電機(jī)及其拖動(dòng)基礎(chǔ) 第一章 磁路

1、Department of Electrical Engineering ，HFUT 緒緒 論論 電機(jī)學(xué)中所說的電機(jī)，是指依靠電機(jī)學(xué)中所說的電機(jī)，是指依靠電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 作用而運(yùn)行的電氣設(shè)備，用于機(jī)械能和電作用而運(yùn)行的電氣設(shè)備，用于機(jī)械能和電 能之間的轉(zhuǎn)換、不同形式電能之間的變換、能之間的轉(zhuǎn)換、不同形式電能之間的變換、 或者信號(hào)的傳遞與轉(zhuǎn)換。或者信號(hào)的傳遞與轉(zhuǎn)換。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的運(yùn)用電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的運(yùn)用 電機(jī)是完成多種能量形式轉(zhuǎn)換的有效工具，電機(jī)是完成多種能量形式轉(zhuǎn)換的有效工具， 而電能又是最容易實(shí)現(xiàn)

2、傳輸、變換的能量形而電能又是最容易實(shí)現(xiàn)傳輸、變換的能量形 式，可以說，式，可以說，如果沒有電機(jī)就沒有現(xiàn)代工業(yè)，如果沒有電機(jī)就沒有現(xiàn)代工業(yè)， 下面就電能的產(chǎn)生、傳輸和利用等多個(gè)方面下面就電能的產(chǎn)生、傳輸和利用等多個(gè)方面 來說明電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用。來說明電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 完整的發(fā)電、傳輸、用電系統(tǒng)完整的發(fā)電、傳輸、用電系統(tǒng) Department of Electrical Engineering ，HFUT 電能的產(chǎn)生 n若電機(jī)用于將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能，則若電機(jī)用于將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能，則

3、 被稱為發(fā)電機(jī)（被稱為發(fā)電機(jī)（Generator）,它主要實(shí)現(xiàn)以下它主要實(shí)現(xiàn)以下 三種能量的轉(zhuǎn)換：三種能量的轉(zhuǎn)換： n水能轉(zhuǎn)化為電能水力發(fā)電機(jī)； n化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電機(jī)； n風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 葛洲壩水利樞紐工程葛洲壩水利樞紐工程 Department of Electrical Engineering ，HFUT 三峽電站三峽電站 Department of Electrical Engineering ，HFUT 三峽水力發(fā)電機(jī)組 Department of Electrical Engin

4、eering ，HFUT n三峽電站的水輪發(fā)電機(jī)全球最大的水輪發(fā)電機(jī)三峽電站的水輪發(fā)電機(jī)全球最大的水輪發(fā)電機(jī) Department of Electrical Engineering ，HFUT 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠 Department of Electrical Engineering ，HFUT 火力發(fā)電機(jī)組火力發(fā)電機(jī)組 Department of Electrical Engineering ，HFUT 丹麥丹麥Vesta公司生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組公司生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 Department of Electrical Engineering ，HFUT 電能的傳輸、變換 n電能的傳輸和變

5、化離不開電機(jī)。要傳輸一定的電 能，為了減小傳輸線上的損耗，希望電壓越高越 好，而用戶用電則為低壓電。因此在電能的傳輸 中必須使用變壓器。 n電能的變換包括幅值、頻率、相位以及交直流形 式上的變換。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 大型電力變壓器（保定天威生產(chǎn)）大型電力變壓器（保定天威生產(chǎn)） Department of Electrical Engineering ，HFUT 配電變壓器配電變壓器 Department of Electrical Engineering ，HFUT 電路板上所使用的低壓高頻變壓器電路板上所使用的低壓高頻變壓器

6、 Department of Electrical Engineering ，HFUT 電能的利用 n電能的利用主要是指將電能轉(zhuǎn)換為所需的能量電能的利用主要是指將電能轉(zhuǎn)換為所需的能量 形式，其中最為主要的就是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械形式，其中最為主要的就是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械 能。要求在轉(zhuǎn)換過程中（能。要求在轉(zhuǎn)換過程中（1）、轉(zhuǎn)換效率高；）、轉(zhuǎn)換效率高； （2）、可靠性高。）、可靠性高。 n往往在能量轉(zhuǎn)換的同時(shí)也能對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，往往在能量轉(zhuǎn)換的同時(shí)也能對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制， 這就引入了一個(gè)新的研究分支這就引入了一個(gè)新的研究分支電力傳動(dòng)電力傳動(dòng)。 n相對(duì)而言，電機(jī)這一概念往往是指電動(dòng)機(jī)。相對(duì)而言，電機(jī)這一概念往

7、往是指電動(dòng)機(jī)。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) Department of Electrical Engineering ，HFUT 交流變頻異步電動(dòng)機(jī)交流變頻異步電動(dòng)機(jī) Department of Electrical Engineering ，HFUT 手機(jī)震動(dòng)電機(jī) Department of Electrical Engineering ，HFUT 電動(dòng)自行車所用的無刷直流電機(jī) Department of Electrical Engineering ，HFUT 電機(jī)分類(1)(1) n按電源分類：按電源分類：

8、直流電機(jī)、交流電機(jī) n按使用、功能分：按使用、功能分： 直流電機(jī)：直流電機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)（普通直流電動(dòng)機(jī)、直 流 伺服電動(dòng)機(jī)、直流無刷電機(jī)）、直流發(fā)電機(jī) 交流電機(jī)：交流電機(jī)：同步電機(jī)、靜止電機(jī)（變壓器）、 異步電機(jī) 同步電機(jī)：同步電機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)（普通電勵(lì)磁同步電動(dòng) 機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)、交流永磁伺服電機(jī)、自控 式同步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、磁阻電機(jī)）、同步發(fā)電 機(jī)（普通電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)） Department of Electrical Engineering ，HFUT 電機(jī)分類(2)(2) 異步電機(jī)：異步電機(jī)：三相異步電動(dòng)機(jī)（普通異步電動(dòng)機(jī)、 變頻異步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)）、三相異步發(fā)電

9、機(jī) （主要用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)）、單相異步電動(dòng)機(jī) 靜止電機(jī)（變壓器）：靜止電機(jī)（變壓器）：電力變壓器（油浸式變壓 器、干式變壓器）、整流變壓器、自藕調(diào)壓器、 脈沖變壓器、高頻變壓器 n按運(yùn)行方式分：按運(yùn)行方式分： 旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī) 還有各種特殊用途、特 殊機(jī)構(gòu)的電機(jī)，如：自整角機(jī)、球形電機(jī)等 Department of Electrical Engineering ，HFUT 第一章第一章 磁路磁路 Magnetic Circuit 研究磁路的必要性：研究磁路的必要性： 電機(jī)是以 電機(jī)是以磁場(chǎng)為介質(zhì)磁場(chǎng)為介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的裝置。的裝置。 兩個(gè)簡(jiǎn)單的物理事實(shí)：兩個(gè)簡(jiǎn)單的物理事實(shí)：

10、 1 1、變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)由磁生電由磁生電機(jī)械機(jī)械 能向電能轉(zhuǎn)換能向電能轉(zhuǎn)換； 2 2、通電導(dǎo)體會(huì)在磁場(chǎng)中受力、通電導(dǎo)體會(huì)在磁場(chǎng)中受力電能向機(jī)械能的電能向機(jī)械能的 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換。 在工程中，通常將在工程中，通常將磁場(chǎng)問題磁場(chǎng)問題簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)化為磁路問題磁路問題。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 一一 磁場(chǎng)的基本常用量磁場(chǎng)的基本常用量 n磁感應(yīng)強(qiáng)度（又稱磁通密度）磁感應(yīng)強(qiáng)度（又稱磁通密度）B 表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱 及方向的物理量。單位：及方向的物理量。單位：Wb/m2 n磁通量磁通量 垂直穿過某截面積的磁力線總和。垂直穿

11、過某截面積的磁力線總和。 單位：?jiǎn)挝唬篧b n磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H 計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)引用的物理量。計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)引用的物理量。 B=H ，單位：?jiǎn)挝唬篈/m 真實(shí)的物理量，反真實(shí)的物理量，反 映了該點(diǎn)處的磁特映了該點(diǎn)處的磁特 性性 磁感應(yīng)強(qiáng)度的積分值，描磁感應(yīng)強(qiáng)度的積分值，描 述了磁場(chǎng)的總體特性述了磁場(chǎng)的總體特性 磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)磁導(dǎo)率的乘磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)磁導(dǎo)率的乘 積，反映了建立該點(diǎn)磁場(chǎng)的源積，反映了建立該點(diǎn)磁場(chǎng)的源 第一節(jié)第一節(jié) 磁路的基本定律磁路的基本定律 Department of Electrical Engineering ，HFUT B B、H H、之間的關(guān)系之間的關(guān)系 產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流建立產(chǎn)

12、生磁場(chǎng)的電流建立 磁勢(shì)磁勢(shì)F F 各點(diǎn)處產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度各點(diǎn)處產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度H H 各點(diǎn)處產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度各點(diǎn)處產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B B 對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度積分獲得對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度積分獲得 B=HB=H S dSB Department of Electrical Engineering ，HFUT 與電流流過的路徑稱為電路一樣，與電流流過的路徑稱為電路一樣，磁通所通過的路徑稱磁通所通過的路徑稱 為磁路為磁路。 電流只能從導(dǎo)體中通過，但是磁通可以在任意介質(zhì)中通電流只能從導(dǎo)體中通過，但是磁通可以在任意介質(zhì)中通 過，磁通可以分為兩部分。過，磁通可以分為兩部分。 主磁通：主磁通：由于鐵心的導(dǎo)磁性能比空氣要好得多（磁導(dǎo)

13、率由于鐵心的導(dǎo)磁性能比空氣要好得多（磁導(dǎo)率 大），所以絕大部分磁通將在鐵心內(nèi)通過大），所以絕大部分磁通將在鐵心內(nèi)通過, ,這部分磁通稱這部分磁通稱 為主磁通。為主磁通。 漏磁通：漏磁通：圍繞載流線圈、部分鐵心和鐵心周圍的空間，還圍繞載流線圈、部分鐵心和鐵心周圍的空間，還 存在少量分散的磁通，這部分磁通稱為漏磁通。存在少量分散的磁通，這部分磁通稱為漏磁通。 二二 磁路磁路 Department of Electrical Engineering ，HFUT Department of Electrical Engineering ，HFUT 三三 磁路的基本定律磁路的基本定律 1 1 安培環(huán)路定

14、律安培環(huán)路定律 磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H沿任何一條閉合回線沿任何一條閉合回線L的線積分的線積分，等于，等于L所包圍的所包圍的電流電流 的代數(shù)和的代數(shù)和 L iHdl 如果在均勻磁場(chǎng)中，沿著回線如果在均勻磁場(chǎng)中，沿著回線 L 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 強(qiáng)度強(qiáng)度H 處處相等，則處處相等，則 NiHL NiLHLH 2211 在分段均勻的磁場(chǎng)中，安培環(huán)路定律的在分段均勻的磁場(chǎng)中，安培環(huán)路定律的 表達(dá)式為表達(dá)式為 Department of Electrical Engineering ，HFUT 推導(dǎo)過程：以等截面無分支閉合鐵心磁路為例：推導(dǎo)過程：以等截面無分支閉合鐵心磁路為例： 線圈線圈N匝，電流匝，電流i，鐵心截面為

15、，鐵心截面為A，磁路平均長(zhǎng)度為，磁路平均長(zhǎng)度為l，磁導(dǎo)率為，磁導(dǎo)率為u 2 2、磁路的歐姆定律、磁路的歐姆定律 磁通與磁密關(guān)系為磁通與磁密關(guān)系為 A BBABdA /BH 磁場(chǎng)強(qiáng)度與勵(lì)磁磁勢(shì)的關(guān)系為磁場(chǎng)強(qiáng)度與勵(lì)磁磁勢(shì)的關(guān)系為HlNiF m R A l F Department of Electrical Engineering ，HFUT 例例1-1:1-1:閉合鐵心磁路，截面積A=910-4m2，磁路平均 長(zhǎng)度l=0.3m，鐵心磁導(dǎo)率FE=5000 0，勵(lì)磁繞組匝 數(shù)N=500，求在鐵心中產(chǎn)生1T的磁通密度時(shí)需要多少 勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流。 解：解： H=B/ FE=159A/m F=Hl=

16、47.7A i=F/N=9.5410-2A Department of Electrical Engineering ，HFUT 3、磁路的基爾霍夫定律、磁路的基爾霍夫定律 （1）磁路的基爾霍夫電流定律（第一定律）磁路的基爾霍夫電流定律（第一定律） 0 321 0 或或 Department of Electrical Engineering ，HFUT 磁路的基爾霍夫電流定律磁路的基爾霍夫電流定律 2 1 3 A A N N i i 0: 321 規(guī)定磁通流出為正 Department of Electrical Engineering ，HFUT （2）磁路的基爾霍夫電壓定律）磁路的基爾霍

17、夫電壓定律 mmm k kk RRR HlHlHlHNi 2211 2211 3 1 Department of Electrical Engineering ，HFUT 磁路和電路的磁路和電路的幾點(diǎn)差別幾點(diǎn)差別： 1）（功率損耗問題）（功率損耗問題）電路中有電流電路中有電流I 時(shí)，就有功率損耗；時(shí)，就有功率損耗； 而在直流磁路中，維持一定磁通量，鐵心中而在直流磁路中，維持一定磁通量，鐵心中沒有功率損耗沒有功率損耗。 2）（磁路非理想）（磁路非理想）電路中的電流全部在導(dǎo)線中流動(dòng)；而電路中的電流全部在導(dǎo)線中流動(dòng)；而 在磁路中，總在磁路中，總 有一部分有一部分漏磁通漏磁通。 3）（磁路的飽和性）（

18、磁路的飽和性）電路中導(dǎo)體的電阻率在一定的溫度電路中導(dǎo)體的電阻率在一定的溫度 下是恒定的；而下是恒定的；而磁路中鐵心的導(dǎo)磁率隨著飽和程度而有所磁路中鐵心的導(dǎo)磁率隨著飽和程度而有所 變化變化。 4 4）（磁路的非線性）（磁路的非線性）在線性電路中，計(jì)算時(shí)可以用疊加在線性電路中，計(jì)算時(shí)可以用疊加 原理；而在磁路中，原理；而在磁路中，B B和和H H之間的關(guān)系為非線性，因此計(jì)之間的關(guān)系為非線性，因此計(jì) 算時(shí)算時(shí)不可以用疊加原理不可以用疊加原理。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 磁疇及磁化磁疇及磁化 (A)(A)未磁化 未磁化 (B) (B)磁化 磁

19、化 外加磁場(chǎng)外加磁場(chǎng) H 第二節(jié)第二節(jié) 常用鐵磁材料及其特性常用鐵磁材料及其特性 一、鐵磁物質(zhì)的一、鐵磁物質(zhì)的 Department of Electrical Engineering ，HFUT 未磁化時(shí)，鐵磁材料的未磁化時(shí)，鐵磁材料的磁疇是無序排列磁疇是無序排列的，對(duì)外不表的，對(duì)外不表 現(xiàn)磁性。現(xiàn)磁性。 在外磁場(chǎng)的作用下，在外磁場(chǎng)的作用下，磁疇順著外磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)向，排列磁疇順著外磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)向，排列 整齊，顯示出磁性。整齊，顯示出磁性。 （1 1）外磁場(chǎng)；（）外磁場(chǎng)；（2 2）磁疇；（）磁疇；（3 3）排列順序）排列順序 電機(jī)中為什么選用鐵磁材料作為磁路的主要部電機(jī)中為什么選用鐵磁材料作為磁路

20、的主要部 分？分？ 思考 從兩個(gè)方面解釋：從兩個(gè)方面解釋： （1 1）提高電機(jī)效率）提高電機(jī)效率 （2 2）減小電機(jī)體積）減小電機(jī)體積 Department of Electrical Engineering ，HFUT 二、磁化曲線和磁滯回線二、磁化曲線和磁滯回線 1、起始磁化曲線、起始磁化曲線 將一塊未磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度將一塊未磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H由由 零逐漸增加時(shí)，磁通密度零逐漸增加時(shí)，磁通密度B將隨之增加。用將隨之增加。用B=f (H)描述的描述的 曲線就稱為曲線就稱為起始磁化曲線起始磁化曲線。 Department of Electrical Engi

21、neering ，HFUT B B H H a a b b c c d d )(HfB H B u Fe HuB 0 鐵磁材料的起始磁化曲線鐵磁材料的起始磁化曲線 Department of Electrical Engineering ，HFUT 2、磁滯回線、磁滯回線 下面考慮兩個(gè)問題，（下面考慮兩個(gè)問題，（1）磁化后磁性材料去掉外磁場(chǎng)；）磁化后磁性材料去掉外磁場(chǎng)； （2）對(duì)磁化后的磁性材料進(jìn)行反向磁化。）對(duì)磁化后的磁性材料進(jìn)行反向磁化。 剩磁剩磁當(dāng)當(dāng)H從零增加從零增加 到到Hm時(shí)，時(shí)，B相應(yīng)地從零相應(yīng)地從零 增加到增加到Bm； 然后再逐漸減小然后再逐漸減小H，B 值將沿曲線值將沿曲線ab

22、下降。下降。 當(dāng)當(dāng)H=0 時(shí)，時(shí)，B值并不等值并不等 于零，而是于零，而是Br。這就是。這就是 剩磁。剩磁。 H H B B a b m B m H r B Department of Electrical Engineering ，HFUT H H B B a a b b c H m B m H r B c c 矯頑力矯頑力要使要使 B值為零，必須值為零，必須 加上相應(yīng)的反向加上相應(yīng)的反向 磁場(chǎng)，此反向磁磁場(chǎng)，此反向磁 場(chǎng)強(qiáng)度稱為矯頑場(chǎng)強(qiáng)度稱為矯頑 力力Hc。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 鐵磁材料的磁滯回線鐵磁材料的磁滯回線 H H

23、B B a a b b c c d d e e f f c H m B m B m H m H r B Department of Electrical Engineering ，HFUT 鐵磁材料的磁滯回線鐵磁材料的磁滯回線 H H B B a a b b c c d d e e f f c H m B m B m H m H r B 磁滯回線磁滯回線 當(dāng)當(dāng)H在在 Hm和和 Hm之之 間反復(fù)變化間反復(fù)變化 時(shí)，呈現(xiàn)磁時(shí)，呈現(xiàn)磁 滯現(xiàn)象的滯現(xiàn)象的B H閉合曲閉合曲 線，稱為磁線，稱為磁 滯回線。滯回線。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 電工

24、鋼片實(shí)際測(cè)試的磁滯回線電工鋼片實(shí)際測(cè)試的磁滯回線 Department of Electrical Engineering ，HFUT 3、基本磁化曲線、基本磁化曲線 對(duì)同一鐵磁材料，選擇不同的對(duì)同一鐵磁材料，選擇不同的Hm反復(fù)磁化，得到不同反復(fù)磁化，得到不同 的磁滯回線。將各條回線的頂點(diǎn)連接起來，所得曲線稱為的磁滯回線。將各條回線的頂點(diǎn)連接起來，所得曲線稱為 基本磁化曲線基本磁化曲線。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 基本磁化曲線基本磁化曲線 基本磁化曲線基本磁化曲線 H H B B Department of Electrical En

25、gineering ，HFUT 三、鐵磁材料三、鐵磁材料 1、軟磁材料：磁滯回線較窄，剩磁和矯頑力都較小的材、軟磁材料：磁滯回線較窄，剩磁和矯頑力都較小的材 料。料。 2、硬磁材料：剩磁和矯頑力都較大的材料。、硬磁材料：剩磁和矯頑力都較大的材料。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 永磁材料（釹鐵硼）退磁曲線（第二象限）永磁材料（釹鐵硼）退磁曲線（第二象限） Department of Electrical Engineering ，HFUT 硅鋼片（硅鋼片（WHYWHY5050，0.5mm0.5mm）磁滯回線）磁滯回線 Department

26、of Electrical Engineering ，HFUT 四、鐵心損耗四、鐵心損耗 1、磁滯損耗磁滯損耗材料被交流磁場(chǎng)反復(fù)磁化，磁疇相互摩材料被交流磁場(chǎng)反復(fù)磁化，磁疇相互摩 擦而消耗的能量。擦而消耗的能量。 2、渦流損耗渦流損耗鐵心內(nèi)部由于渦流在鐵心電阻上產(chǎn)生的鐵心內(nèi)部由于渦流在鐵心電阻上產(chǎn)生的 熱能損耗。熱能損耗。 3、鐵心損耗、鐵心損耗磁滯損耗和渦流損耗之和。磁滯損耗和渦流損耗之和。 VfBCHdBfVp n m h h VBfCp 2 m 22 ee GBfC V)BfCfBC(ppp 2 m 3 . 1 Fe 2 m 22 e n mhehFe Department of Ele

27、ctrical Engineering ，HFUT 硅鋼片中的渦流 硅鋼片中的渦流 B B 返回返回 Department of Electrical Engineering ，HFUT 變壓器中的渦流分布情況（變壓器中的渦流分布情況（Infolytica Infolytica 軟件計(jì)算）軟件計(jì)算） Department of Electrical Engineering ，HFUT 第三節(jié)第三節(jié) 直流磁路的計(jì)算直流磁路的計(jì)算 磁路計(jì)算正問題磁路計(jì)算正問題已知磁路中的量，求解磁路源已知磁路中的量，求解磁路源 的問題的問題 給定磁通量，計(jì)算所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)給定磁通量，計(jì)算所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) 磁路計(jì)

28、算逆問題磁路計(jì)算逆問題已知磁路的源，求解磁路中的已知磁路的源，求解磁路中的 量的問題量的問題 給定勵(lì)磁磁勢(shì)，計(jì)算磁路內(nèi)的磁通量給定勵(lì)磁磁勢(shì)，計(jì)算磁路內(nèi)的磁通量 Department of Electrical Engineering ，HFUT 磁路計(jì)算正問題的步驟：磁路計(jì)算正問題的步驟： 1）將磁路按材料性質(zhì)和不同截面尺寸分段；）將磁路按材料性質(zhì)和不同截面尺寸分段； 2）計(jì)算各段磁路的有效截面積）計(jì)算各段磁路的有效截面積Ak和平均長(zhǎng)度和平均長(zhǎng)度lk； 3）計(jì)算各段磁路的平均磁通密度）計(jì)算各段磁路的平均磁通密度Bk ，Bk=k/Ak； 4）根據(jù)）根據(jù)Bk求出對(duì)應(yīng)的求出對(duì)應(yīng)的Hk； 5）計(jì)算各段

29、磁位降）計(jì)算各段磁位降Hklk，最后求出，最后求出 F= Hklk。 磁路計(jì)算逆問題磁路計(jì)算逆問題因?yàn)榇怕窞榉蔷€性的，用試探法因?yàn)榇怕窞榉蔷€性的，用試探法。 Department of Electrical Engineering ，HFUT 一、簡(jiǎn)單串聯(lián)磁路一、簡(jiǎn)單串聯(lián)磁路 例例1-2 鐵心由鑄鋼和空氣隙構(gòu)成，截面積鐵心由鑄鋼和空氣隙構(gòu)成，截面積AFe=0.0009 m2， 磁路平均長(zhǎng)度磁路平均長(zhǎng)度lFe=0.3m，氣隙長(zhǎng)度，氣隙長(zhǎng)度=510-4m，求該磁路求該磁路 獲得磁通量獲得磁通量=0.0009Wb時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。 Department of Electrica

30、l Engineering ，HFUT 解：解：（1）將磁路分為鐵心和氣隙兩個(gè)部分；將磁路分為鐵心和氣隙兩個(gè)部分； 0.967T0.967TT T 4 4 1010 2 2 3.053.05 0.00090.0009 A BTT A B Fe Fe ,1 0009. 0 0009. 0 24 7 0 109,/1077/ 104 967. 0 Fe HmAmA B H （5）計(jì)算各段內(nèi)的磁位降，算出所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)）計(jì)算各段內(nèi)的磁位降，算出所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) （2）計(jì)算每一段磁路的面積與長(zhǎng)度；）計(jì)算每一段磁路的面積與長(zhǎng)度； 4 105, 3 . 0,0009. 0 ll AA FeFe 4 4 1 10 0 2 2 3 3. .0 05 5 （3）計(jì)算每一段磁路的平均磁密；）計(jì)算每一段磁路的平均磁密； （4）計(jì)算每一段磁路的磁場(chǎng)強(qiáng)度，鐵磁材料通過查基本）計(jì)算每一段磁路的磁場(chǎng)強(qiáng)度，鐵磁材料通過查基本 磁化曲線獲得；磁化曲線獲得； F=HFelFe+Hl=655A Department of Electrical Engineering ，HFUT 二、簡(jiǎn)單并聯(lián)磁路二、簡(jiǎn)單并聯(lián)磁路 例例1-3 1-3 鐵心由鐵心由DR530DR530硅鋼片構(gòu)成，鐵心柱和鐵軛截面積硅鋼片構(gòu)成，鐵心柱和鐵軛截面積 A AFe Fe=0.0004 =0.0004mm2 2，磁路平均