航空電機(jī)學(xué)概論課件

航空電機(jī)學(xué)概論課件一、電機(jī)的定義二、電機(jī)的分類三、電機(jī)在航空中的應(yīng)用四、航空電機(jī)的工作條件五、航空電機(jī)的特點(diǎn)六、航空電機(jī)的基本技術(shù)要求七、國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢八、課程主要內(nèi)容九、學(xué)習(xí)方法航空電機(jī)概論一、電機(jī)的定義二、電機(jī)的分類三、電機(jī)在航空中的應(yīng)用四、航空電一、電機(jī)（ElectricalMachine）的定義：電機(jī)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械?！簟舭l(fā)電機(jī)（Generator）電動(dòng)機(jī)(Motor)變壓器(Transformer)變流機(jī)(Converter)電能機(jī)械能電能電能◆電機(jī)學(xué)是闡述電機(jī)基本理論的學(xué)科電機(jī)的定義◆一、電機(jī)（ElectricalMachine）的定義：電機(jī)二、電機(jī)的分類旋轉(zhuǎn)電機(jī)靜止電機(jī)直流電機(jī)

直流發(fā)電機(jī)（Direct-currentGenerator）直流電動(dòng)機(jī)(Direct-currentMotor)異步電動(dòng)機(jī)（Three-phaseInductionMotor）

交流電機(jī)同步發(fā)電機(jī)(SynchronousGenerator)變壓器電機(jī)電機(jī)的分類二、電機(jī)的分類旋轉(zhuǎn)電機(jī)靜止電機(jī)直流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)三、電機(jī)在航空中的應(yīng)用主電源發(fā)電機(jī)變壓器電動(dòng)機(jī)變流機(jī)控制電機(jī)特種電機(jī)◆◆◆◆◆◆電機(jī)在航空中的應(yīng)用三、電機(jī)在航空中的應(yīng)用主電源發(fā)電機(jī)變壓器電動(dòng)機(jī)變流機(jī)主電源發(fā)電機(jī)◆QF-6QF-24JF-60ZCF-60電機(jī)在航空中的應(yīng)用主電源發(fā)電機(jī)◆QF-6QF-24JF-60ZCF-60電機(jī)變壓器◆電機(jī)在航空中的應(yīng)用三相變壓器單相變壓器自耦變壓器電流互感器變壓器◆電機(jī)在航空中的應(yīng)用三相變壓器單相變壓器自耦變壓器電電動(dòng)機(jī)◆電機(jī)在航空中的應(yīng)用泵用交流電機(jī)泵用直流電機(jī)電動(dòng)機(jī)◆電機(jī)在航空中的應(yīng)用泵用交流電機(jī)泵用直流電機(jī)特種電機(jī)◆電機(jī)在航空中的應(yīng)用三相陀螺馬達(dá)特種電機(jī)◆電機(jī)在航空中的應(yīng)用三相陀螺馬達(dá)四、航空電機(jī)的工作條件環(huán)境溫度：范圍：-55℃～+60℃沖擊值：100～120℃◆■

⑴地面環(huán)境溫度■

⑵高空氣溫■

⑶飛行速度對溫度的影響航空電機(jī)的工作條件四、航空電機(jī)的工作條件環(huán)境溫度：范圍：-55℃～+60℃沖■⑷溫度對電機(jī)性能的影響：低溫：電機(jī)主要材料的物理性質(zhì)發(fā)生變化，甚至造成永久變形，如導(dǎo)電材料電阻率下降，絕緣材料開裂、彎曲和分層，潤滑油脂粘度增加，橡膠制品硬化，導(dǎo)磁材料的導(dǎo)磁性能變壞，不同材料組合件由于線膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生應(yīng)變等。航空電機(jī)的工作條件■⑷溫度對電機(jī)性能的影響：低溫：電機(jī)主要材料的物理性■⑷溫度對電機(jī)性能的影響：高溫：造成絕緣材料加速老化，潤滑油脂熔解而流出或揮發(fā)，導(dǎo)電材料電阻率增加，彈性材料的彈性變壞，結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，不同的線膨脹系數(shù)造成組合件產(chǎn)生應(yīng)變等。上述因素都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的電磁性能變化或產(chǎn)生機(jī)械故障。

航空電機(jī)的工作條件■⑷溫度對電機(jī)性能的影響：高溫：造成絕緣材料加速老化由地面到25km高度，大氣壓力約降低40倍，空氣的重量密度降低約30倍。⑵電機(jī)散熱不良，溫升增加易引起絕緣老化。

⑶使電刷磨損加劇，火花增大，直流電機(jī)換向變壞，甚至產(chǎn)生環(huán)火，導(dǎo)致電機(jī)不能正常工作。■

⑴絕緣材料的絕緣性能變壞，耐壓程度下降?！觥龃髿鈮毫Γ骸簟龊娇针姍C(jī)的工作條件由地面到25km高度，大氣壓力約降低40倍，空氣的重量密度濕度：考核標(biāo)準(zhǔn)：40℃時(shí)，濕度95±3%■

⑴絕緣材料的絕緣電阻和擊穿電壓將大大下降?！?/p>

⑵電子元件表面吸附水分后，造成漏電，影響電子線路正常工作?！?/p>

⑶金屬零件易產(chǎn)生腐蝕?！艉娇针姍C(jī)的工作條件濕度：考核標(biāo)準(zhǔn)：40℃時(shí)，濕度95±3%■⑴絕緣材大氣成分：◆■

⑴臭氧：幾乎增加17～20倍,使金屬表面與有機(jī)材料氧化加劇，性能變壞?！?/p>

⑵霉菌：使電機(jī)絕緣的外表變色，致使易吸濕，并使紡織品發(fā)酵和腐爛，絕緣性能下降，機(jī)械強(qiáng)度降低等。航空電機(jī)的工作條件大氣成分：◆■⑴臭氧：幾乎增加17～20倍,使金屬表■

⑶鹽霧：使絕緣材料老化、變質(zhì)，絕緣電阻下降，金屬表面腐蝕、變色，機(jī)械強(qiáng)度降低。大氣成分：◆■

⑷沙塵：將會(huì)降低絕緣材料的性能。進(jìn)入電氣設(shè)備中，影響電氣產(chǎn)品的性能，嚴(yán)重時(shí)可造成產(chǎn)品的機(jī)械故障。航空電機(jī)的工作條件■⑶鹽霧：使絕緣材料老化、變質(zhì)，絕緣電阻下降，金屬表面機(jī)械過載：◆■

⑴振動(dòng)：活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率2kHz～4kHz，振動(dòng)加速度20g；噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率2kHz～4kHz，振動(dòng)加速度10g；■影響：過劇的振動(dòng)可能對航空電機(jī)造成一系列不良后果，當(dāng)零件發(fā)生諧振時(shí)，帶來的危害性更大，甚至使產(chǎn)品失效，結(jié)構(gòu)件損傷，個(gè)別零部件折斷，電機(jī)將不能正常工作。航空電機(jī)的工作條件機(jī)械過載：◆■⑴振動(dòng)：活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率2kHz■

⑵沖擊：飛機(jī)在著陸時(shí)，常出現(xiàn)1Hz左右的顛波沖擊，小型飛機(jī)沖擊過載可達(dá)4g～6g，大型飛機(jī)可達(dá)10g。航空電機(jī)的工作條件機(jī)械過載：◆■⑵沖擊：飛機(jī)在著陸時(shí)，常出現(xiàn)1Hz左右的顛波沖擊■

⑶恒加速度：主要在飛機(jī)爬高、轉(zhuǎn)彎、俯沖等特技飛行時(shí)較為嚴(yán)重。殲擊機(jī)可達(dá)9g，持續(xù)兩分鐘，轟炸機(jī)為4g，可持續(xù)20min，導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，可達(dá)5g～20g，但持續(xù)時(shí)間極短?！鲇绊懀褐饕墙o電機(jī)加上一個(gè)附加力矩，引起間隙分配改變與變形。對電機(jī)零部件的機(jī)械強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)上應(yīng)作足夠的考慮。航空電機(jī)的工作條件機(jī)械過載：◆■⑶恒加速度：主要在飛機(jī)爬高、轉(zhuǎn)彎、俯沖等特技飛行時(shí)較環(huán)境溫度：范圍：-55℃～+60℃沖擊值：100～120℃大氣壓力：40倍變化濕度：考核標(biāo)準(zhǔn)：40℃時(shí)，濕度95±3%大氣成分：臭氧、霉菌、鹽霧、沙塵等機(jī)械過載：振動(dòng)、沖擊、恒加速度等◆◆◆◆◆航空電機(jī)的工作條件環(huán)境溫度：范圍：-55℃～+60℃沖擊值：100～120℃造成的問題：■絕緣、電氣性能變壞;■散熱和冷卻問題;■直流電機(jī)換向困難。◆航空電機(jī)的工作條件造成的問題：■絕緣、電氣性能變壞;■散熱和冷卻問題;五、航空電機(jī)的特點(diǎn)滿足一定功率下，體積小，重量輕，工作可靠；重量功率比較小，壽命短（地面電機(jī)壽命一般為幾十年）;轉(zhuǎn)速變化范圍大，結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況特殊；制作工藝復(fù)雜、選材優(yōu)質(zhì)、造價(jià)昂貴。◆◆◆◆航空電機(jī)的特點(diǎn)五、航空電機(jī)的特點(diǎn)滿足一定功率下，體積小，重量輕，工作可靠；表2-2航空發(fā)電機(jī)相對重量航空電機(jī)的特點(diǎn)表2-2航空發(fā)電機(jī)相對重量航空電機(jī)的特點(diǎn)表2-3航空電機(jī)與地面電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)對照航空電機(jī)的特點(diǎn)表2-3航空電機(jī)與地面電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)對照航空電機(jī)的特點(diǎn)六、航空電機(jī)的基本技術(shù)要求電壓：■

低壓直流發(fā)電機(jī)：28.5V,負(fù)極搭鐵，單線制■

交流發(fā)電機(jī)：115/200V◆■

高壓直流發(fā)電機(jī)：270V◆頻率：400Hz◆

相數(shù)：一般為三相四線制（中線搭鐵）。航空電機(jī)的基本技術(shù)要求包括額定數(shù)據(jù)、工作條件、試驗(yàn)和驗(yàn)收方法等其它數(shù)據(jù)。六、航空電機(jī)的基本技術(shù)要求電壓：■低壓直流發(fā)電機(jī)：28.5表2-6我國航空電機(jī)基本技術(shù)要求航空電機(jī)的基本技術(shù)要求表2-6我國航空電機(jī)基本技術(shù)要求航空電機(jī)的基本技術(shù)要求表2-7航空發(fā)電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)航空電機(jī)的基本技術(shù)要求表2-7航空發(fā)電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)航空電機(jī)的基本技術(shù)要求七、國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢：◆低壓直流電源系統(tǒng)變速變頻交流電源系統(tǒng)（VSVF）恒速恒頻交流電源系統(tǒng)（CSCF）變速恒頻交流電源系統(tǒng)（VSCF）高壓直流電源系統(tǒng)國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢七、國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢：◆低壓直流電源系統(tǒng)變■

低壓直流電源系統(tǒng)■

高壓直流電源系統(tǒng)■

恒頻交流電源系統(tǒng)（恒速恒頻、變速恒頻）■

變頻交流電源系統(tǒng)(主)電源系統(tǒng)一般分類：◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢■低壓直流電源系統(tǒng)(主)電源系統(tǒng)一般分類：◆國產(chǎn)航空電機(jī)

自1914年以來，28V低壓直流電源系統(tǒng)，一直沿用至今。發(fā)電機(jī)容量一般為3kW、6kW、9kW、12kW、18kW。

系統(tǒng)主要由直流發(fā)電機(jī)、調(diào)壓器、控制保護(hù)器等組成。低壓直流電源系統(tǒng)

◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢自1914年以來，28V低壓直流電源系統(tǒng)，一直沿用至

容易實(shí)現(xiàn)不中斷供電，供電安全可靠；方便實(shí)現(xiàn)電力控制和操縱；起動(dòng)/發(fā)電一體可以減輕設(shè)備總重量；電壓低，體積小、較安全可靠；整體維護(hù)性較好，全周期維護(hù)費(fèi)用不高。低壓直流電源系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)

◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢容易實(shí)現(xiàn)不中斷供電，供電安全可靠；低壓直流電源系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)單機(jī)最大容量受到限制；發(fā)電機(jī)冷卻問題難解決；供電系統(tǒng)重量大；變換設(shè)備笨重，效率低。低壓直流電源系統(tǒng)主要缺點(diǎn)

◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢單機(jī)最大容量受到限制；低壓直流電源系統(tǒng)主要缺點(diǎn)◆國產(chǎn)航空■1946年美國發(fā)明恒速傳動(dòng)裝置，開辟了航空恒速恒頻交流電源的時(shí)代。其額定電壓為115/200V、頻率為400Hz。■恒頻交流發(fā)電機(jī)容量一般為20、30、60、90、120、150kVA。恒速恒頻交流電源系統(tǒng)◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢■1946年美國發(fā)明恒速傳動(dòng)裝置，開辟了航空恒速恒頻交流電工作環(huán)境溫度高，過載能力強(qiáng)。恒速恒頻交流電源系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)

◆恒速傳動(dòng)裝置生產(chǎn)制造、使用維護(hù)困難；變換效率較低，約70%，品質(zhì)難于進(jìn)一步提高；難于實(shí)現(xiàn)起動(dòng)/發(fā)電一體。恒速恒頻交流電源系統(tǒng)主要缺點(diǎn)

◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢工作環(huán)境溫度高，過載能力強(qiáng)。恒速恒頻交流電源系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)■上世紀(jì)70年代中期，首先在戰(zhàn)斗機(jī)上得到應(yīng)用；80年代后，用于民用飛機(jī)上。變速恒頻交流電源系統(tǒng)◆■如F/A-18、F-16C/D、F-20戰(zhàn)斗機(jī)，A-4、AV-8B攻擊機(jī)，“灣流”Ⅲ／Ⅳ行政飛機(jī)，波音737-400飛機(jī)。國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢■上世紀(jì)70年代中期，首先在戰(zhàn)斗機(jī)上得到應(yīng)用；80年代后，允許工作環(huán)境溫度低；承受過載和短路能力差。變速恒頻交流電源系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)

◆電能質(zhì)量和電能轉(zhuǎn)換效率高；旋轉(zhuǎn)部件少，可靠性高；結(jié)構(gòu)靈活性大；能實(shí)現(xiàn)無刷起動(dòng)/發(fā)電一體。變速恒頻交流電源系統(tǒng)主要缺點(diǎn)

◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢允許工作環(huán)境溫度低；承受過載和短路能力差。變速恒頻交流電源從國外研制的最新型飛機(jī)看，有兩個(gè)發(fā)展方向：(1)變頻交流電源系統(tǒng)：民用客機(jī)

Boeing787：主電源4臺(tái)250kVA變頻起動(dòng)發(fā)電機(jī)；

A380：主電源4臺(tái)150kVA變頻發(fā)電機(jī)。電源系統(tǒng)最新發(fā)展方向◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢(2)高壓直流電源系統(tǒng)：戰(zhàn)斗機(jī)主電源2臺(tái)65kW高壓直流發(fā)電機(jī)；主電源1臺(tái)250kW高壓直流起動(dòng)發(fā)電機(jī)。從國外研制的最新型飛機(jī)看，有兩個(gè)發(fā)展方向：電源系統(tǒng)最新發(fā)展方變頻交流電源系統(tǒng)◆■結(jié)構(gòu)簡單可靠；■重量輕、體積小；■成本低、維護(hù)費(fèi)用少；■電能轉(zhuǎn)換效率高；■易于構(gòu)成變頻交流起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)。最早在飛機(jī)上使用的交流電源系統(tǒng)。變頻交流電源系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)：◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢變頻交流電源系統(tǒng)主要缺點(diǎn)：■

頻率變化范圍大?！糇冾l交流電源系統(tǒng)◆■結(jié)構(gòu)簡單可靠；■高壓直流電源系統(tǒng)◆■工作可靠；

■重量輕；■連續(xù)供電；■效率高；■安全。270V高壓直流將是今后戰(zhàn)斗機(jī)電源的主要發(fā)展方向。高壓直流電源系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)：◆國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢高壓直流電源系統(tǒng)◆■工作可靠；■重量輕；2◆■內(nèi)裝式開關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)；■高性能組合動(dòng)力裝置；■高功率密度負(fù)載管理中心；■高溫、高能電力電子技術(shù)；■超級電容、燃料電池等。高壓直流電源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)：國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢◆■內(nèi)裝式開關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)；高壓直流電源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)：

低壓直流在不斷改進(jìn)和完善；恒速恒頻系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用；變速恒頻和高壓直流系統(tǒng)發(fā)展趨勢；變頻交流系統(tǒng)在大飛機(jī)上開始應(yīng)用；混合電源則根據(jù)用戶的需要取舍?！艚Y(jié)論國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨勢低壓直流在不斷改進(jìn)和完善；◆結(jié)論國產(chǎn)航空電機(jī)介紹及發(fā)展趨八、課程主要內(nèi)容

電磁基礎(chǔ)知識(shí)航空變壓器交流電機(jī)的繞組、磁勢與電勢航空異步電機(jī)航空同步電機(jī)航空直流電機(jī)課程主要內(nèi)容八、課程主要內(nèi)容電磁基礎(chǔ)知識(shí)課程主要內(nèi)容◆

必修、核心專業(yè)基礎(chǔ)課

電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化航空機(jī)電工程課程性質(zhì)、地位課程主要內(nèi)容◆必修、核心專業(yè)基礎(chǔ)課電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化高等數(shù)學(xué)電路基礎(chǔ)工程數(shù)學(xué)大學(xué)物理飛機(jī)供電系統(tǒng)控制電機(jī)與電器飛機(jī)機(jī)電控制慣性導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)課程主要內(nèi)容高等數(shù)學(xué)電路基礎(chǔ)工程數(shù)學(xué)大學(xué)物理飛機(jī)供電系統(tǒng)控制電機(jī)與電器飛■知道航空電機(jī)在飛行器及其各系統(tǒng)中的地位和作用、發(fā)展動(dòng)態(tài)、最新研究成果和理論；■理解航空電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及其基本運(yùn)行理論；◆總體目標(biāo)要求課程主要內(nèi)容■知道航空電機(jī)在飛行器及其各系統(tǒng)中的地位和作用、發(fā)展動(dòng)態(tài)■掌握電磁運(yùn)動(dòng)的分析方法、航空電機(jī)的特性測試和基本的使用維護(hù)維修技術(shù)；■具備應(yīng)用航空電機(jī)學(xué)知識(shí)解決航空電氣系統(tǒng)工程實(shí)際問題的基本能力。◆總體目標(biāo)要求課程主要內(nèi)容■掌握電磁運(yùn)動(dòng)的分析方法、航空電機(jī)的特性測試和基本的使用九、學(xué)習(xí)方法分析方法：◆學(xué)習(xí)方法九、學(xué)習(xí)方法分析方法：◆學(xué)習(xí)方法基本方法和理論實(shí)驗(yàn)和實(shí)物解剖◆◆九、學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法基本方法和理論實(shí)驗(yàn)和實(shí)物解剖◆◆九、學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法回篇目錄基礎(chǔ)知識(shí)

幾個(gè)基本磁物理量之間的關(guān)系；基本電磁定律磁化的過程及磁滯損耗；渦流及渦流損耗。電機(jī)學(xué)中的基本電磁理論回篇目錄基礎(chǔ)知識(shí)幾個(gè)基本磁物理量之間的關(guān)系；電機(jī)學(xué)中

掌握電路的基本物理量和基本定律及其在電機(jī)學(xué)中的主要應(yīng)用特點(diǎn)；鞏固電磁理論基本知識(shí)；掌握基本電磁理論在航空電機(jī)理論中的應(yīng)用。電機(jī)學(xué)中的基本電磁理論教學(xué)目的及教學(xué)思路掌握電路的基本物理量和基本定律及其在電機(jī)學(xué)中的主要應(yīng)用特點(diǎn)一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

電和磁是電機(jī)理論的兩個(gè)基本組成元素；

電在電機(jī)中以路的形式存在；磁在電機(jī)中以場的形式存在（磁場），但在一般的分析計(jì)算中，常把磁場簡化為磁路來處理。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系電和磁是電機(jī)理論的兩個(gè)基本組一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量磁場強(qiáng)度磁鏈、電感與電抗電磁力與電磁力矩

（一）磁的基本物理量一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度（一）磁的基本物

磁感應(yīng)強(qiáng)度（二）基本物理量的定義

是表示磁場強(qiáng)弱的一個(gè)物理量，符號(hào)是，單位是T，它是一個(gè)矢量。

磁場的強(qiáng)弱可由位于該磁場中的載流導(dǎo)體所受的電磁力來反映。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度（二）基本物理量的定義是表示磁場強(qiáng)弱的一個(gè)

當(dāng)載流導(dǎo)體元dl與磁力線相垂直時(shí)，作用在該導(dǎo)體上的電磁力dF可表示為:

IBdldF=

在電機(jī)中，氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為0.4T～0.8T；鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為1T～1.8T。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁感應(yīng)強(qiáng)度（二）基本物理量的定義當(dāng)載流導(dǎo)體元dl與磁力線相垂直時(shí)，作用在該導(dǎo)體上的電磁力d一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁通（二）基本物理量的定義

磁感應(yīng)強(qiáng)度描述的只是空間每一點(diǎn)的磁場，如果要描述一個(gè)給定面上的磁場，就要引入另外一個(gè)物理量，叫磁通量，簡稱磁通，用Φ表示，單位是Wb。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁通（二）基本物理量的定一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義

如果在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)與磁場方向垂直的平面，面積為S，則通過該平面的磁通量為：RFBS/==F

當(dāng)平面與磁場方向不垂直時(shí)，通過該平面的磁通量為：qcosBS=F為面積S的法線與的夾角。q

磁通一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義如果一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義

通過任意曲面的磁通量為：òò==FSSdSBdqfcos

dS為曲面的單元面積，其面積分為通過曲面的磁通量。

故，如果取dS垂直于該點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度，則，說明某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是該點(diǎn)的磁通密度，故磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度。1cos=q

磁通一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義通過一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義

對于看不見的磁場，可用假想的磁力線表示B和Φ的大小。規(guī)定磁力線上每一點(diǎn)的切線方向就是B的方向，同時(shí)規(guī)定通過磁場某點(diǎn)處垂直于的單位面積上的磁力線數(shù)目等于該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。顯然：磁場強(qiáng)的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度大，磁力線密，單位面積內(nèi)的磁通一定也多；反之亦然。

磁通一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義對于一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁場強(qiáng)度（二）基本物理量的定義

表征磁場性質(zhì)的另一個(gè)物理量是磁場強(qiáng)度，它也是一個(gè)矢量，用表示，單位是A/m

。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁場強(qiáng)度（二）基本物理量一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁場強(qiáng)度（二）基本物理量的定義

磁場的兩個(gè)基本物理量與之間的存在下列關(guān)系：

μ為磁導(dǎo)率，由磁場該點(diǎn)處的介質(zhì)性質(zhì)決定，單位是H/ｍ。μ的數(shù)值隨介質(zhì)的性質(zhì)不同變化很大，真空中的磁導(dǎo)率μ0很小。在電機(jī)中應(yīng)用的介質(zhì)，其磁導(dǎo)率也因材料的不同而不同。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁場強(qiáng)度（二）基本物理量一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁鏈、電感與感抗（二）基本物理量的定義

電機(jī)中的線圈中流過電流i將產(chǎn)生磁勢F，在電機(jī)中產(chǎn)生磁通f

,穿過線圈的磁通將形成磁鏈Ψ，單位為Wb。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁鏈、電感與感抗（二）一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁鏈、電感與感抗（二）基本物理量的定義

設(shè)線圈匝數(shù)為N，流過電流I,產(chǎn)生的磁勢為F，匝鏈線圈的磁通為

f

，形成的磁鏈為Ψ，則INF.=?=FfILN.=.=fy2NIINNINILL=L===fy一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁鏈、電感與感抗（二）一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

磁鏈、電感與感抗（二）基本物理量的定義222NffLLXL===ppw

當(dāng)線圈中流過角頻率為的交流電時(shí)，線圈中存在感抗X為：w一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系磁鏈、電感與感抗（二）一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系

電磁力與電磁轉(zhuǎn)矩（二）基本物理量的定義

載流導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場中受到電磁力的作用，該電磁力為：Blif=一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系電磁力與電磁轉(zhuǎn)矩（二）基本一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義

如果有一剛性面積為S的矩形載流線圈位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈中的電流為I，磁場作用于載流線圈的電磁力矩為：jsinBISM=

是線圈平面的法線方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向之間的夾角，規(guī)定線圈平面的法線方向與電流方向成右手螺旋關(guān)系。

j

電磁力與電磁轉(zhuǎn)矩一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（二）基本物理量的定義如果一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（三）基本物理量之間的關(guān)系

磁感應(yīng)強(qiáng)度描述的是空間點(diǎn)的磁場，磁通描述的是一個(gè)給定面上的磁場，H與磁介質(zhì)無關(guān)。一、幾個(gè)基本電磁量之間的關(guān)系（三）基本物理量之間的關(guān)系二、磁化的過程及磁滯損耗

電機(jī)中的鐵磁材料主要是鐵、鋼及其合金，如鎳鋼、鎳鉻鋼、鐵鈷合金等。將這些材料放入磁場后，磁場將顯著增強(qiáng)，鐵磁材料呈現(xiàn)很強(qiáng)的磁性，這種現(xiàn)象稱為鐵磁材料的磁化。電機(jī)學(xué)中的基本電磁理論二、磁化的過程及磁滯損耗電機(jī)中的鐵磁材料主要是鐵、鋼及其二、磁化的過程及磁滯損耗

鐵磁材料能增強(qiáng)外界磁場的原因，是由于在鐵磁材料的內(nèi)部存在著很多微小的天然磁化區(qū)，叫磁疇。

磁疇用小磁鐵來代表。在鐵磁材料未放入磁場以前，這些磁疇雜亂無章排列，各磁疇的軸線方向不一致，磁效應(yīng)互相抵消，故對外不顯磁性。二、磁化的過程及磁滯損耗鐵磁材料能增強(qiáng)外界磁場的原因，是由二、磁化的過程及磁滯損耗

當(dāng)鐵磁材料放入磁場后，在外磁場的作用下，磁疇的方向漸趨一致，形成一個(gè)附加磁場，與外磁場相迭加，從而使磁場大為增強(qiáng)。二、磁化的過程及磁滯損耗當(dāng)鐵磁材料放入磁場后，在外磁場的作

將當(dāng)鐵磁材料在-Hm～+Hm之間反復(fù)進(jìn)行磁化，最后得到對稱于原點(diǎn)的封閉曲線。H增加時(shí)，磁化過程沿defa進(jìn)行。當(dāng)H減小時(shí)，磁化過程沿abcd進(jìn)行。

二、磁化的過程及磁滯損耗將當(dāng)鐵磁材料在-Hm～+Hm之間反復(fù)進(jìn)行磁化，最后得到對稱

從磁化過程可以看出，B的變化總是落后于H的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯。閉合曲線稱為磁滯回線。Bm越大，磁滯回線面積越大。二、磁化的過程及磁滯損耗從磁化過程可以看出，B的變化總是落后于H的變化，這種現(xiàn)象稱

當(dāng)H下降到零時(shí)，B并不下降到零。因?yàn)橥獯艌鲭m然消失了，但磁疇還不能恢復(fù)到原來狀態(tài)，還保留一定的磁性，稱為剩磁。去掉剩磁所必須加的反向磁勢（oc段或of段）稱矯頑力。

二、磁化的過程及磁滯損耗當(dāng)H下降到零時(shí)，B并不下降到零。因?yàn)橥獯艌鲭m然消失了，但磁三、渦流及渦流損耗

當(dāng)通過鐵芯中的磁通交變時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，鐵芯內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流。這些電流在鐵芯內(nèi)部圍繞磁通呈旋渦狀流動(dòng)，故稱為渦流。電機(jī)學(xué)中的基本電磁理論

渦流在鐵芯中流動(dòng)造成能量損耗，這種損耗就稱為渦流損耗。此外，渦流還有去磁作用，這些都是不利的。三、渦流及渦流損耗當(dāng)通過鐵芯中的磁通交變時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)三、渦流及渦流損耗

為了減少渦流的影響，可以在鋼材中加入少量的硅以增加鐵芯材料的電阻率；不采用整快的鐵芯，而采用互相絕緣的由許多薄硅鋼片疊起來的鐵芯，以使渦流所流經(jīng)的路徑變長，從而大大減少渦流。電機(jī)學(xué)中的基本電磁理論三、渦流及渦流損耗為了減少渦流的影響，可以在鋼材中加入少

變壓器及電機(jī)的鐵芯都是采用厚度為0.35mm或0.5mm的硅鋼片制造。磁滯和渦流損耗都是電機(jī)鐵芯中產(chǎn)生的損耗，通常將它們總稱為鐵損，正比于磁通密度的平方及磁通交變頻率f的1.2～1.3次方。電機(jī)學(xué)中的基本電磁理論變壓器及電機(jī)的鐵芯都是采用厚度為0.35mm或0.5mm的四、基本電磁定律

Faraday’sLawofElectromagneticInduction(法)

Kirchhoff’sVoltageandCurrentLaw（基爾霍夫）

Ampere’sLawofAll-current（安培環(huán)路定律）

Thelawofconservationofenergy(能量守恒定律)

基