第三章.磁路及电磁器件ppt.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,汽,车电工电子基础,制作：吴卓毅,清远职业技术学院,第三章 磁路及电磁器件,3.1,磁场及磁路,.1.,场的产生,.,.,.,磁铁,磁铁具有极性，自由悬吊的磁铁会指向南和北。,自由悬吊的磁铁，朝向南端的称为南极（,S,）。朝向北端的称为北极（,N,）,同极相斥，异极相吸。,不可能有单独的南极或北极,极顶处磁场吸力最强,磁感线从北极出，再进入南极,3.1.1.2,磁场的基本物理量及基本定律,1.,磁感应强度（,B,）,（磁通密度）,与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）,单位：韦伯,1 Tesla=104,高斯,B,的单位：特斯拉（,Tesla,）,2.,磁通（,）,磁感应强度,B,（如果不是均匀磁场，则取,B,的平均值）与垂直于磁场方向的面积,S,乘积称为该面积的磁通，即,1 Wb=1VS,的单位：,韦伯,（,Wb,）,是表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量（矢量）,3.,磁场强度,H,磁场强度是计算磁场所用的物理量（矢量），其大小为磁感应强度和导磁率之比。,单位：,B,：,特斯拉,：亨,/,米,：安,/,米,用来确定磁场与电流之间的关系,4.,磁导率,用来衡量各种材料导磁能力的物理量,的单位：亨,/,米（,H/m,）,磁路：主磁通所经过的闭合路径。（限定在铁心范围内的磁通路径）,i,3.1.2,磁路及铁心线圈,1.,磁路的形成,线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。,：,主磁通,：,漏磁通,铁心,（导磁性能好,的磁性材料）,线圈,2.,电磁铁吸合过程的分析：,在吸合过程中若外加电压不变,则 基本不变。,i,u,电磁铁吸合前,(,气隙大）,大 起动电流大,电磁铁吸合后,(,气隙小）,小 电流小,如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。,注意：,励磁电流：,在磁路中用来产生磁通的电流,励磁电流,直流,-,直流磁路,交流,-,交流磁路,磁路分析,直流磁路,交流磁路,3.,磁路的分析,I,U,(1),直流磁路的分析,直流磁路的特点,:,直流磁路和电路中的恒压源类似,直流电路中,E,固定,I,随,R,变化,随 变化,直流磁路中,F,固定,一定,一定,磁动势,F=IN,一定,磁通与磁阻成反比,（线圈中没有反电动势）,（,R,为线圈的电阻）,交流激励 线圈中产生感应电势,(2),交流磁路的分析,u,i,损耗,铜损,(,P,CU,),：,绕组导线电阻所致。,磁滞损失：磁滞现象引起,涡流损失：交变磁通在铁芯中产生,的感应电流（涡流），,造成的损失。,铁损,(),：,P,FE,变压器功能：,变电压：,电力系统,变阻抗：,电子电路中的阻抗匹配,（如喇叭的输出变压器）,变电流：,电流互感器,3.2.1,变压器的结构原理与功能,32,变压器,发电厂,1.05,万伏,输电线,22,万伏,升压,变电站,1,万伏,降压,变压器应用举例,降压,实验室,380/220,伏,降压,仪器,36,伏,降压,单相变压器原理图,1.,变压器的基本结构和工作原理,(1),结构：主要由,铁心（磁路）和绕组（电路）两部分组成。,结构形式,心式 壳式,铁心 绕组,变压器符号,铁心,一次绕组,N,1,工作过程：,二次绕组,N,2,空载运行：原边接入电源，副边开路。,接通,交流电源,原边电流,i,1,等,于励 磁电流,i,10,产生感应电动势,(2),工作原理,i,10,产生磁通,（交变）,（,方向符合右手定则）,结论：改变匝数比，就能改变输出电压K,为,变压比,原、副边电压关系,根据交流磁路的分析可：,时,（变电压）,负载运行与电流变换,Z,副边带负载后对磁路的,影响：在副边感应电压的,作用下，副边线圈中有了,电流,i,2,。,此电流在磁路中,也会产生磁通，从而影响原边电流,i,1,。,但当外加电压、频率不变时，铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变,。,带负载后磁动势的平衡关系为：,结论：原、副边电流与匝数成反比,由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流,很小，可忽略。即：,原、副边电流关系,（变电流）,结论：,输入的电压、电流和功率不变，变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的,K,2,倍。,+,+,原、副边阻抗关系,（变阻抗）,由图可知：,从原边等效,（,1,）变压器的型号,3.2.2,变压器的命名方法和类型,DB 50 2,序号,功率,主称,DB,、,CB,、,RB,、,GB,、,HB,、,SB,、,EB,额定电压,变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允,许的电压值。,额定电流,变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。,额定容量,传送功率的最大能力。,（理想）,（以单相变压器为例）,（,2,）额定值,当电流流入两个线圈,(,或流出）时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。,同极性端,(,同名端,),A,X,a,x,*,*,3.,变压器绕组极性及连接方法,A,X,a,x,*,*,1.,自耦变压器,A,B,P,3.2.3,特殊变压器简介,使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。,注意：原、副边千万不能对调使用，,以防变压器损坏。因为,N,变小时，磁通增大，电流会迅速增加。,2.,电压互感器：用低量程的电压表测高电压,(1),副边,不能短路,，以,防产生过流；,(2),铁心、低压绕组的,一端接地，以防在,绝缘损时，在副边,出现高压。,使用注意：,V,R,L,N,1,（匝数多,）,保险丝,N,2,（匝数少,）u,（被测电压）,被测电压,=,电压表读数,N,1,/,N,2,电压表,3.,电流互感器：用低量程的电流表测大电流,（被测电流）,N,1,（匝数少,）,N,2,（匝数多,）,A,R,L,i,1,i,2,电流表,被测电流,=,电流表读数,N,2,/,N,1,1.,副边不能开路，以,防产生高电压；,2.,铁心、低压绕组的,一端 接地，以防在,绝缘损坏时，在副,边出现过压。,使用注意事项：,3.2.4,点火线圈,利用点火线圈将低压变为高压，通过安装在汽缸内的火花塞对可燃混合气进行点火,可分为：,开磁路式点火线圈,闭磁路式点火线圈,1.,开磁路式点火线圈,铁心采用硅钢片叠成，以减少涡流的损失,二次绕组用细漆包线，,0.060.10mm,，高压低流,一次绕组用粗漆包线，,0.501.00mm,，低压高流,填充沥青绝缘称为干式,填充变压器油称为浸油式,2.,闭磁路式点火线圈,铁心采用日字形铁心,磁感线经铁心形成闭合磁路，能量损失小，变换率高,采用热固性树脂作为绝缘填充物，密封性、绝缘性均好，体积小,3.3,电磁铁,.3.,电磁铁的概念、结构,利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械,它广泛地应用在继电器、接触器及自动装置中,1.,电磁铁的概念,零件、工件与固定位置的一种电器,分为：线圈、铁心、衔铁,2.,电磁铁的组成和结构,.3.2,电磁铁的类型,励磁电流为直流,当电源电压和线圈内阻一定时，励磁电流就恒定不变，磁动势也就不变,1.,直流电磁铁,直流电磁铁吸力与空气隙的磁感应强度的平方成正比，和空气隙的截面积成正比,电磁铁可分为：直流电磁铁和交流电磁铁,在直流电磁铁中，当电源电压和线圈电阻一定时，励磁电流恒定不变，衔铁吸力随着吸合过程将逐渐增大,励磁电流为交流,2.,交流电磁铁,交流电磁铁的吸力随时间变化而变化，计算时考虑漆平均值，,最大吸力的一半,交流电磁铁中衔铁颤动，引起噪音，易造成触点损坏，为消除此现象，加分磁环,分磁环中产生感应电流，阻碍磁通的变化，使,和,之间产生相位差，避免磁力为零，消除颤动和噪音,触点式电压调节器,1,）发动机转速很低，,电磁力不能克服弹簧的拉力，,K1,仍然闭合。,电流流向：蓄电池,1,励磁绕组，,电流增强，磁场增强，电压升高。,触点式电压调节器,2,）发动机转速增高，,电压到达,14,，电磁力克服弹簧力，断开。,电流流向：蓄电池,1,2,励磁绕组。,电流减小，磁场减弱，电压降低，,1,闭合，重复,1,。,触点式电压调节器,3,）发动机高速转动时，,电压达到,14.5,时，,2,闭合。,电流流向：励磁绕组短路。,电流减小，磁场减弱，电压降低，,电喇叭,3.4,继电器,.4.,继电器的概念,用较小的电流来控制较大电流的一种自动开关，,在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等专用。,工业中使用的体积较大，允许通过的电流较大。,汽车中使用的体积较小，允许通过的电流较小。,.4.2,继电器的结构和类型,1.,继电器的类型,1,）电磁式,成本低，便于控制电路，作为控制执行部件。,2,）干簧管式,反应灵明，多用于信号采集，作为传感器。,2.,继电器的结构,1,）电磁式,2,）干簧管式,3.,继电器的符号,1,）一般符号,K1,线圈,K1-1,主触点常开,K1-2,主触点常闭,2,）接线柱标记式,4.,继电器的主要电气参数,1,）线圈电流和功率,2,）线圈电压,指继电器线圈使用的是直流电还是交流电，以及线圈 消耗的额定功率,指继电器线圈正常工作时线圈需要的电压值,3,）线圈电阻,指继电器线圈的阻值,4,）寿命,指接点的负载能力,1Ax28V,（工作,1x10,6,次）,.4.3,继电器在汽车上的典型应用,1.,起动继电器,2.,喇叭继电器,3.,闪光继电器,4.,刮水继电器,