立精选.ppt

* * 2.1 电机中的能量转换与磁路 2.1.1 电机中能量转换的两个实例 2.1.2 能量转换装置中的磁场与磁路 2.2 磁场的建立 2.2.1 安培环路定律及其简化形式 2.2.2 磁路的欧姆定律 2.2.3 铁心的作用以及铁心磁路的磁化特性 2.3 电磁感应定律 2.3.1 电磁感应定律 2.3.2 变压器电动势与运动电动势 第2章 机电能量转换基础 * 2.4 磁磁场能量与电感 2.4.1 磁场储能、磁共能 2.4.2 电感、用电感表示的磁场能量 2.5* 机电能量转换基本原理 2.5.1 典型的机电能量转换装置 2.5.2 电磁力和电磁转矩 2.6 交流磁路和电力变压器 (在第5章讲) 2.6.1 交流磁路分析 2.6.2 变压器的空载运行 2.6.3 变压器的负载运行 2.6.4 建模方法比较 * * 2.1 电机中的能量转换与磁路 2.1.1 电机中能量转换的两个实例 2.1.2 能量转换装置中的磁场与磁路 通过实例说明电机中能量转换需要磁场作为耦合场，即通过磁场将能量输入的部件与能量输出的部件耦合起来。 * 2.1.1 电机中能量转换的两个实例 根据电机是否旋转，将电机分为静止电机和旋转电机。 (1) 静止电机(变压器) * (2) 旋转电机 认识“旋转电机”的动画（不讲原理） 能量转换：是双向的， 电能?机械能：电动机，反之为发电机 * 2.1.2 能量转换装置中的磁场与磁路 变压器中，电能为什么能在两个彼此绝缘的线圈之间传递？ 电动机中，从定子部分输入的电能，为什么能转换为机械能从转子输出？ 磁路主要由铁磁材料构成。 变压器：图2.1.1 所示磁路上可以没有空气隙，即磁路可以完全由铁磁材料构成，称为铁心磁路； 旋转电机：定子磁路与转子磁路之间总有一个空气隙存在，这是带气隙的铁心磁路。 普通物理所述基本的电磁学内容； 磁路。 * 构成磁路的铁磁材料 * * 2.2.1 安培环路定律及其简化形式 2.2.2 磁路的欧姆定律 2.2.3 磁路中铁心的作用 2.2.4 铁磁材料及其磁化特性 2.2 磁场的建立 * 磁性、磁场、电流产生的磁场 现代科学研究证实： 任何物质都具有磁性，有的磁性强，有的磁性弱； 任何空间都存在磁场，有的空间磁场高，有的空间磁场低。 物质的磁性來自构成物质的原子，原子的磁性又主要來自原子中的电子。原子中电子的磁性有兩个來源。一个來源是电子本身具有自旋，因而能产生自旋磁性，称为自旋磁矩；另一个來源是原子中电子绕原子核作轨道运动时也能产生轨道磁性，称为轨道磁性。 在通电导线周围存在磁场（magnetic field），磁场与建立该磁场的电流之间的关系可由安培环路定律来描述。建立磁场的电流称之为激磁电流（或励磁电流）。 * 2.2.1 安培环路定律及其简化形式 * * 今后逐步体会，磁动势或磁势F（单位为安匝(AN) ）是一个非常重要的物理量；在磁场空间，则用矢量表示。 * 1 均匀磁路的欧姆定律 2.2.2 磁路的欧姆定律 * 简化！两者关系依据导磁材料不同而不同 * 电路的欧姆定律 * * 2 分段均匀磁路的欧姆定律 (串联磁路) 磁路欧姆定律 * 1 铁心作用 2.2.3铁心的作用以及铁心磁路的磁化特性 （1）增磁（增加磁通）功能 * 反之， 串联磁路中的气隙降低铁心的增磁功能 气隙的导磁率很低，只有铁心的数千分之一。 可以用气隙的宽度调节磁阻（在后面“3”中详细分析）。 * （2） 铁心磁路使磁通在空间按一定形状分布 图2.1.1所示变压器，利用铁心的增磁功能，使得同时与两个线圈交链的磁通得以增强； 图2.1.2与图2.1.3中，则使得定、转子之间的耦合场得以增强，并可以使定子内圆表面的磁感应强度按一定规律在圆周上分布。 * 2 铁磁材料的磁化特性 磁通密度B与磁场强度H之间的关系曲线，称为B-H曲线(B-H cure)，是磁性材料最基本的特性，也被称为材料的磁化曲线 。 磁化曲线开始拐弯的点（图中黑线的b点），称为膝点。 通常，电机磁路中的铁磁材料工作在膝点附近（为什么？）。 * 剩磁Br， 矫顽力Hc 软磁材料：剩磁和矫顽力较小；硬磁材料：剩磁和矫顽力较大。 由于B、H不是单值函数，一般不使用导磁率的概念。 磁滞现象:磁通落后于励磁电流的现象 * 3 铁心磁路的磁化曲线 * 1 电生磁: 安培环路定理（