電磁電器設(shè)計基礎(chǔ)：第八章 交流磁系統(tǒng)

1、第八章 交流磁系統(tǒng)交流磁系統(tǒng)交流電源激磁的磁系統(tǒng)交流磁系統(tǒng)分類在整個交流周期中避免出現(xiàn)飽和例如，交流電磁鐵，電感傳感器利用鐵磁飽和現(xiàn)象，在一個交流周期中的某段時間內(nèi)出現(xiàn)飽和例如，飽和電抗器，磁性邏輯元件主要內(nèi)容8-1 交流磁系統(tǒng)的特點8-2 交流磁系統(tǒng)的等值磁路圖8-3 交流磁路計算8-4 交流電磁鐵8-1 交流磁系統(tǒng)的特點具有恒磁鏈、變磁勢的特點u線圈的電阻壓降線圈的電感壓降交流電壓交流磁路中磁通的大小取決于電源電壓線圈總磁鏈與磁路磁阻無關(guān)線圈電流或磁勢與磁通滿足磁路歐姆定律考慮鐵磁材料的非線性，線圈電流和電壓不可能同時為正弦量若磁路磁阻為線性，則電壓為正弦變化時，線圈電流也是正弦交流電流磁

2、系統(tǒng)不飽和時，非線性引起的畸變不大，可將各量視為正弦波。交流磁路的計算可以使用矢量表示法或復(fù)數(shù)表示法具有渦流和磁滯損耗渦流和磁滯損耗與頻率有關(guān)，頻率愈高，損耗愈大為了減小渦流損耗，導(dǎo)磁體一般利用硅鋼片、鐵鋁合金片或其他電阻率較高的合金鋼片疊制而成電磁吸力的脈動現(xiàn)象氣隙磁通吸力公式平均吸力吸力的交變分量Tt0u短路環(huán)（分磁環(huán)）：用于消除交流磁系統(tǒng)吸力過零 的方法圖8-38-2 交流磁系統(tǒng)的等值磁路圖（a）磁系統(tǒng)w1（b）等值磁路圖(c) 矢量圖?1W1W沒有短路環(huán)，不考慮鐵損及漏磁有短路環(huán)，不考慮鐵損及漏磁（a）磁系統(tǒng)(b) 等值磁路圖?1W131短路環(huán)W1全電流定律?1w1-?2w2?2w2磁

3、阻壓降短路環(huán)引起的磁勢消耗分量考慮短路環(huán)的作用引入的磁抗磁阻抗31短路環(huán)W1磁阻、磁抗與電阻、電抗的區(qū)別電 抗磁 抗阻止電流變化，使電流落后于電壓不消耗功率電 阻磁 阻阻止磁通變換，使磁通落后于磁勢短路環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流消耗功率消耗功率不消耗功率考慮鐵損鐵損利用磁抗表示在交流磁路中導(dǎo)磁體利用復(fù)磁阻抗表示有短路環(huán)，考慮漏磁和鐵損（a）磁系統(tǒng)?1w1（b） 等值磁路圖歸化漏磁導(dǎo)：保證等效前后的漏磁鏈相等8-3 交流路計算歐姆定律克希荷夫第一定律克希荷夫第二定律已知氣隙磁通，求線圈磁勢及電壓求解步驟?1w1（1）已知 ，可求a和b兩點之間的磁位差（2）已知 ，可求漏磁通（3）已知 及 ，可求通過底鐵的 磁

4、通（4）已知 及 ，可求底鐵的磁通密度及鐵芯和鐵軛 的平均磁通密度，從而可求 （5）由磁路克希荷夫第二定律求線圈磁勢（6）求線圈電壓?1w1?1R1已知線圈磁勢或電壓，求工作氣隙磁通首先估計一個 ，求磁勢 ，并與給定磁勢比較，反復(fù)猜試，直到誤差在允許范圍以內(nèi)猜試法8-4 交流電磁鐵（1）平均吸力只有最大吸力的一半，最大吸力受 導(dǎo)磁體飽和磁通限制交流電磁鐵的特點（2）在給定吸力和銜鐵行程下，交流電磁鐵鐵芯 面積將為直流電磁鐵的兩倍，導(dǎo)磁體重量比 直流電磁鐵重（3）交流電磁鐵必須采用疊片式結(jié)構(gòu)和短路環(huán)， 工藝性和可靠性比較差，短路環(huán)消耗較大功 率，降低了電磁鐵效率（4）交流電磁鐵具有恒磁鏈特點，靜

5、吸力比較平 坦，在起始行程可以獲得較大吸力（5）初始起動電流較大，一旦吸合，剩余工作氣 隙極小，線圈工作電流不大（6）接通電源后銜鐵不可長期處于打開位置，否 則線圈可能被燒壞（7）交流電磁鐵不能頻繁操作，否則線圈發(fā)熱厲害交流電磁鐵的激磁單相，二相，三相交流電磁鐵的結(jié)構(gòu)型式圖8-9靜吸力特性雙E型拍合式吸入式0導(dǎo)磁體只能做成棱錐形，線圈截面是方形，長厚比不能太大加短路環(huán)后的吸力圖8-3假設(shè)合成吸力最小吸力00短路環(huán)的影響（1）對平均吸力的影響沒有短路環(huán)時加上短路環(huán)時（2）加上短路環(huán)后最小吸力明顯提高，吸力仍 呈脈動變化不可能做到若使 ， ，則減小 可使 增大，但 增大，短路環(huán)發(fā)熱增大若 很大， 和 很小，很難滿足完全消除脈動是不可能的或 的最優(yōu)值假設(shè) 為定值，令 ，則令 ，則為使短路環(huán)的效果最佳，應(yīng)注意以下幾點（1）短路環(huán)所套極面 應(yīng)占總的極面積2/3（2） 應(yīng)盡可能小，使 減小。減小 對減 小短路環(huán)的損耗有利（3）短路環(huán)的電阻 應(yīng)滿足三相交流電磁鐵的吸力123AB0本章總結(jié)（1）導(dǎo)磁體中有渦流存在（2）由于鐵磁材料磁化特性的非線性，使得磁 感應(yīng)強度和磁場強度不可能同時都為正弦 規(guī)律變化的量（3）交流磁路的磁通主要取決于加在線圈兩端 的電壓，與氣隙大小無直