new电气 绪论 第一章 磁路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电机学,任课教师：梁芬,Tel,：,15938774751,1,学时安排,教学大纲要求,60,学时，其中讲课,50,学时、实验,10,学时。,2,考核方法,每次实验包括动手做实验表现及实验报告打分，旷课或表现极差记,0,分；,平时成绩包括作业和考勤，各占,50%,；,严重抄袭或不交作业，作业成绩为,0,；,考勤每人满分,100,分，迟到早退一次扣,5,分，旷课一次扣,10,分。,总成绩,=,考试成绩,70%+,实验成绩,15%+,平时成绩,15%,3,电机定义：,电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。,绪 论,一、电机在国民经济中的作用,电机,变压器,直流电机,直流发电机,直流电动机,交流电机,控制电机,同步电机,同步发电机,同步电动机,异步电机,异步发电机,异步电动机,电机的分类,4,电机的分析步骤,a,、电机内部物理情况分析,物理模型,b,、导出电机的运动方程,数学模型,c,、求解运动方程,d,、结果分析，解决实际问题。,二、电机的分析方法,5,运动方程的导出方法,在建立运动方程时，常作出一些简化的假定，以忽略一些次要因素。,本书中主要介绍主磁通,-,漏磁通法建立方程：,利用电磁感应定律和基尔霍夫定律,绕组电压方程；,利用电磁力定律和牛顿第二定律,转矩方程,求解运动方程,常用理论和方法,归算法、等效电路、相量图等,6,三、本课程的任务,四、学习方法建议（,P9,）,7,五、基本物理概念,磁场,电流在任一导体中流通，则在该导体周围将有磁场产生，也称电磁场。,磁力线,用磁力线的疏密形象地表示磁场,强弱和方向。,8,右手螺旋法则,-,判断电流方向,9,右手螺旋法则,-,判断磁场方向,10,判断运动导体中产生的电动势方向,右 手 定 则,-,电动势方向,11,判断载流导体中所受电磁力方向,左,手 定 则,12,磁链,假定每个线匝所链过磁通相同,，线圈总匝数为,N,时，则线圈磁链,=,N,电磁感应定律,13,设该线圈中的磁链,=,N,发生变化，则在该线圈中将有一感生电动势产生,正方向规定,电动势与电流正方向一致,电流与磁通正向符合右手螺旋定则,+,-,-,+,U,列出电压方程（忽略线圈电阻,),：,14,1.1,磁路的基本定律,1.2,常用的铁磁材料及其特性,1.3,磁路的计算,第一章 磁 路,15,磁通：通过某一截面的磁力线数,主磁通、漏磁通,磁路：,磁通流过的路径,电机常见的两种磁路,:,直流磁路,交流磁路,1.1,磁路基本定律,一、磁路的概念,16,磁通密度,B,在磁场中垂直通过每单位面积的磁力线根数,叫做磁通密度,描述磁场强弱的物理量，单位,:T(,特斯拉,),磁场强度,H,H=B/,磁路单位长度上的磁位降,单位,A/m,磁介质的磁导率,17,安培环路定律,磁路的欧姆定律,磁路的基尔霍夫第一定律,磁路的基尔霍夫第二定律,二、磁路基本定律,18,安培环路定律,沿着任何一条闭合回线,L,，磁场强度,H,的线积分值，恰好等于该闭合回线所包围的总电流值,i,(,代数和,),方向：若电流与环行方向符合右手螺旋，,i,取正,否则取负,.,19,若沿着回线,L,磁场强度,H,的方向总在切线方向,其大小处处相等,且闭合回线所包围的总电流是由通有电流,i,的,N,匝线圈所提供,安培定律可表示为,:,磁动势,F=,Ni,称为作用在该闭合回线上的,磁动势,.,磁位降,HL,称为该段磁路上的,磁位降,安培环路定律,20,21,磁路的欧姆定律,定律背景：对某单一材料组成的一段磁路，中心线长度,l,；截面,A,，磁导率,不计漏磁通，并认为各截面上的磁通密度,B,为均匀,并且垂直于各截面，,H,也处处相等。,l,A,磁导,磁阻,22,磁路的基尔霍夫第一定律,叙述：,进入任一闭合面的总磁通量,恒等于,穿出该闭合面的总磁通量（磁通连续性）,举例：,23,磁路的基尔霍夫第二定律,叙述：,沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。,举例：,气隙,（安培环路定律的推广）,24,磁路与电路的不同,损耗,电路上的电阻有损耗,;,直流磁路没有损耗,;,交流磁路有损耗,.,非线性问题,电阻随温度变化而变化,当温度一定时,电阻为常值,;,空气磁导率是常值,空气磁路的磁阻是常值,;,铁磁材料磁导率随磁通密度变化而变化,电机工作时,磁通密度一般情况下是变化的,因此铁磁材料的磁路是非线性的。,25,铁磁材料的磁化,分类：,铁、镍、钴及其合金。,磁化：,铁磁材料在外磁场中，能产生很强的磁性,此现象称为铁磁材料的磁化。,应用：,铁磁材料广泛用于电机和变压器铁心中,.,1.2,常用的铁磁材料及其特性,26,磁化过程,将铁磁物质放人磁场，在外磁场的作用下，磁畴的轴线将趋于一致,，,由此形成一个附加磁场叠加在外磁场上，使合成磁场大为增强，即磁阻很小,Fe,=(2000,6000),0,(,铁磁材料磁导率很大,),。,27,磁化曲线和磁滞回线,磁化曲线,:B=,f(H,)描述铁磁材料的特性,空气的磁化曲线,H,B,28,起始磁化曲线,Oa,:,初始阶段,ab,:,快速增加阶段,bc,:,饱和或半饱和阶段,cd,:,严重饱和或过饱和阶段,膝点,饱和,非铁磁材料,:,直线关系,铁磁材料,:,非线性关系,29,磁滞回线,磁滞回线,：,若将铁磁材料进行周期性磁化，,B,和,H,之间的变化关系,磁滞,：,逐渐减小磁场强度,H,，,B,值将沿曲线,ab,下降。当,H=0,时，,B,值并不等于零，而等于,Br,称为剩磁,.,矫顽力,：,要使,B,值减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力，用,Hc,表示,.,30,基本磁化曲线,对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度,H,m,进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线。,基本磁化曲线：,将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线称为基本磁化曲线或平均磁化曲线。,31,铁磁材料的种类,根据磁滞回线的不同分两大类：,硬磁,(,永磁,),材料,软磁材料,铸铁,铸钢,硅钢片,32,铁心损耗,磁滞损耗,涡流损耗,铁心损耗,硅钢片,:n=1.6-2.3,:,硅钢片厚度,Bm,:,一般取,1.0-1.8T,33,1.3,磁路的计算,以简单串联直流磁路为例,例,1-2.,在上例中，开一个长度,m,的气隙，问铁心中,产生,1T,的磁密时，所需的励磁磁动势为多少？已知铁心截面积,其中，考虑到气隙磁场的边缘效应，,计算气隙面积时的用有效面积。,34,电机分类有四种,磁性材料有软硬,基尔霍夫两定律,磁路计算靠它行,磁化曲线不可少,分析特性贼有用,第一章知识点概括,35,第一章 作 业,1-2,1-3,1-4,1-6,例,1-2,36,Never put off,till tomorrow,what may be,done today,本章完,37,38,