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電機(jī)拖動(dòng)課件第一章第一頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日一.磁場(chǎng)的幾個(gè)常用量磁感應(yīng)強(qiáng)度(又稱磁通密度)B——
表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量。單位:Wb/m2磁通量Φ——
垂直穿過某截面積的磁力線總和。單位:Wb
磁場(chǎng)強(qiáng)度H——
計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)引用的物理量。
B=μH
,單位:A/m2第二頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日磁通所通過的路徑稱為磁路二.磁路的概念3第三頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日三、磁路的基本定律1、安培環(huán)路定律
沿任何一條閉合回線L,磁場(chǎng)強(qiáng)度H的線積分等于該閉合回線所包圍的電流的代數(shù)和
如果在均勻磁場(chǎng)中,沿著回線L
磁場(chǎng)強(qiáng)度H處處相等,則2、磁路的歐姆定律
作用在磁路上的磁動(dòng)勢(shì)F等于磁路內(nèi)的磁通量Φ乘以磁阻Rm4第四頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日磁通量Φ等于磁通密度乘以面積
磁場(chǎng)強(qiáng)度等于磁通密度除以磁導(dǎo)率于是5第五頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日[例1-1]有一閉合鐵心磁路,鐵心的截面積A=9×10-4m2,磁路的平均長(zhǎng)度
l
=0.3m,鐵心的磁導(dǎo)率μFe=5000μ0,套裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組為500匝。試求在鐵心中產(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?解用安培環(huán)路定律求解如下6第六頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日3、磁路的基爾霍夫定律(1)磁路的基爾霍夫電流定律或7第七頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日(2)磁路的基爾霍夫電壓定律8第八頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日磁路和電路有相似之處,卻要注意有以下幾點(diǎn)差別:1)電路中有電流I時(shí),就有功率損耗;而在直流磁路中,維持一定磁通量,鐵心中沒有功率損耗。2)電路中的電流全部在導(dǎo)線中流動(dòng);而在磁路中,總有一部分漏磁通。3)電路中導(dǎo)體的電阻率在一定的溫度下是恒定的;而磁路中鐵心的導(dǎo)磁率隨著飽和程度而有所變化。4)對(duì)于線性電路,計(jì)算時(shí)可以用疊加原理;而在磁路中,B和H之間的關(guān)系為非線性,因此計(jì)算時(shí)不可以用疊加原理。9第九頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第二節(jié)常用鐵磁材料及其特性
一、鐵磁物質(zhì)的磁化
在外磁場(chǎng)的作用下,磁疇順著外磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)向,排列整齊,顯示出磁性。10第十頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日二、磁化曲線和磁滯回線1、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H由零逐漸增加時(shí),磁通密度B將隨之增加。用B=f(H)描述的曲線就稱為起始磁化曲線。11第十一頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日2、磁滯回線剩磁——當(dāng)H從零增加到Hm時(shí),B相應(yīng)地從零增加到Bm;然后再逐漸減小H,B值將沿曲線ab下降。當(dāng)H=0時(shí),B值并不等于零,而是Br。這就是剩磁。磁滯回線——當(dāng)H在Hm和-
Hm之間反復(fù)變化時(shí),呈現(xiàn)磁滯現(xiàn)象的B-H閉合曲線,稱為磁滯回線。12第十二頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日3、基本磁化曲線
對(duì)同一鐵磁材料,選擇不同的Hm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,所得曲線稱為基本磁化曲線。13第十三頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日三、鐵磁材料1、軟磁材料2、硬磁材料四、鐵心損耗1、磁滯損耗——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。2、渦流損耗——鐵心內(nèi)部由于渦流在鐵心電阻上產(chǎn)生的熱能損耗。3、鐵心損耗——磁滯損耗和渦流損耗之和。14第十四頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第三節(jié)直流磁路的計(jì)算
磁路計(jì)算正問題——給定磁通量,計(jì)算所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)磁路計(jì)算逆問題——給定勵(lì)磁磁勢(shì),計(jì)算磁路內(nèi)的磁通量磁路計(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;2)計(jì)算各段磁路的有效截面積Ak和平均長(zhǎng)度lk;3)計(jì)算各段磁路的平均磁通密度Ak
,Bk=Φk/Ak;4)根據(jù)Bk求出對(duì)應(yīng)的Hk;5)計(jì)算各段磁位降Hklk,最后求出F=∑Hklk。磁路計(jì)算逆問題——因?yàn)榇怕窞榉蔷€性的,用試探法。15第十五頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日一、簡(jiǎn)單串聯(lián)磁路[例1-2]鐵心由鑄鋼和空氣隙構(gòu)成,截面積AFe=0.0009m2,磁路平均長(zhǎng)度lFe=0.3m,氣隙長(zhǎng)度δ=5×10-4m,求該磁路獲得磁通量Φ=0.0009Wb時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。16第十六頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日解:鐵心內(nèi)磁通密度為從鑄鋼磁化曲線查得:與BFe對(duì)應(yīng)的HFe=9×102A/m空氣隙中:鐵心段的磁位降:所以,勵(lì)磁磁勢(shì)為F=HFelFe+Hδlδ=655A17第十七頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日二、簡(jiǎn)單并聯(lián)磁路[例1-3]鐵心由DR530硅鋼片構(gòu)成,鐵心柱和鐵軛截面積AFe=0.0004m2,磁路平均長(zhǎng)度lFe=0.05m,氣隙長(zhǎng)度δ1
=δ2=2.5×10-3m,勵(lì)磁線圈匝數(shù)N1=N2=1000匝。不計(jì)漏磁通,試求在氣隙中產(chǎn)生磁通密度Bδ=1.211T時(shí),所需的勵(lì)磁電流。18第十八頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日解:中間磁路長(zhǎng)度:兩邊磁路長(zhǎng)度:氣隙磁位降:中間鐵心磁位降:查磁化曲線:19第十九頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日總磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流為:兩邊鐵心磁通密度和磁位降:查磁化曲線:20第二十頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日有關(guān)交流磁路和鐵心線圈的計(jì)算,將在變壓器一章討論。第四節(jié)交流磁路的特點(diǎn)
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