電機(jī)學(xué) 第1章-導(dǎo)論課件

1、電機(jī)學(xué)內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院主講教師：孫建英E-mail: 電機(jī)學(xué)課程特點(diǎn)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課既帶基礎(chǔ)性又帶專業(yè)性的課程既有較強(qiáng)的理論性又有較強(qiáng)的實(shí)踐性 先修課程高等數(shù)學(xué)電路原理物理電機(jī)學(xué)學(xué)習(xí)方法為了學(xué)好本門(mén)課程，必須做到以下幾點(diǎn)：抓主要矛盾，有條件地略去一些次要因素；抓住重點(diǎn)，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性；要有良好的學(xué)習(xí)方法，運(yùn)用對(duì)比或比較的方法，分析電機(jī)的共性和特點(diǎn)，加深對(duì)原理和性能的理解；理論聯(lián)系實(shí)際，重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐；充分預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。 怎樣學(xué)好電機(jī)學(xué)1、認(rèn)真聽(tīng)課2、精讀教材3、熟練掌握基本電磁規(guī)律4、掌握各物理量及其參數(shù)之間的關(guān)系5、物理意義、適用范圍、主要因素、公式6、習(xí)

2、題和實(shí)驗(yàn)是學(xué)好電機(jī)學(xué)的重要保證實(shí)驗(yàn)臺(tái) 參考教材電機(jī)學(xué) 辜承林 華中科技大學(xué)出版社電機(jī)學(xué)第三版 許實(shí)章 機(jī)械工業(yè)出版社電機(jī)學(xué) 湯蘊(yùn)璆 機(jī)械工業(yè)出版社電機(jī)學(xué) 胡虔生 中國(guó)電力出版社 課程要求1、認(rèn)真聽(tīng)課 2、獨(dú)立完成作業(yè) 學(xué)時(shí)安排1、平時(shí)成績(jī)30%（出勤+作業(yè)）2、期末考試成績(jī)70% 考核方式1、理論講授72學(xué)時(shí)2、實(shí)驗(yàn)單獨(dú)開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)網(wǎng)站/dj/index.html（西安交通大學(xué)）8/2005/c1/zcr-1.htm（華中科技大學(xué)）第一章 導(dǎo) 論重點(diǎn)內(nèi)容：1.了解電機(jī)的作用與電機(jī)學(xué)的任務(wù)2.掌握基本電磁定律3.掌握鐵磁材料的磁化特性1.1 概 述1.1.1 電機(jī)的定義廣義：電機(jī)泛指所有實(shí)施電能

3、生產(chǎn)、傳輸、使用和電能特性變換的機(jī)械或裝置。然而，由于生產(chǎn)、傳輸、使用電能和實(shí)施電能特性變換的方式很多，原理各異。作為電類相關(guān)學(xué)科，特別是電氣工程學(xué)科的主要技術(shù)基礎(chǔ)課，電機(jī)學(xué)的主要研究范疇僅限于那些依據(jù)電磁感應(yīng)定律和電磁力定律實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳遞與轉(zhuǎn)換的裝置。依此定義，嚴(yán)格地說(shuō)，這類裝置的全稱應(yīng)該是電磁式電機(jī)，但習(xí)慣上已將之簡(jiǎn)稱為電機(jī)。1.1.2 電機(jī)的主要類型電機(jī)的種類很多，分類方法也很多。如按運(yùn)動(dòng)方式分，靜止的有變壓器，運(yùn)動(dòng)的有直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。電機(jī)變壓器旋轉(zhuǎn)電機(jī)直流電機(jī)交流電機(jī)同步電機(jī)異步電機(jī)1.1.4 電機(jī)的作用 能源系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備 電能電機(jī) 發(fā)電輸電用電 各領(lǐng)域中有特殊要求的

4、動(dòng)力裝置1.發(fā)電環(huán)節(jié)各種電機(jī)我國(guó)消化引進(jìn)技術(shù)制造的600MW汽輪發(fā)電機(jī) 現(xiàn)場(chǎng)安裝的國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)國(guó)產(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機(jī)定子秦山核電站20kV/500kV(220kV) 500kV(220kV)/110kV 110kV/35kV 35kV/10kV 10kV/380V 為了把發(fā)電廠發(fā)出的電力輸送到四面八方的用戶，需要將發(fā)電機(jī)輸出的 20 kV 左右的電壓升高。在我國(guó)，一般升高到220kV或500kV。為了輸送一定大小的功率、采用高電壓。2.輸配電環(huán)節(jié)變壓器連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)的封閉母線 與電網(wǎng)相連的高壓出線端3.用電環(huán)節(jié)電動(dòng)機(jī)1）各行業(yè)廣泛使用電動(dòng)機(jī)（能耗60%）4

5、.在高新技術(shù)領(lǐng)域的新應(yīng)用 信息技術(shù)（雷達(dá)驅(qū)動(dòng)） 航天航空航海 生物醫(yī)學(xué)工程（多種醫(yī)療設(shè)備） 。1.2 電機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史1833年 直流電機(jī)；1885年 異步電動(dòng)機(jī)1889年 三相系統(tǒng)1.歷程 至今保留在美國(guó)麻省理工學(xué)院的由愛(ài)迪生發(fā)明的一種直流電動(dòng)機(jī)1.2.1 直流電機(jī)的產(chǎn)生和形成1、法拉第發(fā)現(xiàn)的載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的現(xiàn)象，導(dǎo) 致了直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)明。2、電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了直流發(fā)電機(jī)的發(fā)明， 并逐漸認(rèn)識(shí)到電機(jī)的可逆性。3、從最初的環(huán)形繞組到鼓形繞組的提出，提高了導(dǎo) 線的利用率，導(dǎo)線放入鐵芯的槽內(nèi)，減小了銅線 內(nèi)部的渦流損耗。電流勵(lì)磁、自勵(lì)。4、疊片鐵芯的提出減小了鐵芯損耗。5、換向極和補(bǔ)償繞組的

6、提出，以及用碳制作的電 刷，減小了火花的問(wèn)題，提高了電機(jī)容量。6、直流電樞繞組理論的建立，使得直流電機(jī)的設(shè)計(jì) 和分析更為科學(xué)。 2.2.2 交流電機(jī)的形成和發(fā)展1、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)明與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的研究密切相 關(guān)。2、三相制的提出，使得電能的傳輸、利用得到極大 的便利，三相電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，得到 大量應(yīng)用。3、相應(yīng)三相交流發(fā)電機(jī)的發(fā)明解決了電力電能大量 生產(chǎn)的問(wèn)題。4、三相及單相變壓器的發(fā)明，解決了電能的遠(yuǎn)距離 經(jīng)濟(jì)傳輸及分配問(wèn)題。5、理論方面：復(fù)數(shù)及相量用來(lái)分析交流電路，圖解 分析法，雙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論，交軸磁場(chǎng)理論，雙反 應(yīng)理論等的建立基本完善了電機(jī)的分析方法。2.2.3 電機(jī)理論和設(shè)計(jì)

7、、制造技術(shù)的逐步完善 在20世紀(jì)由于對(duì)電機(jī)內(nèi)部的電磁過(guò)程、發(fā)熱過(guò)程及其它物理過(guò)程的深入研究，加上材料和冷卻技術(shù)的不斷改進(jìn)，交直流電機(jī)的單機(jī)容量、功率密度和材料的利用率都有顯著提高，性能也有顯著改進(jìn)，并日趨完善。 促使單機(jī)重量減輕和尺寸減小的主要因素有三個(gè)方面：1、設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步和完善 （計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)優(yōu)化）2、結(jié)構(gòu)和工藝的不斷改進(jìn)（成型線圈、轉(zhuǎn)子鑄鋁）3、新型材料的發(fā)展和應(yīng)用（冷軋硅鋼片、釹鐵硼永磁、聚酯薄膜）2.我國(guó)目前實(shí)際應(yīng)用情況 汽輪發(fā)電機(jī)：消化引進(jìn)，設(shè)計(jì)600MW 700MW水輪發(fā)電機(jī), 三峽電站 500kV輸電線路以及相應(yīng)的變壓器 500kV直流輸電，西電東送運(yùn)行中 400MW燃?xì)廨?/p>

8、機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組 引進(jìn)建設(shè) 600MW核電機(jī)組 各種電動(dòng)汽車3.當(dāng)前研究、開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新（1）國(guó)內(nèi)外與電機(jī)相關(guān)的研究領(lǐng)域 精確模型研究 新能源技術(shù)（風(fēng)力發(fā)電，波浪發(fā)電，高速 “電、熱、 冷”三聯(lián)供機(jī)組） 機(jī)電一體化(電機(jī)、電力電子與微電子結(jié)合) 特殊新用途（電磁發(fā)射，納米電機(jī)） 新能源技術(shù)風(fēng)力發(fā)電波浪發(fā)電波浪能電站外景 波浪能電站內(nèi)景 新能源技術(shù) 機(jī)電一體化如果用正在發(fā)展的新型永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)代替普通電動(dòng)機(jī),效果如下：電冰箱：1000萬(wàn)臺(tái)/年，電量少15%洗衣機(jī)：1100萬(wàn)臺(tái)，噪音降低10分貝，節(jié) 省電能50%，節(jié)水20%永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)外形圖 特殊新用途（電磁發(fā)射，納米電機(jī)） 電磁發(fā)射技術(shù)的發(fā)

9、展及其軍事應(yīng)用超微電機(jī)與微型機(jī)器人技術(shù)人工心臟技術(shù)(2)電機(jī)領(lǐng)域我國(guó)正在研究的項(xiàng)目舉例 航天超聲波電機(jī) 高速發(fā)電的發(fā)電機(jī) 人工肌肉直線電機(jī) 超導(dǎo)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)故障診斷 艦船驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī) 智能型電力電子變壓器1. 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度，它是表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，是表征磁場(chǎng)特性的基本場(chǎng)量。其大小是通過(guò)垂直于磁場(chǎng)方向單位面積的磁力線數(shù)目，符號(hào)為B，大小表示磁力線的疏密程度。 磁感應(yīng)強(qiáng)度B是一個(gè)矢量，在國(guó)際單位制(SI)中的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)為T(mén)。 磁場(chǎng)的幾個(gè)基本物理量2. 磁通 在磁場(chǎng)中，穿過(guò)任一面積的磁力線總量稱為該截面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通，符號(hào)為。 均勻磁場(chǎng)中，磁通等

10、于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積A的乘積。 磁通是一個(gè)標(biāo)量，它的單位在SI制中為韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)為Wb。 均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度可以表示為單位面積上的磁通： 所以磁感應(yīng)強(qiáng)度也稱為磁通密度。3.磁導(dǎo)率 磁導(dǎo)率是表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的參數(shù)，用符號(hào)表示，單位是亨/米（H/m）。 真空中的磁導(dǎo)率一般用0表示。 空氣、銅、鋁和絕緣材料等非鐵磁材料的磁導(dǎo)率和真空磁導(dǎo)率大致相同。而鐵、鎳、鈷等鐵磁材料及其合金的磁導(dǎo)率比真空磁導(dǎo)率0大很多，為10-105倍。 把物質(zhì)磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率的比值定義為相對(duì)磁導(dǎo)率，用符號(hào)r表示，則鐵磁材料的磁導(dǎo)率可表示為： 相對(duì)磁導(dǎo)率是一個(gè)無(wú)量綱的參數(shù)。非鐵磁物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率r接近

11、于1，而鐵磁物質(zhì)r的遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1。4.磁場(chǎng)強(qiáng)度 在各向同性的媒質(zhì)中，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)磁導(dǎo)率的比值定義為該點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，用符號(hào)H表示，即： 磁場(chǎng)強(qiáng)度只與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流及電流的分布有關(guān)，與磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率無(wú)關(guān)，單位為安/米（A/m）。注意：磁場(chǎng)強(qiáng)度概念的引入只是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，沒(méi)有物理意義。1.3 電機(jī)中的基本電磁定律1.3.1 全電流定律也稱安培環(huán)路定律，沿空間任意條閉合回路，磁場(chǎng)強(qiáng)度H的線積分等于該閉合回路所包圍的導(dǎo)體電流的代數(shù)和。電流是產(chǎn)生磁場(chǎng)的源。 i3l H dl i2 i1 注：若i與積分路徑l的方向符合右手螺旋關(guān)系， 取正號(hào)，否則取負(fù)號(hào) 。其中大拇指所指為i的方向，四指為l方向

12、。其中： H： 磁場(chǎng)強(qiáng)度，安/米(A/m) l和l，兩積分路徑結(jié)果相同：其中： F=Ni：磁路的磁動(dòng)勢(shì) HFelFe：鐵心上的磁壓降 H：氣隙上的磁壓降注：i 與 l 符合右手螺旋關(guān)系,電機(jī)學(xué)中習(xí)慣大拇指所指為 l 的方向，四指為多匝線圈中 i 方向。 當(dāng)氣隙長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于兩側(cè)的鐵心截面的邊長(zhǎng)時(shí)， 鐵心和氣隙中為均勻磁場(chǎng)，則 帶氣隙的鐵心磁路 螺管線圈 設(shè)有向回路 l 與圓環(huán)的中心圓重合，則沿著回線 l 磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 處處相等且其方向處處與回線切線方向相同（稱為均勻磁場(chǎng)），同時(shí)閉合回線所包圍的總電流由通有電流 i 的 N 匝線圈提供，則：HlNiNi：作用在磁路上的安匝數(shù)（磁路磁動(dòng)勢(shì)），單位A。

13、 注意： 1、電流的符號(hào)由右手螺旋法則確定；即當(dāng)電流方向與積分路徑方向呈右手螺旋關(guān)系時(shí)，該電流為正，反之為負(fù)。 2、積分與路徑無(wú)關(guān)，只與路徑內(nèi)包含的導(dǎo)體的電流的大小和方向有關(guān)； 3、該定律是電機(jī)和變壓器磁路計(jì)算的基礎(chǔ)。1.3.1 全電流定律電 流磁 場(chǎng)產(chǎn) 生電磁感應(yīng)感應(yīng)電流 1831年法拉第閉合回路變化實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生1.3.2 電磁感應(yīng)定律一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象R12Gm 當(dāng)回路 1中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路 2中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。B變化S變化變化

14、 當(dāng)通過(guò)一個(gè)閉合導(dǎo)體回路所包圍面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 結(jié)論這一現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。電流方向？二、楞次定律 (判斷感應(yīng)電流方向)感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果，反抗引起感應(yīng)電流的原因?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流阻礙產(chǎn)生磁通量變化感應(yīng)電流產(chǎn)生阻礙 楞次定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，總是使感應(yīng)電流的磁場(chǎng)通過(guò)回路的磁通量阻礙原磁通量的變化。判斷感應(yīng)電流的方向：1、判明原磁場(chǎng)的方向；3、按照楞次定律確定“感應(yīng)磁場(chǎng)”的方向； 4、按右手螺旋法則由“感應(yīng)磁場(chǎng)”的方向來(lái)確定感應(yīng)電流的方向。與反向；若，則與同向；若，則增反 減同2、確定原磁場(chǎng)磁通量的變化 通過(guò)閉合回路面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生

15、的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。線圈中的感應(yīng)電勢(shì)將傾向于阻止線圈中磁鏈的變化。三、電磁感應(yīng)定律圖1-2 電磁感應(yīng)定律正電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生正電流電流正方向正電流產(chǎn)生正磁通 電流方向與磁通方向符合右手螺旋定則。導(dǎo)致磁通變化原因：1、磁通由時(shí)變電流產(chǎn)生，磁通的變化可以是磁通隨時(shí)間脈動(dòng)；2、或磁通不變，線圈與磁場(chǎng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)。3、對(duì)特種電機(jī)還可以是磁通隨時(shí)間脈動(dòng)，而線圈也在轉(zhuǎn)動(dòng)變壓器電動(dòng)勢(shì)1、磁通本身就是由交流電流所產(chǎn)生，也就是說(shuō)磁通本身隨時(shí)間在變化著，這樣產(chǎn)生的電勢(shì)稱為變壓器電動(dòng)勢(shì)。（線圈與磁場(chǎng)相對(duì)靜止）2、磁通本身不隨時(shí)間變化，但由于線圈與磁場(chǎng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起線圈中磁鏈的變化，這樣

16、產(chǎn)生的電勢(shì)稱為運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)或速度電動(dòng)勢(shì) 。運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)變壓器電動(dòng)勢(shì)若線圈不動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通隨時(shí)間變化，則線圈中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)變壓器電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值：電動(dòng)勢(shì)和磁通相位關(guān)系若磁場(chǎng)恒定，構(gòu)成線圈的導(dǎo)體切割磁力線，使線圈交鏈的磁鏈隨時(shí)間變化，導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)。運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向_右手定則1.3.3 電磁力定律磁場(chǎng)對(duì)電流的作用是磁場(chǎng)的基本特征之一。實(shí)驗(yàn)表明，將長(zhǎng)度為 l 的導(dǎo)體置于磁場(chǎng) B 中，通入電流 i 后，導(dǎo)體會(huì)受到力的作用，稱為電磁力。其計(jì)算公式為F = dF = idl B對(duì)于長(zhǎng)直載流導(dǎo)體，若磁場(chǎng)與之垂直，則計(jì)算電磁力大小的公式可簡(jiǎn)化為：F = Bli式中電磁力 F、磁場(chǎng)

17、 B 和載流導(dǎo)體 l 的關(guān)系由左手定則(又稱電動(dòng)機(jī)定則)確定。1、電磁力定律在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，作用在轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體上的電磁力將使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)力矩，我們稱之為電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩是電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要物理量。匝數(shù)為N的線圈設(shè)轉(zhuǎn)子半徑為r，單根導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為：2、電磁轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩線圈兩側(cè)邊處磁場(chǎng)大小恒相等、極性恒相反線圈總個(gè)數(shù)M，轉(zhuǎn)子直徑D，B大小處處相等。電機(jī)最大可能電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩是電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要物理量。1、電動(dòng)機(jī)：電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)性質(zhì)電能機(jī)械能2、發(fā)電機(jī)：電磁轉(zhuǎn)矩制動(dòng)性質(zhì)機(jī)械能電能P ：電磁功率（輸入、輸出）：電機(jī)氣隙磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)角速度由功率關(guān)系求得電磁轉(zhuǎn)矩1.4 鐵磁材

18、料的特性1.4.1 鐵磁材料的磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率(1) 非鐵磁材料 為常數(shù)，接近于真空的磁導(dǎo)率(2) 鐵磁材料: 鐵、鎳、鈷及其合金 很大，具有高的導(dǎo)磁性能；不是常數(shù)，磁化曲線呈非線性（飽和特性）特性：所有非導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率都是常數(shù)，并且都接近于真空磁導(dǎo)率 0，0 = 4 10-7H / m。但鐵磁材料卻是非線性的，即其中 B 與 H 的比值不是常數(shù)，磁導(dǎo)率 Fe在較大的范圍內(nèi)變化，而且數(shù)值遠(yuǎn)大于 0，一般為 0的數(shù)百乃至數(shù)千倍。對(duì)電機(jī)中常用的鐵磁材料來(lái)說(shuō)，F(xiàn)e在 2000 06000 0之間。因此，當(dāng)線圈匝數(shù)和勵(lì)磁電流相同時(shí)，鐵心線圈激發(fā)的磁通量比空心線圈的大得多，從而電機(jī)的體積也就可以減小。鐵磁

19、材料之所以有高導(dǎo)磁性能，依磁疇假說(shuō)，從微觀角度看，就在于鐵磁材料內(nèi)部存在著很多很小的具有確定磁極性的自發(fā)磁化區(qū)域，并且有很強(qiáng)的磁化強(qiáng)度，就相當(dāng)于一個(gè)個(gè)超微型小磁鐵，稱之為磁疇。磁化前磁化后 (a) 未磁化前 （b）磁化 圖 鐵磁物質(zhì)的磁化2. 磁化曲線在外磁場(chǎng)H作用下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B將發(fā)生變化，二者之間的關(guān)系曲線稱為磁化曲線，記為B=f (H)。相應(yīng)地，還可以描繪磁導(dǎo)率與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線，記為 =f(H),叫做磁導(dǎo)率曲線。鐵磁材料的基本磁化曲線如圖所示。1.4 鐵磁材料的特性鐵磁材料的磁化特性（BH曲線/磁化曲線）0BHB=0H非鐵磁材料的磁化特性：B=0H起始磁化曲線:B=f(H)oa為起始

20、段 ab為線性段 bc為飽和段 B=f(H)abcd膝點(diǎn)Fe=f(H) : 隨 H 的變化而變化 應(yīng)用 設(shè)計(jì)電機(jī)和變壓器時(shí)，為使主磁路內(nèi)得到較大的磁通量而又不過(guò)分增大勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。通常把鐵心內(nèi)的工作磁通密度選擇在膝點(diǎn)附近。磁路中的鐵心作用1 .鐵心的增磁功能結(jié)論：鐵心具有增磁功能 。思考題：鐵心環(huán)與塑料環(huán)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁通密度有何區(qū)別？2. 串聯(lián)磁路中的氣隙降低鐵心的增磁功能結(jié)論：在激磁磁勢(shì)相同的情況下，帶氣隙鐵心磁路只能得到較少的磁通。 3. 鐵心磁路使磁通在空間按一定的形狀分布變壓器：兩個(gè)線圈交鏈的磁通過(guò)鐵心以增強(qiáng) 電機(jī)：鐵心使定、轉(zhuǎn)子之間的耦合場(chǎng)得以增強(qiáng)，并可以使定子內(nèi)圓表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度按

21、一定規(guī)律在圓周上分布 3.鐵磁材料的分類 按照磁滯回線形狀的不同，鐵磁材料可分為兩大類：軟磁材料和硬磁（永磁）材料。圖 軟磁材料的磁滯回線 磁滯回線窄，剩磁密度和矯頑力都小的材料稱為軟磁材料。 常用的軟磁材料有純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、硅鋼等。這類材料的磁滯現(xiàn)象不明顯，沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)磁性基本消失，磁導(dǎo)率高，常用于電機(jī)和變壓器鐵心制造。3.鐵磁材料的分類圖16 硬磁材料的磁滯回線 磁滯回線寬，剩磁密度和矯頑力都大的材料稱為硬磁材料。 常用的硬磁材料有鐵氧體、鋁鎳鈷、稀土等。這類材料在被磁化后，剩磁較大且不容易消失，適合于制作永磁體，因此又稱為永磁材料。有的電機(jī)采用永磁體來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這類電機(jī)稱為永磁

22、電機(jī)。 1.4 鐵磁材料特性3. 磁滯與磁滯損耗磁滯：被極化了的鐵磁材料在外磁場(chǎng)撤除后，磁疇的排列將不可能完全恢復(fù)到原始狀態(tài)，即初始隨機(jī)排列不復(fù)存在，對(duì)外也就會(huì)顯示出磁性。鐵磁材料中這種B的變化滯后于H的變化的現(xiàn)象被稱為磁滯。 磁滯回線：鐵磁材料的交變(循環(huán))磁化過(guò)程。磁滯回線表明，上升磁化曲線與下降磁化曲線不重合，或者說(shuō)，鐵磁材料的磁化過(guò)程是不可逆的。 不同鐵磁材料有不同的磁滯回線，且同一鐵磁材料，Bm愈大，磁滯回線所包圍的面積也愈大。1.4 鐵磁材料特性3. 磁滯與磁滯損耗軟磁材料：磁滯回線很窄的鐵磁材料叫軟磁材料，在電機(jī)中常用的有硅鋼片、鑄鐵、鑄鋼等等。 硬磁材料：磁滯回線很寬的鐵磁材料

23、，通常稱為硬磁材料或叫永磁材料。電機(jī)中常用的永磁材料有鐵氧體、稀土鈷、釹鐵硼等。 基本磁化曲線：用不同的Bm值可測(cè)出不同的磁滯回線，而將所有磁滯回線在第象限內(nèi)的頂點(diǎn)連接起來(lái)得到的磁化曲線就叫做基本磁化曲線或平均磁化曲線。1.4 鐵磁材料特性3. 磁滯與磁滯損耗磁滯損耗：鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下的反復(fù)磁化過(guò)程中，磁疇會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，相互之間會(huì)不斷摩擦，因而就要消耗一定的能量，產(chǎn)生功率損耗。這種損耗稱為磁滯損耗。 磁滯損耗的大小與磁滯回線的面積、電流頻率f和鐵心體積V成正比。 由于硅鋼片的磁滯回線面積很小，而且導(dǎo)磁性能好，可有效減少鐵心體積。因此，大多數(shù)電機(jī)、變壓器或普通電器的鐵心都采用硅鋼片制成。1

24、.4.3 渦流與渦流損耗因鐵心是導(dǎo)電的，當(dāng)穿過(guò)鐵心的磁通隨時(shí)間變化時(shí)，鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而產(chǎn)生電流，這些環(huán)流在鐵心內(nèi)繞磁通做旋狀流動(dòng)成為渦流。渦流在鐵心中引起損耗稱為渦流損耗。渦流損耗的大小和哪些因素有關(guān)？正比于頻率的平方正比于厚度的平方正比于磁密的平方反比于電阻率要減少渦流損耗，首先應(yīng)減小硅鋼片厚度(目前一般厚度已做成 0.5mm 和 0.3mm 或更??；其次是增加渦流回路中的電阻。電工鋼片中加入適量的硅，制成硅鋼片，就是為了使材料改性，成為半導(dǎo)體類合金，顯著提高電阻率。1.4.4 交流鐵芯損耗:鐵心損耗系數(shù)當(dāng)鐵心內(nèi)的磁場(chǎng)為交變磁場(chǎng)時(shí)，常將磁滯損耗和渦流損耗合在一起來(lái)計(jì)算，并統(tǒng)稱為鐵心損

25、耗，簡(jiǎn)稱鐵耗。單位重量中鐵耗: 為頻率指數(shù)，其值在 1.21.6 范圍內(nèi)與材料性質(zhì)有關(guān)。注意：鐵心損耗是相對(duì)于交變磁場(chǎng)作用于鐵磁材料而言，即對(duì)于恒定磁場(chǎng)無(wú)鐵損。B增加 注意1、在恒定磁場(chǎng)中的靜止導(dǎo)磁體內(nèi)是不會(huì)引起能量損耗的。2、鐵芯損耗均轉(zhuǎn)化為熱能使鐵芯溫度升高，為防止電機(jī)過(guò)熱，采用硅鋼片以減小鐵芯損耗，采取散熱降溫措施 。 磁力線(1)磁感應(yīng)線的回轉(zhuǎn)方向和電流方向之間的關(guān)系遵守右手螺旋法則(2)磁場(chǎng)中的磁感應(yīng)線不相交，每點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向確定唯一(3)載流導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)線都是圍繞電流的閉合曲線1.5 磁路基本定律及計(jì)算方法本質(zhì)上講，各類電磁裝置中物理現(xiàn)象的研究都應(yīng)歸結(jié)為物理場(chǎng)問(wèn)題的求解，

26、如溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等等。但這樣太復(fù)雜，也難于得出一般性的分析設(shè)計(jì)規(guī)律，因此，將場(chǎng)問(wèn)題化簡(jiǎn)為路問(wèn)題求解，并由此形成了一門(mén)關(guān)于電路分析設(shè)計(jì)的完整理論。磁路是電機(jī)、電器中磁通行經(jīng)的路徑。磁路一般由鐵磁材料制成，磁通也有主磁通(又稱工作磁通)和漏磁通之分。習(xí)慣上，主磁通行經(jīng)的路徑稱之為主磁路，漏磁通行經(jīng)的路徑叫漏磁路。.磁路的概念 （a） 變壓器磁路 （b）直流電機(jī)磁路 圖 兩種常見(jiàn)的磁路磁通所通過(guò)的路徑稱為磁路。 1.5 磁路基本定律及計(jì)算方法1.單相變壓器一、磁路的概念N1N2電能i1輸入電能電能i2輸出電能磁場(chǎng)磁路的概念說(shuō)明2.旋轉(zhuǎn)電機(jī)電端口機(jī)械端口定子繞組定子鐵心定子磁場(chǎng)電能機(jī)械

27、能L2L1磁路:磁通所走的路徑 1.均勻磁路的歐姆定律其中 B: 磁通密度，特斯拉（T） : 磁通，韋伯（Wb） A：鐵心的截面積 ，平方米（m2 ） 在線性或可以近似地認(rèn)為是線性的介質(zhì)中有 B=H 其中是磁導(dǎo)率， H/m1.5.1 磁路的歐姆定律將=BA和B=H 代入Ni Hl，得歐姆定律或 則可寫(xiě)為歐姆定律：作用于磁路上的磁動(dòng)勢(shì)等于磁阻乘以磁通。定義： :磁路的磁阻，A/Wb 定義： :磁路的磁導(dǎo)，Wb/A2.分段均勻磁路的歐姆定律其中 RmFe : 鐵心部分對(duì)應(yīng)的磁阻 Rm : 氣隙部分對(duì)應(yīng)的磁阻 假設(shè)鐵心長(zhǎng)度l遠(yuǎn)遠(yuǎn)大氣隙長(zhǎng)度 ，認(rèn)為鐵心柱中的磁通等于氣隙中的磁通 ，則磁路歐姆定律表明：

28、1、磁動(dòng)勢(shì)F愈大，所激發(fā)的磁通量會(huì)愈大；2、磁阻Rm愈大，則可產(chǎn)生的磁通量會(huì)愈小。 （磁阻Rm與磁導(dǎo)率成反比， Fe0 ，表明Rmo RmFe ,故分析中可忽略） 作用在磁路上的總磁動(dòng)勢(shì)F等于磁路內(nèi)磁通量與磁路磁阻Rm 的乘積，它與電路中的歐姆定律在形式上十分相似，稱為磁路的歐姆定律。 其中，磁動(dòng)勢(shì)F與電路中電動(dòng)勢(shì)E對(duì)應(yīng)，磁通量與電路中電流對(duì)應(yīng)，則磁阻Rm 與電路中電阻對(duì)應(yīng)。 磁阻與磁路的平均長(zhǎng)度l成正比，與磁路的截面積A及構(gòu)成磁路材料的磁導(dǎo)率成反比。 值得注意的是，鐵磁材料的磁導(dǎo)率 不是常數(shù)，所以由鐵磁材料構(gòu)成的磁路，其磁阻也不是常數(shù)，而是隨著磁路中磁通密度的大小而變化，即鐵磁材料的磁路具有

29、非線性。1.5.2 磁路的基爾霍夫第一定律進(jìn)入或穿出任一封閉面的總磁通量的代數(shù)和等于零，或穿入任一封閉面的磁通量恒等于穿出該封閉面的磁通量。1.5.2 磁路的基爾霍夫第二定律定義 Hl 為磁壓降，Hl 為閉合磁路上磁壓降的代數(shù)和。磁路基爾霍夫第二定律表明，任一閉合磁路上磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和恒等于磁壓降的代數(shù)和。1.5 磁路基本定律及其計(jì)算方法1. 磁路基本定律磁路基爾霍夫第二定律 任一閉合磁路上磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和恒等于磁壓降的代數(shù)和?；芈罚篐1l1+H3l3=N1i1回路：-H2l2-H3l3=-N2i2回路：H1l1-H2l2=N1i1-N2i2F=Ni= Hl=Rm磁路和電路的類比關(guān)系磁路電路磁動(dòng)勢(shì)

30、F電動(dòng)勢(shì)E磁通電流I電阻R(電導(dǎo)G)磁阻Rm（磁導(dǎo) ）電路與磁路的比較磁路和電路在性質(zhì)上是不同的，主要表現(xiàn)在： 導(dǎo)體的電阻率在一定溫度下為常數(shù)，通常情況下，可認(rèn)為電阻為常數(shù)，分析線性電路時(shí)可應(yīng)用疊加原理。鐵磁材料的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，與磁路飽和程度有關(guān)，所以磁路的磁阻不是常數(shù)，也與磁路飽和程度有關(guān)，所以磁路計(jì)算不能采用疊加原理，只有當(dāng)磁路不飽和時(shí)才可以使用； 鐵心磁路的這種非線性特性，對(duì)電機(jī)的參數(shù)和性能有重要影響，磁阻或磁導(dǎo)是定性分析這種影響時(shí)常用的概念。電路中，可以有電動(dòng)勢(shì)而無(wú)電流，可認(rèn)為電流只在導(dǎo)體中流過(guò)，導(dǎo)體外沒(méi)有電流。磁路中，只要有磁動(dòng)勢(shì)，就一定有磁通，而磁通不是全部在鐵心中通過(guò)，除了鐵心

31、中的主磁通外，還有一部分漏磁通在鐵心外的非鐵磁材料中；電路中，只要有電流，電阻上就有損耗。磁路中，有磁通卻不一定有損耗，在磁通恒定的直流磁路中沒(méi)有損耗，而在磁通交變的交流磁路中有鐵耗，即磁滯損耗和渦流損耗。磁路基本定律及計(jì)算方法鐵心磁路計(jì)算是電機(jī)分析和設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工作已知磁通確定磁動(dòng)勢(shì)已知磁動(dòng)勢(shì)確定磁通電機(jī)和變壓器設(shè)計(jì)屬于前一類是我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)磁路基本定律及計(jì)算方法1.串聯(lián)磁路計(jì)算將磁路分段，保證每段磁路的均勻性計(jì)算每段磁路的截面積和等效長(zhǎng)度根據(jù)給定磁通，確定每段磁路磁密由磁密確定每段磁路的磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算每段磁路的磁壓降由基爾霍夫第二定律計(jì)算磁動(dòng)勢(shì)磁路基本定律及計(jì)算方法計(jì)算實(shí)例已知數(shù)據(jù)：

32、1.硅鋼片的磁化曲線2.鐵心尺寸：3.氣隙尺寸：4.線圈匝數(shù)：N5005.給定磁通：計(jì)算數(shù)據(jù)： 1.勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)F 2.勵(lì)磁電流I 磁路基本定律及計(jì)算方法將磁路分為鐵心段和氣隙段鐵心段的磁場(chǎng)強(qiáng)度，由磁化曲線查得：磁路基本定律及計(jì)算方法第二類問(wèn)題求解：給定磁動(dòng)勢(shì)大小，求磁通和磁密假定一個(gè)磁通值，計(jì)算出相應(yīng)得磁動(dòng)勢(shì)，迭代完成給定一個(gè)磁通計(jì)算出磁動(dòng)勢(shì)F重新假定YN磁路基本定律及計(jì)算方法2.并聯(lián)磁路計(jì)算將磁路分段，保證每段磁路的均勻性計(jì)算每段磁路的截面積和等效長(zhǎng)度列出節(jié)點(diǎn)方程和電壓方程求解確定每段磁路磁密和磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算磁動(dòng)勢(shì) 磁路基本定律及計(jì)算方法計(jì)算實(shí)例已知數(shù)據(jù)：求：勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)F2 磁路基本定律及計(jì)算

33、方法 磁路分段如果：回路幾何形狀、尺寸不變， 周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。L自感系數(shù)，單位：亨利（H）對(duì)于N 匝線圈：磁通鏈數(shù)自感現(xiàn)象和自感電動(dòng)勢(shì)由于回路自身電流的變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)指出：1.自感現(xiàn)象I1）L的意義：2. 自感系數(shù)與自感電動(dòng)勢(shì) 自感系數(shù)在數(shù)值上等于回路中通過(guò)單位電流時(shí)，通過(guò)自身回路所包圍面積的磁通量。若 I = 1 A， N = 1則 L的計(jì)算: L=/I單位：H ，mH , H 自感電動(dòng)勢(shì)：=eLddtLi若回路幾何形狀、尺寸不變，周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率不變，自感電動(dòng)勢(shì)則：自感系數(shù)L的大?。河纱怕窔W姆定律：則：N線圈的匝數(shù) 磁路的磁導(dǎo) Rm磁路的磁阻單位：H ，mH ,

34、 H 是自感磁通所經(jīng)路徑的磁導(dǎo)，它與磁阻的關(guān)系為: 表明: 線圈自感與線圈匝數(shù)的平方成正比，與磁通所經(jīng)過(guò)磁路的磁導(dǎo)成正比。由于鐵磁材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的磁導(dǎo)率，因此鐵心線圈的自感較空心線圈的大得多。又因?yàn)殍F磁材料有飽和性，其磁導(dǎo)率不是常數(shù)，所以鐵心線圈的自感也不是常數(shù)，隨著磁路飽和程度的增加，磁導(dǎo)率下降，線圈自感也減小。 1) 互感系數(shù)(M)因兩個(gè)載流線圈中電流變化而在對(duì)方線圈中激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為互感應(yīng)現(xiàn)象。 若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：I21221四、互感系數(shù)與互感電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：12I2I121若兩線圈的匝數(shù)分別為則有：M稱為兩線

35、圈之間的互感系數(shù)，簡(jiǎn)稱為互感。2）互感電動(dòng)勢(shì)12I2I121線圈2中的電流變化在線圈1中激發(fā)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線圈1中的電流變化在線圈2中激發(fā)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)( A). 互感系數(shù)和兩回路的幾何形狀、尺寸，它們 的相對(duì)位置，以及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。( B). 互感系數(shù)的大小反映了兩個(gè)線圈磁場(chǎng)的相互 影響程度。互感系數(shù)M的大小：由磁路歐姆定律：則：N1,N2線圈的匝數(shù) 磁路的磁導(dǎo) R12 磁路的磁阻 互感系數(shù)在數(shù)值上等于當(dāng)?shù)诙€(gè)回路電流變化率為每秒一安培時(shí)，在第一個(gè)回路所產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)的大小。若(C). 互感系數(shù)的物理意義：在式中，則有：則有：即：4.交流磁路的特點(diǎn)磁路基本定律及計(jì)算方法1.交流磁路存在

36、磁滯損耗和渦流損耗2.交流磁路中電壓平衡關(guān)系中比直流磁路多了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.交流磁路存在交流磁通，電流的波形和相位問(wèn)題 1.5.4 交流磁路的特點(diǎn) 根據(jù)勵(lì)磁電流不同，將鐵心磁路分成交流和直流兩大類。所謂交流磁路，就是由交流電流勵(lì)磁、磁場(chǎng)發(fā)生交變的磁路，它與直流磁路在磁路構(gòu)成上并不存在什么區(qū)別。其特點(diǎn)： 首先，在交變磁場(chǎng)作用下，鐵心中將產(chǎn)生損耗（磁滯損耗和渦流損耗），這是直流磁路不會(huì)出現(xiàn)的。 其次，直流磁路中，勵(lì)磁線圈的外施電壓只需要與線圈電阻的壓降相等，數(shù)值較小，而交流磁路中要考慮外施電壓與線圈中感應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)平衡，因而其幅值會(huì)大很多，并且相比較之下，線圈電阻上的壓降相對(duì)較小，一般還可以忽略。

37、最后，就是交變磁通、電流的波形和相位的關(guān)系問(wèn)題。這是交流磁路的特殊問(wèn)題。 電壓波形呈正弦是交流供電系統(tǒng)的基本要求，而電磁感應(yīng)定律嚴(yán)格定義了感應(yīng)電壓正弦交變的前提條件是磁通波形必須為正弦。 當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)由圖可知，由于鐵磁材料的非線性磁化特性，電流卻是一個(gè)富含奇數(shù)次諧波的尖頂波形。這是由于磁通較大、鐵心飽和后，較小的磁通增量需要較大的勵(lì)磁電流增量去建立的緣故。 電流按正弦規(guī)律變化，則當(dāng)電流較大、導(dǎo)致鐵心飽和后電流的增加只能產(chǎn)生很小的磁通增量，故磁通呈平頂波形，由它產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則為尖頂波。 對(duì)于實(shí)際系統(tǒng)，由于飽和影響，磁通、電流和電動(dòng)勢(shì)波形中都會(huì)含有不同程度的諧波成分，在分析理想的線性

38、系統(tǒng)中所沒(méi)有碰到過(guò)的新問(wèn)題。諧波的存在對(duì)電機(jī)和變壓器的分析帶來(lái)困難，也對(duì)運(yùn)行造成不良影響，因此，改善波形、削弱諧波影響也是電機(jī)學(xué)中將要研究解決的問(wèn)題。 考慮磁滯、渦流作用后由-i回線如圖所示，則由作圖法可知，對(duì)于按正弦規(guī)律變化的磁通，對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流波形已完全不同于前圖，非但不對(duì)稱變化，而且相位還超前磁通一個(gè)角度。進(jìn)一步的分析表明，此時(shí)電流可分解成兩個(gè)分量，一個(gè)是與磁通同相位的尖頂波分量，稱為勵(lì)磁分量；另一個(gè)是超前磁通90的正弦波分量，稱為鐵耗分量，是從電源吸取有功電流、提供鐵耗功率的反映。能量守恒定律： 輸入能量輸出能量?jī)?nèi)部損耗 電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中存在四種形式的能量，即電能、機(jī)械能、磁場(chǎng)能、熱能

39、。電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，以上四種能量之間存在如下的平衡關(guān)系： 輸入的機(jī)械能(發(fā)電機(jī))或電能(電動(dòng)機(jī))磁場(chǎng)儲(chǔ)能熱能輸出的電能(發(fā)電機(jī))或機(jī)械能(電動(dòng)機(jī))1.6 電機(jī)中的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程為輸入功率，為輸出功率，為各種損耗之和。 在電機(jī)分析中，通常將能量守恒定律用功率平衡方程式來(lái)表示。電機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)，磁場(chǎng)儲(chǔ)能增量為0，因此功率平衡方程式為：2.實(shí)際機(jī)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)1.6 電機(jī)中的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程1.6 電機(jī)中的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程機(jī)械能 Wmec= 磁場(chǎng)儲(chǔ)能增量 Wm+熱能損耗 PT 電能 We1.6 電機(jī)中的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換中起重要 用，而它們都是通過(guò)氣隙磁場(chǎng)的作用而

40、產(chǎn)生電磁功率電磁轉(zhuǎn)矩1.6 電機(jī)中的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程1.7 電機(jī)的發(fā)熱與冷卻一、電機(jī)的發(fā)熱：任何機(jī)械裝置工作了一段時(shí)間后，都會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了電工和大物，那么，很顯然，這是損耗的出現(xiàn)所導(dǎo)致的結(jié)果。1、溫升：電機(jī)的溫度在工作了一段時(shí)間后不在上升而達(dá)到某一穩(wěn)定數(shù)值，此值和周圍冷卻介質(zhì)溫度之差，我們稱之為溫升。電機(jī)的溫升不僅取決與損耗的大小和散熱情況，還與電機(jī)的工作方式有關(guān)。2. 定額：制造廠按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)電機(jī)的全部電量和機(jī)械量的數(shù)值以及運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間和順序所做的規(guī)定稱為電機(jī)的定額，（既電機(jī)的工作方式）。 1）連續(xù)定額 2）短時(shí)定額 3）周期工作定額二、電機(jī)的冷卻：電機(jī)的冷卻快慢直接決定了電機(jī)的壽命和額定容量。1）冷卻介質(zhì)：空氣，氫氣