1电机学中的基本电磁定律解析.pptx
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1、第二节第二节 电机学中的基本电磁定律电机学中的基本电磁定律变变压压器器、电机电机磁磁场场 耦合耦合电流电流 全电流定律全电流定律铁心铁心小电流小电流大磁通大磁通铁心增磁功能铁心增磁功能铁心铁心饱和饱和铁心中铁心中的气隙的气隙制约制约制约制约电磁转矩电磁转矩电磁力电磁力定律定律电磁感电磁感应定律应定律感应感应电势电势能量转换能量转换变压器、发电机、电动机知知 识识 结结 构构单相变压器单相变压器1 1、电机中的典型磁路、电机中的典型磁路N1N2电能电能i1输入电能输入电能电能电能i2输出电能输出电能磁磁 场场一、磁路的基本定律一、磁路的基本定律旋转电机旋转电机机械端口机械端口转子转子定子绕组定子
2、绕组定子铁心定子铁心电端口电端口ABC磁磁 场场电能电能机械能机械能磁路磁路:磁通所走的路径。磁通所走的路径。旋转电机横截示意图面旋转电机横截示意图面2、安培环路定律安培环路定律2.1 安培环路定律安培环路定律 安培环路定律安培环路定律:沿空间任意条闭合回路,磁场强沿空间任意条闭合回路,磁场强度度H的线积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。的线积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。i3l H dl i2 i1 注:若注:若i与与l符合右手螺旋关系,符合右手螺旋关系,取正号,否则取取正号,否则取负号负号。其中大拇指所指为。其中大拇指所指为i的的方向,四指为方向,四指为l方向。方向。其中其中
3、H:磁场强度,安磁场强度,安/米米(A/m)其中其中 F=Ni:磁路的磁动势磁路的磁动势 H HFeFel lFeFe:铁心上的磁压降:铁心上的磁压降 H H:气隙上的磁压降气隙上的磁压降注:注:i 与与 l 符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系,电机学中习惯电机学中习惯大拇指所大拇指所指为指为 l 的的方向,四指为方向,四指为多匝线圈中多匝线圈中 i 方向。方向。当气隙长度当气隙长度远远小于两侧远远小于两侧的铁心截面的边长时,的铁心截面的边长时,铁心和铁心和气隙中为均匀磁场,则气隙中为均匀磁场,则 带气隙的铁心磁路带气隙的铁心磁路 螺管线圈螺管线圈 设有向回路设有向回路 l 与圆与圆环的中心圆重
4、合,则沿环的中心圆重合,则沿着回线着回线 l 磁场强度磁场强度 H 处处处相等且其方向处处与处相等且其方向处处与回线切线方向相同(称回线切线方向相同(称为均匀磁场),同时闭为均匀磁场),同时闭合回线所包围的总电流合回线所包围的总电流由通有电流由通有电流 i 的的 N 匝线匝线圈提供,则:圈提供,则:HlNiNi:作用在磁路上的安匝数(磁路磁动势),单位作用在磁路上的安匝数(磁路磁动势),单位A A。2.2 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律 1.1.均匀磁路的欧姆定律均匀磁路的欧姆定律其中其中其中其中 B B:磁通密度,特斯拉(磁通密度,特斯拉(磁通密度,特斯拉(磁通密度,特斯拉(T T):磁通,韦
5、伯(磁通,韦伯(磁通,韦伯(磁通,韦伯(WWb b)A A:铁心的截面积铁心的截面积铁心的截面积铁心的截面积 ,平方米(,平方米(,平方米(,平方米(mm2 2 )在线性或可以近似地认为是线性的介质中在线性或可以近似地认为是线性的介质中有有 B=HH 其中其中是磁导率,是磁导率,H/mH/m将将=BA和和B=H H 代入代入Ni Hl,得得欧姆定律欧姆定律或或或或 则可写为则可写为则可写为则可写为欧姆定律:作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。欧姆定律:作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。欧姆定律:作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。欧姆定律:作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。定义:定
6、义::磁路的磁阻,磁路的磁阻,A/Wb 定义:定义::磁路的磁导,磁路的磁导,Wb/A2.2.分段均匀磁路的欧姆定律分段均匀磁路的欧姆定律其中其中 RmFe :铁心部分对应的磁阻铁心部分对应的磁阻 Rm :气隙部分对应的磁阻气隙部分对应的磁阻 假设铁心长度假设铁心长度l远远大气隙远远大气隙长度长度 ,认为铁心柱中的磁通认为铁心柱中的磁通等于气隙中的磁通等于气隙中的磁通,则,则二二.磁路中的铁心作用磁路中的铁心作用1.1.铁心的增磁功能铁心的增磁功能结论:铁心具有增磁功能结论:铁心具有增磁功能。思考题:铁心环与塑料环中的磁场强度和磁通密度有何区别?思考题:铁心环与塑料环中的磁场强度和磁通密度有何
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