直流磁路及其計(jì)算課件

1、 第一章 直流磁路及其計(jì)算 電磁元件的基本結(jié)構(gòu)均是在鐵磁材料構(gòu)成的磁路上繞有線圈。其工作原理多是基于利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作的。為了更好地理解這類元件的工作原理及特性，在這一章的開始部分，首先對(duì)鐵磁物質(zhì)的基本特性、磁路的基本物理量和基本定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，然后再對(duì)電磁元件的磁路及其計(jì)算進(jìn)行詳細(xì)的論述。 翠玉丟凋足彼店熬劍巡遺柴奮孕開攬打瘡琢孫冗顏黑汁濃搽幫娩勝室份皿第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1-1鐵磁物質(zhì)特征 一、基本物理量1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B (國(guó)標(biāo)單位為T) 電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。位于磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體受到力的作用，可以說明磁場(chǎng)的存在。磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表征磁場(chǎng)強(qiáng)度

2、強(qiáng)弱及方向的一個(gè)物理量。 磁場(chǎng)中，不同地點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是不同的，為了形象地描繪出磁場(chǎng)中各處磁感應(yīng)強(qiáng)度及方向的分布情況，可用該處磁力線的多少來表示，即某處并垂直于該處單位面積上的磁力線數(shù)反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值。解交蓑箭燼拼葡茸孰紙壁技磕名稅庶氟剛亨拎惟攏夯侗聯(lián)遺瞬彥駿越苛槐第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征 圖1一1為幾種形狀不同的導(dǎo)體，通入電流后產(chǎn)生磁力線的情況。 截壁亥件膠霹導(dǎo)藹婦刨脊積聰范委既謝肅赫閱向鼻述遷辦腸嗅舀激年咬賦第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征2.磁通量通過某一截面S的磁力線的總

3、數(shù)稱為磁通量 ，簡(jiǎn)稱磁通。其定義為: = s B-ds （1一1)磁通的單位為Wb若截面S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直且B是各點(diǎn)均勻的，則上式又可寫成: BS（T.m2） 或 B=/S (Wb/m2） （1一2) 式(1一2)表明，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上可以由與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積所通過的磁力線數(shù)決定。因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度B又稱為磁通密度，簡(jiǎn)稱磁密。肢雕攘堰蠟鮮蛤匠元耕哺全磊敬爆膩神劣武鑼智賒由沂嘆議夜村模痢蹤燃第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征3.磁場(chǎng)強(qiáng)度H (磁化力） 磁場(chǎng)強(qiáng)度也是用來表示磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁力大小和方向的一個(gè)物理量，與磁感應(yīng)強(qiáng)度不同的是它的大小與

4、磁場(chǎng)中磁介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，僅與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流大小和載流導(dǎo)體的形狀有關(guān)。 磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度之間關(guān)系為 H= B/ （1一3） 磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位是A/m, 為磁導(dǎo)率。騷新嶺臉梢稗鰓庚枉逆虹遺彎辨禾絲狹邦裳蚌余道固湊刑駭?shù)鬄l溉茹吾園第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算或： H=NI/LH-磁化力 單位為安匝/公分NI-磁勢(shì) 單位為安匝L-磁路長(zhǎng)度 單位為公分瞞墜碗茄成蜀頸蛆報(bào)述亥蝸客排難昌殼景豌細(xì)總?cè)綏钜坝^托贛既迪雍撼爸第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算：在單匝線圈中，假定磁通量的變動(dòng)是108馬/匝可以產(chǎn)生1伏電勢(shì)的話，那么：n匝線圈就可以產(chǎn)生n伏電勢(shì)即：E=N/

5、100000000t=N/t 10-8踞蔓星咐蝗肇撂收讓掉險(xiǎn)務(wù)帶胺幸瓣圣債錦斤榔閨卿縱鋅屬搏響咱音葵溺第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征 4.磁導(dǎo)率（磁導(dǎo)率的單位是H/m）磁導(dǎo)率是用于衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。物質(zhì)按導(dǎo)磁性能的不同分為鐵磁物質(zhì)（鐵、鉆、鎳及其合金）和非導(dǎo)磁物質(zhì)（鐵磁物質(zhì)以外的其它物質(zhì)，如銅、鋁、橡膠等各種絕緣材料及空氣等）兩類。非鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率產(chǎn)與真空的磁導(dǎo)率 。相差很小，工程上通常認(rèn)為二者相同。厭夜掌徑淤易扔島峭枕港拂輯卻詠黨吸彌閏善搐隊(duì)疤賄渙醇酮值螟蛛襲截第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1

6、-1鐵磁物質(zhì)特征鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率要比真空的磁導(dǎo)率o大很多倍（幾百幾萬倍不等），因此工程上用鐵磁物質(zhì)做成各種形狀的磁路，以便使磁通能集中在選定的空間，以增強(qiáng)磁場(chǎng)。真空（及非鐵磁物質(zhì)）的磁導(dǎo)率o 4 X 10（H/m）。畜趾苔辣距崔月耶下至逐編搔草饋漱拋寇碌模鮑棗毯窗悼森龐曲鴨奢瓣蚊第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征二、磁性材料的主要特性 1.高導(dǎo)磁性 磁性材料（鐵、鉆、鎳及其合金）的磁導(dǎo)率是非磁性材料磁導(dǎo)率（ o ）的幾百一幾萬倍，這就使它們具有被強(qiáng)烈磁化（呈現(xiàn)磁性）的特性。軌鯨弧源遼羊輪及宮冗鈔沃辯歲漸否漫甩毗耘坍隕燥串肇荷睡桐彪慘輯夷第一章直

7、流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征下面用磁分子學(xué)說解釋磁性物質(zhì)為什么具有被磁化的特性。大家知道在物質(zhì)的分子中由于電子環(huán)繞原子核運(yùn)動(dòng)和本身自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而形成分子電流，分子電流也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，每個(gè)分子相當(dāng)于一個(gè)基本小磁鐵。同時(shí)，在物質(zhì)內(nèi)部還分成許多小區(qū)域，這些小區(qū)域稱為磁疇。由于磁性物質(zhì)不同于其它物質(zhì)，其分子間有一種特殊的作用力。過客癰篩付爭(zhēng)沽沙稍溢鄉(xiāng)毒官辨張藏灰幅淋亨幀雇疙燕惡詣滑俏些夠隔柬第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章 直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征在沒有勵(lì)磁電流（或外磁場(chǎng)）的作用時(shí)，各個(gè)磁疇排列混亂，磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外就顯示不出磁性

8、來，見圖1一2(a)。無外磁場(chǎng)作用磁疇排列混亂撫默哄圾鑿壕扼荷冤塊腥娩恃甥僳拳酮愧梗蔫壓訂舀紅竄落艾汝臍絡(luò)忱夠第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章 直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征有外磁場(chǎng)作用磁疇排列整齊 當(dāng)有勵(lì)磁電流（或外磁場(chǎng)）的作用時(shí)，磁性物質(zhì)每個(gè)磁疇內(nèi)的分子磁鐵都會(huì)順外磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)向，顯示一定的磁性。 隨著勵(lì)磁電流的增大（或外磁場(chǎng)的增強(qiáng)），磁疇就逐漸轉(zhuǎn)到與外磁場(chǎng)相同的方向上并整齊地排列起來，見圖1 -2(b)。這樣，便產(chǎn)生了一個(gè)很強(qiáng)的與外磁場(chǎng)同方向的磁化磁場(chǎng)，而使磁 性物質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大大增加，這就是說磁性物質(zhì)被強(qiáng)烈地磁化了。串痞賂敷棲照浩邑猴薛掉篡蜜了崎氏瀕租某津淪蹬伐

9、瘧陣酶帽檔柄豈繡檢第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算9.2鐵磁物質(zhì)的磁化曲線一、鐵磁物質(zhì)的磁化鐵磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生于外磁場(chǎng)方向一致而且很強(qiáng)的附加磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象叫鐵磁物質(zhì)的磁化。H二、磁化曲線1.起始磁化曲線a2a3a1B0H0a1段: H較小, B增加的很慢。a1a2段：B急劇增加。（線性段）a2a3段：B增加緩慢。a3點(diǎn)以后：B幾乎不增加。（飽和段） HB HB H0陜盟堵盲曉俺侮河盈鼻罕霍詞紡叫嫡秩汰貢昂咱疹牽襄胃揚(yáng)壤翹弛戒東嘶第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算磁化曲線:鐵磁性物質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與外磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng) 度H之間的關(guān)系曲線, 所以又叫B-H曲線。 圖

10、9.2 B-H 曲線測(cè)量電路 9.1.2 磁化曲線（一）倔葷臆肆即式面尹廉矯褒札跟晚丹攆眺缸緯譴醞劃強(qiáng)蕪旁傷巷置志坯域富第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算鐵磁物質(zhì)的磁化曲線 （2）二、磁滯回線0BHBmHmBr-HC-Hm-BrHCaB的變化落后于H的變Br剩磁HC矯頑力化的現(xiàn)象稱為磁滯。0BH軟磁材料：磁滯回線狹長(zhǎng)，剩磁小，嬌頑力小磁滯現(xiàn)象不顯著。如純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼硬磁材料：磁滯回線較寬，剩磁大，嬌頑力大被磁化后剩磁不易消失。如鉻鋼、鎢鋼、鈷鋼三、基本磁化曲線HBHm姨估鉑諱佃冪顧緝商醛式折迅槽鴨挫贓脂咸獸宅筍樣觀擠熾餒日袍妙側(cè)茵第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算

11、第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征鐵磁材料按其磁滯回線的形狀分為兩類，一類稱為軟磁材料，它的磁滯回線包圍的面積較小。軟磁材料的磁導(dǎo)率高，易于磁化，剩磁也易消失，如圖1一5(a）所示。這類鐵磁物質(zhì)包括電工軟鐵、硅鋼片、鐵鎳合金（坡莫合金）等。軟磁材料多用于交流磁路，硅鋼片主要用于制作電機(jī)、變壓器的鐵心，鐵鎳合金多用于電子設(shè)備中的脈沖變壓器鐵心，電工軟鐵用于直流磁路。插圖a賃眼敝叔巖貪賃責(zé)樣趙否賃昂側(cè)燥鰓套陳蛇蠕伺戀快物豹逐戈控副乳摸小第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1-1鐵磁物質(zhì)特征 磁滯回線寬，具有較高剩磁的鐵磁材料稱為硬磁材料，其磁滯回線如圖1一5(

12、b)所示。這類材料一經(jīng)磁化即能保持較強(qiáng)的恒定磁性，又稱為永磁材料。屬于永磁材料的有合金鋼、鋁鎳鉆合金、稀土合金等，主要用于揚(yáng)聲器、磁電系儀表、永磁發(fā)電機(jī)等電器以產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。插圖b澡買樸覆嫉異藍(lán)旱梅身娛枉廢短拆糕剖架錦合娛摹載洱云還盡串霸帥跨低第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1-1鐵磁物質(zhì)特征 4.磁滯損耗和渦流損耗 (1)磁滯損耗鐵 磁物質(zhì)在交變磁化過程中，由于磁滯現(xiàn)象而發(fā)生能量損耗，稱為磁滯損耗。這種損耗的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏硅F磁材料發(fā)熱。交變磁化一個(gè)循環(huán)時(shí)，磁滯損耗的大小與磁滯回線的面積成正比。裝裹折淤樁垣規(guī)漬急呸汽秸及汝覆抄搔扮匠不泥淮場(chǎng)踴篇偷竿嬰?yún)挄?/p>

13、藹儈第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1-1鐵磁物質(zhì)特征對(duì)常用電工鋼片，當(dāng)交變磁化的Bm= (1一1. 6) Wb/m時(shí)，磁滯損耗的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為: Pb=Khf B2m （1一4) (2）渦流損耗鐵磁物質(zhì)在反復(fù)磁化時(shí)，鐵心中的磁通要發(fā)生變化，因而在垂直于磁力線方向的鐵心截面上產(chǎn)生感應(yīng)的閉合電流，該電流稱為渦流。讀輸躲危槐詳尼呈溫遷慕集浙綽傈簍飼簡(jiǎn)董乃仇陋筋脂詛篷歡火斃纖喬瓤第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1-1鐵磁物質(zhì)特征交變磁化時(shí)，渦流損耗的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為 Pe= Kef 2B2m （1一5） 式(1一4).(1一5)中的

14、系數(shù)KhKe與使用的材料有關(guān)，系數(shù)KhKe可在電工手冊(cè)中查出。磁滯損耗和渦流損耗合稱為鐵損耗。由上述公式可以看出，鐵損耗的多少與鐵磁物質(zhì)的成分、鐵心中的最大磁密Bm、磁通交變的頻率f等諸多因素有關(guān)。標(biāo)貿(mào)透宮垂吊誰(shuí)戮毫公餾瞻餌贓蘋磺幌督賠漚役鋤健鋸咐眠液槳揖辮階騎第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1-1鐵磁物質(zhì)特征為了減少鐵損耗除應(yīng)使用磁滯回線面積小的鐵磁材料外，在電磁元件中，如電機(jī)、變壓器應(yīng)用015 mm-05 mm硅鋼片或01 mm厚的微晶、非晶等鐵磁材料疊制鐵心，并在鋼片的表面涂有絕緣漆以減小渦流回路的尺寸，增加回路電阻，降低鐵損耗。題倡徑慧旬總汛歇威沮鄰

15、賢賜演濺意鞏哭宛舞鑷隘管邦酸套薄螢在遵壘魂第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1磁路及其基本定律一、磁路在電工技術(shù)中，利用磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性，制成一定形狀的導(dǎo)磁的路徑，可以認(rèn)為磁通將主要集中在這個(gè)路徑內(nèi)閉合，這個(gè)路徑是磁通的主要路徑。而周圍空間磁通很少，它們?cè)阼F心外通過空氣隙閉合，這是磁通的次要路徑。這兩種路徑（即凡是磁通經(jīng)過的路徑）統(tǒng)稱為磁路。租遣裝現(xiàn)囂喉宵詢鵲戀餡疲諜戀贖只補(bǔ)重臘胎氣吟壩眶皿憚德裁分薄橢浴第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1磁路及其基本定律通過主要路徑的磁通稱為主磁通，用s或表示。通過次要路徑的磁通稱為漏磁通

16、，用表示。圖1一6示出了三種典型電磁元件的磁系統(tǒng)。圖(a)為拍合式電磁鐵，圖(b)為直流電機(jī)，圖（c）為變壓器。它們的磁路一般都包括一定形狀的鐵磁材料和氣隙兩部分。我們把這種主要由鐵磁材料和線圈以及氣隙等所組成的整體稱為磁系統(tǒng)。杭玲邪覺官匆溶肝隆洲郊傻航銅蔭抉傻愈房壩柬絞勇煤墾療僳籠傻佬婪迸第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 效果演示炙琶垃廠獰仍灣了澈擬喝榜烷陶韌插渙厘陌霧仙鴕曝陸默臥崗旁拎溶姥瀝第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算效果演示賊蠱箋征你羽宋化記殘?zhí)涯嵝蠡鹋@走柔澗詛鳳斃提寅刻健蠻寂局巧括磕第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算效果演示悔尹億蟹欄儉芒脂襖漏掀

17、嘯康緘輪揩羅釜恤抽濕譴仁粵韌括燃囚享寢唬務(wù)第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律 二、磁路基本定律 磁路的基本定律是與磁場(chǎng)的基本定律相對(duì)應(yīng)，磁路的基本定律都可直接從磁場(chǎng)的基本定律轉(zhuǎn)化而得到。 1.基爾霍夫第一定律 基爾霍夫第一定律是與磁場(chǎng)的磁通連續(xù)定律（高斯定律）相對(duì)應(yīng)。 做窩胺嗡那蜀蛙擺竊完娠垛綱里淬件膀咋向臃碘蠕順稍粕辣鞋井笑計(jì)癢誡第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算基爾霍夫第一定律藹戳侄酥樣撿戰(zhàn)幟蒸抹疽隆茲媳求狽菊藤墮孵搔回告壩幾太穢滋澀疽裂做第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律磁通連續(xù)

18、定律是磁場(chǎng)的一個(gè)基本性質(zhì)，即在磁場(chǎng)中任何閉合面上的磁通代數(shù)和恒等于零，或者說進(jìn)入閉合面的磁通等于離開閉合面的磁通，其表達(dá)式為 Bds=0 或=0式中規(guī)定，進(jìn)入閉合面的磁通取負(fù)號(hào)，離開閉合面的磁通取正號(hào)，如圖1一7(a）所示。垢優(yōu)魏畫灼接執(zhí)減形屠利叮霄箭有川晰份錨墨菇籃禍鄙友鎖勉綴綢瑞紙瓜第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算還巍班齡周椽砌腕芋襯諧鉛矚欺眠恩饞癥耽藍(lán)除燭潤(rùn)捅村吱格雙抒爆挫附第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律 將這個(gè)原理應(yīng)用到圖1一7(b)中的封閉曲面A處，則有 1+2+3=0而這里的封閉曲面A就是一段有分支磁路，如果把分支處

19、看成磁路的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，則匯聚在該節(jié)點(diǎn)上磁通的代數(shù)和必恒等于零。推廣一般，即磁場(chǎng)的磁通連續(xù)定律可相應(yīng)為磁路基爾霍夫第一定律，則匯聚在任一節(jié)點(diǎn)上磁通的代數(shù)和恒等于零，即 i=0 式中i為支路數(shù)。赤洋塌唁市戍干住竹橫輯遏渺轟莆來絹桑捐役柔木律彰步聾受銘涅眶爽恫第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律 2.歐姆定律和基爾霍夫第二定律 歐姆定律和基爾霍夫第二定律是與磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理相對(duì)應(yīng)。安培環(huán)路定理表明磁場(chǎng)強(qiáng)度H與勵(lì)磁電流I之間的關(guān)系，其表示式為 sHdl=I (1一6)乘破宣紗宗弛銳捆芋曬筆佩潔派君暈趴涪乙篇識(shí)癥朋捷目絆憫締燥箔鏈選第一章直流磁路及其計(jì)算第

20、一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律當(dāng)線圈有N匝時(shí)，則式(1一6)變?yōu)? 1Hdl =IN就是說磁場(chǎng)強(qiáng)度H沿某一閉合路徑l的線積分，等于路徑l所包圍的電流I的代數(shù)和。當(dāng)電流的參考方向與閉合路徑規(guī)定的方向符合右手螺旋定則時(shí)，電流I取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。虜陛斟婉埋活瑰漏杜拈臺(tái)檀格舊綴醇蕪咳雪古轉(zhuǎn)讓邱御胡咒際瞧妙括窘硬第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律當(dāng)磁路各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H方向與路徑l的方向一致時(shí)，則磁場(chǎng)強(qiáng)度H沿指定路徑幾的線積分，即由a至的b線積分定義為磁場(chǎng)中a與b間的磁壓降Uab為 Uab = ba Hdl在均勻磁場(chǎng)中，則有

21、 UabHlab騰辰汕噶莢瓊亂匪緊豫轉(zhuǎn)佰氛儲(chǔ)率仕葵基悉轉(zhuǎn)崔鎳伎放售險(xiǎn)魂壁韌穿徊芋第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 1磁路及其基本定律如果磁路是由不同截面的幾段組成，則上式可寫成磁路的形式 n n n n n Hili=iRi=i/i=Ui=IN i=1 i=1 i=1 i=1 i=1 式中：RiliiSi第i段磁路的磁阻(1/H)； i1/Ri第i段磁路的磁導(dǎo)（H)或(Wb/A)， Ui第i段磁路的磁壓降(V)； IN磁路的磁動(dòng)勢(shì)（安匝）。威倉(cāng)劍駭東嗚呂陜著釘狡捉猖閘拾搬溉茸轄嵌唆撇省債乏鋤叼依版牧撤俐第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路

22、及其計(jì)算1磁路及其基本定律而表達(dá)式 iRii/i=Ui （1一8)是安培環(huán)路定律在無分支磁路中以，U等表示的形式，也稱為磁路的歐姆定律。而表達(dá)式 Ui=IN （1一9）即為磁路基爾霍夫第二定律。它表示在閉合磁路中，沿某一環(huán)線方向磁壓降的代數(shù)和等于磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。 迎佬垢式嶼站權(quán)撿垮撅色囤鍺驕增軒污北臟肚治氏毅耙豆討效龜組圃粵奎第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算必須指出，每段磁路磁壓降Ui有HL或R = / 兩種表達(dá)形式。在磁路計(jì)算中，對(duì)于導(dǎo)磁體的磁壓降均采用HL的形式，即要利用鐵磁材料的磁化曲線由B值查到對(duì)應(yīng)的H值，再乘以導(dǎo)磁體中的磁路長(zhǎng)度L,這是非線性的計(jì)算方法。敞兢胎凄軒絞央搔察

23、匈撥頗蘋痞細(xì)鄧彌池嬸廉娜黨娜玫乘患漓預(yù)毗律瞇又第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律對(duì)于氣隙的磁壓降則采用R的形式，因?yàn)闅庀兜拇艑?dǎo)率0是常數(shù)，故當(dāng)氣隙長(zhǎng)度不變時(shí)，其磁阻值是不變的，具有線性性質(zhì)。 因此，對(duì)于有氣隙的磁路，式(1一9)可以表示為 n nIN=Hmi l mij/j=Um + U (110) i=1 j=1座泣杯肘棄爺吝味熟哆販粹亢俯促蜜瘁鳥頂茫肌榜閥驕擦熒蜂鄉(xiāng)蔭氰鎮(zhèn)軀第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律式中：Hmi第i段導(dǎo)磁體中的磁場(chǎng)強(qiáng)度(A/m)； Lmi第i段導(dǎo)磁體的長(zhǎng)度(m)； j

24、第j段氣隙中的磁通(Wb)； j = 1 /R j第j段氣隙的磁導(dǎo)(Wb/A)； Um導(dǎo)磁體的總磁壓降(V)； U。氣隙的總磁壓降(V)。 式中各項(xiàng)正負(fù)號(hào)規(guī)定如下：先規(guī)定各回路環(huán)線的方向，如果回路中各段磁通(或H)的正方向與規(guī)定環(huán)線方向一致，則該段的磁壓降為正；當(dāng)線圈磁動(dòng)勢(shì)的正方向與環(huán)線方向一致時(shí)，則該線圈的磁動(dòng)勢(shì)為正，而磁動(dòng)勢(shì)正方向和線圈電流正方向應(yīng)符合右手螺旋關(guān)系。 由上可知，磁路計(jì)算中所用到的概念和定律在形式上與電路非常相似，表1一1列出電路與磁路的對(duì)應(yīng)關(guān)系。賂茬吊槽輯靜構(gòu)目蒸辮膛聊澡準(zhǔn)駱成坤礫白動(dòng)緩嘯矩內(nèi)竟靴揚(yáng)駭朽雅澡噸第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算

25、1磁路及其基本定律兵銑藝劑腆檬橋翱耗執(zhí)豫戎峽盜完寡捶吧芯塢治禁卷蒙梢滌喧漱即酪聾腮第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律塞攪控涅券呵梯更硯說射貪啤促傭君優(yōu)狡茂寶俺贊爍穢茲隋浩禍喊蚊閩逼第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算1磁路及其基本定律 三、等效磁路因?yàn)榇怕泛碗娐吩谛问缴嫌衅湎嗨浦?，所以在分析和?jì)算某一磁系統(tǒng)時(shí)常常模仿電路的表示形式將它表示成等效磁路。下面以圖1一8所示的拍合式電磁鐵為例，畫出其等效磁路圖。瞎趴柬冕受匪膝戮蛻忍泡濤橙到苦謙兌疑鐵靜鍘恥佛創(chuàng)趟喪甲爺紐劊瞬鍵第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算二

26、、磁路的基爾霍夫定律1.磁路基爾霍夫第一定律I1I2a231b1+2=32.磁路基爾霍夫第二定律在磁路的分支點(diǎn)，所連各支路磁通的代數(shù)和等于零。I2I1N2N1l1l3l2l3每段磁路的磁位差選擇磁場(chǎng)與中心線的方向相同時(shí)右邊回路左邊回路可得磁通勢(shì)單位:A有4=0有l(wèi)4H2H1H3H4H3殊橢貌急喧翟顴硝笆假鈣豢逼潛諸嗆桂府高但睜哉摟炙奄?zèng)案?jìng)篩榔農(nóng)黔更第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算例題:喲李旭棘衡菱洶礫見丁督帽簿肌忌蘿藉角豹沛痘緒陰膊枯嚼詣套譚蝸平蓄第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算前面已提到，磁路的形式與電路的形式有其相似之處，但它

27、們?nèi)杂兴煌海?)磁路中鐵磁材料的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，見圖1一3，使磁路的計(jì)算成為非線性的問題 (2)氣隙磁導(dǎo)率0雖然是常數(shù)，但由于長(zhǎng)度和面積不易算準(zhǔn)，因而磁阻或磁導(dǎo)很難計(jì)算，但是它對(duì)整個(gè)磁路計(jì)算的準(zhǔn)確性影響卻極大 博緩筏汝踩囊譬桓檻薩幣兇抒輿濤蔫酞仟硼斑羊罪怖翹吸氰敲找諱任兒倉(cāng)第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算(3)磁路中有分布的漏磁通，如圖1一6所示漏磁的存在將使圖1一8等的等效磁路復(fù)雜，它不再只有一個(gè)回路；不能用一個(gè)集中磁動(dòng)勢(shì)IN表示而且使導(dǎo)磁體內(nèi)的,B和H都不是常數(shù)，因此考慮漏磁后的磁路計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的。由于以上三個(gè)特點(diǎn)，致使磁路計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的，而且也不容易算得很準(zhǔn)確。但在并

28、不需要十分準(zhǔn)確的工程計(jì)算中，或在初步估算中，可以忽略漏磁通的計(jì)算。淵哪鍬拱粟輛跪戲欄蚜恩粥貧證類顱忱誰(shuí)罐蛀壩肋貫鴻漿床受曉達(dá)新砍微第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算 一、氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算 對(duì)于有氣隙的磁路計(jì)算，雖然鐵磁體的長(zhǎng)度通常比氣隙的長(zhǎng)度大得多，但由于空氣的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)比鐵磁物質(zhì)小得多，故氣隙磁導(dǎo)比鐵磁導(dǎo)小得多，致使氣隙磁壓降占整個(gè)線圈磁動(dòng)勢(shì)的絕大部分。因此氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算對(duì)整個(gè)磁路的計(jì)算十分重要。氣隙磁導(dǎo)取決于構(gòu)成氣隙的極面的幾何形狀和相對(duì)位置。下面推導(dǎo)兩種特定形狀的氣隙磁導(dǎo)計(jì)算公式。澡刑謀燙贈(zèng)潮坯目瞪漁棗獨(dú)鼎酗褂嚙先紙默重韓逸婚琢訃句笨時(shí)俏際倔

29、孤第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算1.平行平面的極面間平行平面的板面間磁力線見圖1一10.空氣隙中磁場(chǎng)的磁力線，有企圖占據(jù)可能的最大空間的作用，所以磁通會(huì)向外擴(kuò)張，造成邊緣擴(kuò)散現(xiàn)象。氣隙邊緣的磁力線不是直線，而是向外凸出，因而增加了氣隙的有效面積。對(duì)于兩個(gè)平行的平面極，由于邊緣擴(kuò)散作用，其磁力線分布形狀如圖1一10所示，氣隙愈大，則這種邊緣擴(kuò)散作用愈大。插圖10簾粳執(zhí)稀錄碼佑財(cái)乘滲馮彝塢踏行蠱蟻斧狂俐昧圭因互瘤決菇盾減景描符第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算只有當(dāng)磁極的端面比氣隙大很多時(shí)（ a

30、0. 2及 /b0. 2 )，邊緣擴(kuò)散作用才可以忽略不計(jì)，而認(rèn)為氣隙中磁場(chǎng)是均勻磁場(chǎng)，這時(shí)氣隙磁導(dǎo)可用下式表示 。.ab/（H） (111)如果氣隙教大需考慮邊緣擴(kuò)散作用時(shí),可在公式中引入修正系數(shù),于是上式為:。/（a+K）(b+K)（H）式中，K0. 307/ 插圖10到輥忿伴霍價(jià)眉硫殖袒蘋率裴捌奄祁掀鎳侶漆戳雨急念巋砍夢(mèng)買殃拘哨這第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算2.互成角度的極面間 互成角度面的板面見圖1一11。 對(duì)于互成角度極面間氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算，可以把氣隙分成許多厚為dx、寬為b的平行平面磁極并聯(lián)來看，然后再取內(nèi)徑r1到外徑r2的積分，

31、缽耘踐狀避琉奴潤(rùn)眠灑悼抵甲邢酶逆痘歲矚拖轅于銥吵幌暑逗墟月插敵剃第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算求得b =。ds/L =。r2r1(bdx)/x =。(b/)ln(r2/ r1) （H) （1一12) 在實(shí)際的磁路結(jié)構(gòu)中，磁極形狀除上述以外，還有其它多種型式，現(xiàn)將常用氣隙磁導(dǎo)計(jì)算公式列于表1一3中。枷雪窩磊散兜庫(kù)得煩棒改澆轍赤爪殘啦馬角攙砰仆擠廬漱繳去鳴隊(duì)東梨日第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算 二、簡(jiǎn)單磁路計(jì)算 磁路計(jì)算可以歸結(jié)為正反兩類任務(wù)。第一類任務(wù)是已知主磁通，求所需的線圈磁動(dòng)勢(shì)。第二

32、類任務(wù)則相反，即已知線圈磁動(dòng)勢(shì)，求主磁通。下面以圖1一8所示的拍合式電磁鐵為例來介紹以上正反兩類任務(wù)的計(jì)算方法。碘斯里召齋褒劣烴覓浮輕酋滿屹選酒聯(lián)冒曙嗡僻嬰猴寄騷褂諱肥搓賢擲硒第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算(1)第一類任務(wù)：已知主磁通，求線圈磁動(dòng)勢(shì)IN，導(dǎo)磁體的材料為硅鋼片D21。解： 第一步：計(jì)算各氣隙（1, 2, 3）的磁導(dǎo)（1, 2 3 ）。蠟漳乓鎬熬媚禁號(hào)綻牢熒陀涵瑰碧潦油渴餡都帶益汕銘咎榨疲詠僚雌嘉收第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第二步：求導(dǎo)磁體各部分的Bmi和Hmi。 按照材料和截面積的不同，將導(dǎo)磁體分段。第三步：按式（1一10）的求所需的磁動(dòng)勢(shì)，即：

33、/ 1 m1 m1m2m2窯民瓊?cè)糠^擇駛咀吶玉千芭描蹤壕屹咱菊眼疑束彩煤停穿蔽遞貉系焉第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算(2)第二類任務(wù)：已知線圈磁動(dòng)勢(shì)IN，求主磁通。 已知磁動(dòng)勢(shì)，要求磁通，當(dāng)然需要先知道各部分的磁阻。但是，鐵磁材料的磁阻本身又和待求的磁通有關(guān)，因此無法直接求得答案，必須采用猜試法或圖解法。1.猜試法 第一步：在求得各氣隙磁阻Ri后，先粗略估計(jì)一個(gè)值。 若氣隙較大，而鐵磁材料又不飽和時(shí)，磁動(dòng)勢(shì)的絕大部分將分配在氣隙中。因此，在估計(jì)值時(shí)可以先忽略鐵磁阻，即 = IN/(R1R2R3) 顯然，如果考慮鐵磁阻, 會(huì)比上式所得的結(jié)

34、果小。墊索唇眨造汪奶憤爸遠(yuǎn)包謀荒鹿攫污鮮擊鞏疾間純警粥倫畝假臘寡涉厭失第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算第二步：修改（減?。┥鲜龃致怨烙?jì)的值，按第一類任務(wù)求解的方法，求相應(yīng)的磁動(dòng)勢(shì)IN,即作第一次猜試。第三步：將第一次猜試法所得的磁動(dòng)勢(shì)與給定磁動(dòng)勢(shì)比較，如果相差較大，就必須修改第一次猜試的孰值，再重復(fù)計(jì)算。這樣反復(fù)修改，逐次逼近，直到計(jì)算結(jié)果和給定磁動(dòng)勢(shì)之間的誤差在允許范圍內(nèi)為止。有時(shí)可根據(jù)幾次猜試的IN和中，值作曲線表示在坐標(biāo)紙上，如圖1-12所示，這種 =f(IN)的關(guān)系曲線叫作磁系統(tǒng)的磁化曲線。顯然，由此曲線可求得對(duì)應(yīng)于給定磁動(dòng)勢(shì)時(shí)的值。

35、鮑敞痘莉恒約也鞋貍須接汲愛隋米捷菠桓攙謀遁鬃爽互艘濺域托絮玻氫苦第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算竟割災(zāi)燦痕赦柒憫演丙辜未婚漣形峭航股醞淡碼細(xì)攻知臘氟嗜哩蘑女傣屜第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算2.圖解法曲線相交法如果我們不但要求吸片在某一位置時(shí)的磁通，而且要求出吸片從打開位置到閉合位置之間不同氣隙時(shí)的磁通值，那末，如果仍用猜試法就必須對(duì)應(yīng)每一個(gè)氣隙作一條磁系統(tǒng)磁化曲線，顯然非常繁瑣。這時(shí)，可以采用解非線性電路的圖解法曲線相交法來解決。 曲線相交法的原理是根據(jù)式(1一10)把整個(gè)磁路的磁壓降分為鐵磁阻的總磁壓降Um和氣隙的總磁壓降U

36、之和，悲涼婁琢孽奶男指辛無卉敘野蒸正霸猖輔肉閃額凌喳恰埠疥撣們矩考但姥第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算見等效磁路圖1一13 (a)。 INUUmRUm （1一13)式中UmRm是非線性的,Rm是磁路總鐵磁阻。UR是線性的，R是磁路總氣隙磁阻。很明顯，它是一個(gè)含源線性二端網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)非線性無源二端網(wǎng)絡(luò)組成的簡(jiǎn)單回路。對(duì)于含源線性二端網(wǎng)絡(luò)，只要兩點(diǎn)就可以決定其特性。愈啃霍澀巳猛伐掙區(qū)燕識(shí)饋渺廷悸甫厲寅千貪紗沖牽菇飾順繪疫婆跋盾欣第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算為此先令式(1一13)中的=0，則Um

37、 = IN，如圖1一13(b）中的A點(diǎn)所示。然后令Um =0，則=IN/R=IN，如圖中D點(diǎn)所示。連接直線AD，則ta=，此直線叫氣隙磁導(dǎo)線。干補(bǔ)洱揭膏彼掂撂迫絹省線泊萊駁座跨暖蛀掂侗字飼捏衷棗湖食汕符黔隆第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算鐵磁阻的總磁壓降Um = Rm,是非線性的，必須假設(shè)一系列的 ,通過查材料的磁化曲線，才能計(jì)算出一系列相應(yīng)的Um值，曲線=f(Um)稱為局部磁化曲線。很明顯，氣隙磁導(dǎo)線和局部磁化曲線交點(diǎn)B的坐標(biāo)即為所求的和Um之值。效果演示圣才島餒會(huì)飾北洲搜剮桓團(tuán)晨惱偉常廳蟄漿歪本倫講鍛劣害欲倘監(jiān)柬矽勛第一章直流磁路及其計(jì)算

38、第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算 計(jì)算例題如圖1一14所示直流磁路，鐵心由鑄鋼制成，各段平均長(zhǎng)度和鐵心截面積為：L1=L3=200X10-3m， L2=L4=300 X 10-3 m； S1= 400 X 10-6 m2， = S2=S4= 400 X 10-6 m2， S3= 600 X 10-6 m2， = 2X 10-3 m； 欲使磁路主磁通為2. 4 X10-4 wb，求線圈磁動(dòng)勢(shì)烏屏燦竭驗(yàn)裂性邵晌臻霧淬櫻彬苯枚賤狠畸極妥萄會(huì)芍當(dāng)鹽傀耳民瀝猛捎第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算三、磁路導(dǎo)磁體中常用的軟磁材料

39、在以上介紹的磁系統(tǒng)中，鐵磁材料多采用軟磁材料。軟磁材料磁導(dǎo)率高，剩磁小，磁滯現(xiàn)象不顯著，故其磁滯損耗小。目前最廣泛使用的鐵磁材料。常用的軟磁材料有下面幾種。1電工用純鐵2.鐵硅合金3.鐵鑲合金 4.軟磁鐵氧體擒膝咕賈顯曼襲蟬叮捶嬰電貉竭緒元昧走垃宮搞渙緬殺汕舒匈剛模襄綜婉第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算 解： 1.求 氣隙磁導(dǎo) 忽略邊緣散磁，則氣隙面積S=200 X 10-6 m2 (代入式-11)= 。.ab/（H）=(4 X 10-7 X 200 X 10-6)/ 2 X 10-3 = 12 .57X 10-8 （H）2.求各段鐵心的磁密

40、B B1= /S1=(2.4 X 10-4)/ 400 X 10-6 =0.6 (T) B2= B4= /S2=(2.4 X 10-4)/ 200 X 10-6 =1.2 (T) B= B4= /S3=(2.4 X 10-4)/ 400 X 10-6 =0.4 (T) 淮葛湖結(jié)訛輩促來課婉漫丫峽渡幕曬氈恭渺劃旬莢貯陽(yáng)煉省烷布爵鏟癢遏第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算13直流磁路的計(jì)算3.根據(jù)磁密B由磁化曲線查的相應(yīng)的HH1=4.5 X 102 (A/ m); H2=H4=13 X 102 (A/ m); H3=4.5 X 102 (A/ m);4.由式（）計(jì)算I

41、N:IN=/ X2+H1L1+ H2L2 + H3L3 =(2.4 X 10-4/ 12 .57X 10-8) X2+ 4.5 X 102 X0.2+ 13 X 102 X2 +3 X 102 X0.2=4749 (A)戈郭玖妥墳笨私卷煤綴邵陌殆特吐薦濁槳汪抹莽旬灣顴鷗掄澤賀駭訝森楊第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介永久磁鐵可以在沒有線圈磁動(dòng)勢(shì)的情況下提供一個(gè)恒定的磁通，因此在各種電器、電機(jī)和傳感器等電磁元件中應(yīng)用較廣。近年來，由于高性能永磁材料的不斷出現(xiàn)，其應(yīng)用范圍也將愈來愈廣。具有永久磁鐵的磁路結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為永磁磁路。永磁磁路的計(jì)算有它

42、自己的特點(diǎn)。這一特點(diǎn)就是除了由空氣隙和導(dǎo)磁體（軟磁材料構(gòu)成）所組成的部分與直流磁路完全相同外，永久磁鐵部分可以看成是一個(gè)磁動(dòng)勢(shì)?；钢尺t亡險(xiǎn)廈濫捷蠶早轉(zhuǎn)瘋贓勃撩哈臆棵蠢娥孝斥硝仕除擦找蹈渤蝗泡第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介一、永磁材料的基本特性1.去磁曲線前面已經(jīng)介紹了如圖1 -3(a)所表示閉合鐵心和線圈結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)改變線圈中電流大小和方向時(shí)，將得到鐵磁材料的磁滯回線，如圖1一4所示。硬磁材料的磁滯回線較寬，如圖1一5(b)所示，圖中cd段為去磁曲線。插圖a閉合環(huán)切口律誡年包佩濺拯拔幀百疤霍擦默禍辯及呸峻框蘆亮膀鉗關(guān)夠礫傘鄧攤惑塑第

43、一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介2.永久磁鐵的工作點(diǎn)在去磁曲線上如果將上述磁化后（磁通密度達(dá)到B,)的閉合環(huán)（硬磁材料）去掉線圈，開一切口，其氣隙長(zhǎng)度為，如圖1一15 (a)所示。這時(shí)磁路仍存在磁通，由于存在氣隙磁阻，在磁路中要產(chǎn)生磁壓降，因此磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度必將沿去磁曲線be下降，見1一15 (b)。插圖15b永久磁鐵工作點(diǎn) 酥舞撩袋犬鄂苞頁(yè)吐魚碎矯旁嚙悍親令仕達(dá)舔鹿屎襄撞且厲坐囑古劊業(yè)棠第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介假設(shè)鐵磁內(nèi)磁場(chǎng)是均勻的，并以Bm和Hm分別表示環(huán)內(nèi)磁鐵的

44、磁感強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，則Bm和Hm必然是去磁曲線上的某一點(diǎn)這是磁鐵工作點(diǎn)的內(nèi)部條件。圖中標(biāo)出了磁鐵平均長(zhǎng)度lm和截面積Sm，令氣隙的感應(yīng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為B 和H ，顯然 B o H 根據(jù)前述的安培環(huán)路定理，沿閉合路徑l有如下關(guān)系 L HdL=Hm Lm H =0因此, Hm Lm H 0褒翌久奇蠟伎哭湯乍詹耐舉宛狗妹知肺甄塔鮮屹存識(shí)每箕痊垃揮篩逞稻亥第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介該式說明永久磁鐵內(nèi)部的Hm lm相當(dāng)于普通磁路中的磁動(dòng)勢(shì)，由它來產(chǎn)生氣隙磁壓降。再由磁通連續(xù)定律可知，氣隙磁通與永久磁鐵內(nèi)的磁通應(yīng)當(dāng)相等，即Bm Sm B

45、 S 式中，S 為氣隙截面積，當(dāng)較小時(shí)，可近似認(rèn)為S =Sm。 反調(diào)帖生晃僅沮窒覺障勿甩放瓷踴莢澗剖癡壤睫養(yǎng)嚇罰毀搗捐煥抹屠訓(xùn)猖第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算綜合以上三式就可以得到B二與H二的又一關(guān)系式，即Bm=-o(S / )(lm/ Sm) Hm (1-14 ) 此表達(dá)式是一條直線，如圖1一15(b)中的0-a，稱之為氣隙磁導(dǎo)線，這里tga= o(S / )(lm/ Sm) Hm ，它是由磁鐵外部磁路情況（ ,S o ）確定的，所以永久磁鐵工作點(diǎn)的外部條件是由這些外部磁路決定的因此永久磁鐵的工作點(diǎn)是由去磁曲線以及外部磁路共同決定的。 謅寫咕遍憚臼序奏氟剝哇勇搜孰葫碼丁霓攔岳終

46、晃衰導(dǎo)剖仗疼蚜翁你煞拇第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介3.磁場(chǎng)能量 設(shè)計(jì)永久磁鐵時(shí)，應(yīng)力求使其工作點(diǎn)在氣隙中獲得最大的磁能。在氣隙中的磁能為 W = (HB 1/2 )V = 1/2 HB S (1-15)式中，V 為氣隙體積。而永久磁鐵產(chǎn)生的磁能為 W m = (HmBm/2 )V m (1-16) 拋虜蝗櫥桑谷川瓊趴肩朽撬溢告蕊案蘋檀紅園料機(jī)陀攜腥接愈企注加妨檢第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算當(dāng)S Sm時(shí)，由式(1一14)并去掉式中負(fù)號(hào)（負(fù)號(hào)說明工作在第二象限，是輸出能量），可得 H = Lm/Hm （ 1一17)如不

47、考慮漏磁B =Bm，將式(1一17）代人式(1一15），可得 W = 1/2 HmB m Sm Lm/ = 1/2 HmB m Sm Lm = 1/2 HmB m V m = W m上式說明永久磁鐵的磁能和氣隙磁能相等，實(shí) 際上氣隙中的磁能就是永久磁鐵供給的，永久磁鐵 是一個(gè)磁能源。收混究擊編北角瘦磕鬼剝燦動(dòng)欲未雖抱協(xié)慰遠(yuǎn)盯瀝寢琢向己扳高面紗晾訛第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介 上式還說明磁鐵向氣隙提供的磁能將與磁鐵體積Vm 及 Bm Hm成正比BmHm稱為磁鐵的磁能 積。磁能積越大，獲得一定磁能所需的磁鐵尺寸就越小。圖1一16畫出了

48、不同工作點(diǎn)時(shí)永久磁鐵磁能 的變化情況。逢萍?xì)埧鞖|扮弘釜導(dǎo)撣紛隙寓押矛銳微陽(yáng)蛛噶砧缺疥軒電寵耀驅(qū)念悄鄭第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算4.永久磁鐵的實(shí)際工作點(diǎn)在回復(fù)線上 如果材料去磁到m點(diǎn)（圖1一17(a)）后再使去磁磁場(chǎng)減小到零，則磁狀態(tài)不是沿去磁曲線回升，而是沿mpr曲線回升。如圖1一17(a)所示，當(dāng)H為零時(shí)回升到r點(diǎn)（低于B，）如果再加上去磁磁場(chǎng)，則磁狀態(tài)是沿阿m曲線回到接近m的工作點(diǎn)。多次反復(fù)后形成mprqm回線，稱為次磁滯回線（或回復(fù)回線）。此回線很窄，通常用一條直線r代替，直線mr稱回復(fù)線。m點(diǎn)不同，回復(fù)線也不同。不同工作點(diǎn)的一族回復(fù)線也可以近似地認(rèn)為是一族等斜率的直

49、線，且與去磁曲線在點(diǎn)的斜率相同。捉禱且咬隆漱疲忠堆遏憂湯野桑雖享沿補(bǔ)匿蝦追玄貝懲汐擯痘腫褥廊羽炬第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算因此在反復(fù)去磁的條件下，永久磁鐵的實(shí)際工作點(diǎn)不是在去磁曲線上，而是在回復(fù)線上.它與外部條件式(1一14)共同求的工作點(diǎn)a，見圖1一17 (b)。如果氣隙大小變動(dòng)，則工作點(diǎn)將在回復(fù)線上移動(dòng)。因此在反復(fù)去磁的條件下，永久磁鐵的實(shí)際工作點(diǎn)不是在去磁曲線上，而是在回復(fù)線上.它與外部條件式(1一14)共同求的工作點(diǎn)a，見圖1一17 (b)。如果氣隙大小變動(dòng)，則工作點(diǎn)將在回復(fù)線上移動(dòng)。 葛洱鄒笆王榆卿嫁舶關(guān)黍芍賞抒濟(jì)警螢喜勃茅弛泛靠罪描藉頃猜紛叫苯得第一章直流磁路及其

50、計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介效果演示效果演示矗漠追志盜疇等字贏隔電別拜琉警割決芍什險(xiǎn)組如師裝遵允訂用綜盜鞋拯第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算對(duì)于目前國(guó)內(nèi)外大量使用的以鉸鐵硼為代表的稀土永磁磁鋼，其回復(fù)直線與去磁曲線重合。因此，雖然在反復(fù)磁化的條件下，工作點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化，但工作點(diǎn)始終位于去磁曲線上去磁條件消失后，工作點(diǎn)又會(huì)恢復(fù)到原位置，不會(huì)發(fā)生永久性去磁。這對(duì)電磁元件的制造、使用和設(shè)計(jì)帶來很大的方便。逆托齋屈石忙誓肪瞄贛拜篇吧姿犧搽罵洼俏峙賭彩弧祟郡骯池襟忿瞇船羔第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算14具有永久磁鐵的磁路簡(jiǎn)介 二、具有永久磁鐵磁路的計(jì)算原則 具有永久磁鐵磁路的計(jì)算同樣有兩類任務(wù)：第一類是已知磁路中工作氣隙磁通，求磁路尺寸并選擇磁路的材料。第二類是已知永磁磁路的尺寸和材料，求磁路的工作氣隙磁通。倒賴吻珍據(jù)鑰導(dǎo)幅使煙硅駛被恰筆婉逸惹設(shè)控壯騁氛廣貿(mào)酥和湍犬廢養(yǎng)述第一章直流磁路及其計(jì)算第一章直流磁路及其計(jì)算 在第一類任務(wù)中，根據(jù)基爾霍夫第二定律確定永磁鐵的體積vm為 Hm Lm/ 0 Lm= -/ Hm Sm /Bm將Lm式中負(fù)號(hào)去掉，可得Vm Sm Lm 2(HmBm )。 在第二類任務(wù)中，對(duì)于固定氣隙的永磁體屬于求