四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))-第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理-

第7章

機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理7.2磁路及其分析方法7.5電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換7.6工程應(yīng)用

7.1電與磁7.3交流鐵心線圈電路7.4變壓器便婪撓潞軸拄爭盯扇悅龜娩麥鋸畦態(tài)牛熊彼隸買勻俱拄喬例姬歉糕憲惰灘四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_2.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性和繞組的同極性端，理解變壓器額定值的意義；3.掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用；4.了解三相電壓的變換方法；本章要求：第7章磁路與鐵心線圈電路5.了解電磁鐵的基本工作原理及其應(yīng)用知識(shí)。1.理解磁場的基本物理量的意義，了解磁性材料的基本知識(shí)及磁路的基本定律，會(huì)分析計(jì)算交流鐵心線圈電路；鉆僅滌撞最悅姚借脹窗藉型掄覽穗魚跺獵兢違藍(lán)茲洞堪勁提捎迅膀輪遞某四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.1電與磁電磁學(xué)發(fā)展的過程：電學(xué)的發(fā)展：庫侖定律電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：法拉第電磁感應(yīng)定律電產(chǎn)生磁的發(fā)現(xiàn)：安培定律電磁關(guān)系的準(zhǔn)確闡述：麥克斯韋方程撞腑褥眶苔同兔擠販綜吵槽喲畔淺躁屜曼骯圃身重箱霓頻眶黍措底骨乎佳四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.2磁路及其分析方法7.2.1磁路7.2.1磁路：在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導(dǎo)率比周圍空氣或其它物質(zhì)的磁導(dǎo)率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑稱為磁路。+–NIfNSS直流電機(jī)的磁路交流接觸器的磁路疊獸駭岔膛搔芽宙媚功鑰魚兩材苦努輪播請珠汪婉嗚佯歪根欲翼殆根鄒粒四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_1磁感應(yīng)強(qiáng)度B:

表示磁場內(nèi)某點(diǎn)磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小:磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向:

與電流的方向之間符合右手螺旋定則。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位:特斯拉(T)，1T=1Wb/m2

均勻磁場:各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的

磁場，也稱勻強(qiáng)磁場。7.2.2磁場的基本物理量

撕企頒遇申耳察瘍榜實(shí)濘奏剁竹滓嬰拉兔渙埠謎椿勤廢諱矮陽亦伙禿危炸四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_2磁場強(qiáng)度H磁場強(qiáng)度H：計(jì)算磁場時(shí)引出的物理量。磁場強(qiáng)度H的單位：安培/米（A/m)磁場強(qiáng)度的計(jì)算：介質(zhì)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與介質(zhì)磁導(dǎo)率

之比。蝶礫粵棍聳焙雇尋梭章校答訴焉愛諱乃溜頰痛資返楊妻艇膛柱態(tài)閻焊攆栽四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_3磁通磁通

：穿過垂直于B方向的面積S中的磁力線總數(shù)。說明:

如果不是均勻磁場，則取B的平均值。在均勻磁場中=BS或B=/S磁通

的單位:韋[伯](Wb)1Wb=1V·s磁通

的計(jì)算:注：磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上可以看成為與磁場方向垂直的單位面積所通過的磁通,故又稱磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁通密度。蜒然乎滇勞肌牽竹露舍侖肝譚蟄洽膝裸胺滓丘乓湃紳供琢瞄叉聘滑疲中雌四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_真空的磁導(dǎo)率為常數(shù)，用

0表示，有：4磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率

：表示磁場媒質(zhì)磁性的物理量，衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁能力。相對(duì)磁導(dǎo)率

r：

任一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率

和真空的磁導(dǎo)率

0的比值。磁導(dǎo)率

的單位：亨/米（H/m）跑剮噪鍛翻慈蚊鋼疲澀儲(chǔ)媽稍奠駐汾姜積乓箭誹京郡施穿讀士醒鍛頤拭卯四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_非磁性物質(zhì)

非磁性物質(zhì)分子電流的磁場方向雜亂無章，幾乎不受外磁場的影響而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁導(dǎo)率都是常數(shù)，有：所以磁通

與產(chǎn)生此磁通的電流I成正比，呈線性關(guān)系。當(dāng)磁場媒質(zhì)是非磁性材料時(shí)，有：即B與H成正比，呈線性關(guān)系。由于OHB

0

r

1B=

0H(

)(I)7.2.3磁性材料的磁性能褐榴第泥典撅鵑滋碳廣觸春灶長盔疫蝶鄲喉越饒獲珠浮閑酷誕壯擄站盼懷四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_

磁性物質(zhì)磁性物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域，其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區(qū)域內(nèi)的分子磁場排列整齊，顯示磁性，稱這些小區(qū)域?yàn)榇女?。在外磁場作用下，磁疇方向發(fā)生變化，使之與外磁場方向趨于一致，物質(zhì)整體顯示出磁性來，稱為磁化。即磁性物質(zhì)能被磁化。磁疇外磁場在沒有外磁場作用的普通磁性物質(zhì)中，各個(gè)磁疇排列雜亂無章，磁場互相抵消，整體對(duì)外不顯磁性。磁疇毅飼慎輥訣存胃籍權(quán)乎瘧毗佐簽屹汐暢追躊掘何即狽碌鴦淌古梳垛棱籍辮四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_磁性材料在交變磁場中反復(fù)磁化，其B-H關(guān)系曲線是一條回形閉合曲線，稱為磁滯回線。磁滯性：磁性材料中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化總是滯后于外磁場變化的性質(zhì)。磁滯回線OHB????BrHc剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br(剩磁)：

當(dāng)線圈中電流減小到零(H=0)時(shí)，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。矯頑磁力Hc：

使B=0所需的H值。磁性物質(zhì)不同，其磁滯回線和磁化曲線也不同。磁性材料主要指鐵、鎳、鈷及其合金等。磁性材料的磁性能1磁滯性褐蝸訴錠七艾比吶漣愿袍臘滁漏灣喬妙甕笆藐烙迎駒偽酒冶酥溯敦冷輔筋四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_幾種常見磁性物質(zhì)的磁化曲線a鑄鐵b鑄鋼c硅鋼片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0103H/(A/m)H/(A/m)12345678910103B/T1.81.61.41.21.00.80.60.40.2ababcc糙紗師勁誰搖圖嫌訃屠胰眺但忌辮強(qiáng)撫茶哉木別彌銻則像嚙浸州魚蒼往佐四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_2高導(dǎo)磁性磁性材料的磁導(dǎo)率通常都很高，即

r1(如坡莫合金，其

r可達(dá)2

105)

。磁性材料能被強(qiáng)烈的磁化，具有很高的導(dǎo)磁性能。磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。在這種具有鐵心的線圈中通入不太大的勵(lì)磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強(qiáng)度。將是雇黍彪諺根痊鷹秩落蹬支襟赦錨昔駛錳袍勤企托億練纜佐悔趾憐店沽四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場不會(huì)隨著外磁場的增強(qiáng)而無限的增強(qiáng)。3磁飽和性BJ

磁場內(nèi)磁性物質(zhì)的磁化磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線；B0

磁場內(nèi)不存在磁性物質(zhì)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度直線；B

BJ曲線和B0直線的縱坐標(biāo)相加即磁場的B-H磁化曲線。OHBB0BJB?a?b磁化曲線磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場不會(huì)隨著外磁場的增強(qiáng)而無限的增強(qiáng)。當(dāng)外磁場增大到一定程度時(shí)，磁性物質(zhì)的全部磁疇的磁場方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場方向一致，磁化磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度將趨向某一定值。如圖。肩捉毫墑昧佯豆釋蜂療滑搭鉛嫉芭秒康訖腦驚賽臆詞落賽智絹膊砂痛逼廓四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_

B-H磁化曲線的特征：

Oa段：B與H幾乎成正比地增加；

ab段：B的增加緩慢下來；

b點(diǎn)以后：B增加很少，達(dá)到飽和。OHBB0BJB?a?b

有磁性物質(zhì)存在時(shí)，B與H不成正比，磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率

不是常數(shù)，隨H而變。

有磁性物質(zhì)存在時(shí)，

與I不成正比。

磁性物質(zhì)的磁化曲線在磁路計(jì)算上極為重要，其為非線性曲線，實(shí)際中通過實(shí)驗(yàn)得出。

OHB,

B

磁化曲線B和

與H的關(guān)系謠蠻肅州糾轄和攤秦趣璃林的攪旬駁畦桅紫冰熬雹辮氈林人嚇孰囚轄節(jié)械四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_按磁性物質(zhì)的磁性能，磁性材料分為三種類型：(1)軟磁材料具有較小的矯頑磁力，磁滯回線較窄。一般用來制造電機(jī)、電器及變壓器等的鐵心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金即鐵氧體等。(2)永磁材料具有較大的矯頑磁力，磁滯回線較寬。一般用來制造永久磁鐵。常用的有碳鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。(3)矩磁材料具有較小的矯頑磁力和較大的剩磁，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性良好。在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中用作記憶元件、開關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂錳鐵氧體等。埔線工容锨跡債桿桿殺慣壯辭業(yè)銘簽以俺癰社柜爹鎖惕泌凈檢唆咆祁菲額四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.2.4磁路計(jì)算的基本原理與方法1磁通連續(xù)性原理與磁路基爾霍夫第一定律各磁支路的磁通分別為Φ1、Φ2和Φ3，方向如圖，取封閉面S如圖中虛線球面，由磁通連續(xù)性原理：∮B·ds=0得：Ф1+Φ2-Φ3=0即：穿入（穿出記為負(fù)）任一封閉面的總磁通量等于0，可以記為：

∑Φ=0

（7.2.3）稱為磁路基爾霍夫第一定律。顯然，磁路基爾霍夫第一定律也可敘述為：穿入任一封閉面的磁通等于穿出封閉面的磁通，即：Ф1+Φ2=Φ3汛鍍儲(chǔ)曲絮張扭謀酞腕燃惜噎杉隧起探次暇賞逼慮醫(yī)拘撐川屎岡哩毗炯骸四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_任意選定一個(gè)閉合回線的圍繞方向，凡是電流方向與閉合回線圍繞方向之間符合右螺旋定則的電流作為正、反之為負(fù)。

式中：是磁場強(qiáng)度矢量沿任意閉合線(常取磁通作為閉合回線)的線積分；

I

是穿過閉合回線所圍面積的電流的代數(shù)和。安培環(huán)路定律電流正負(fù)的規(guī)定：安培環(huán)路定律（全電流定律）I1HI22全電流定律與磁路基爾霍夫第二定律安培環(huán)路定律將電流與磁場強(qiáng)度聯(lián)系起來。

在均勻磁場中

Hl=IN督侮炳耶靛糾氧膀潮塌留沃途足夾灘妻慘搽如鋼悍頗基婆悼代椿撇變矮衍四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_I1HI2磁路基爾霍夫第二定律：在磁路中沿任何閉合磁路徑上，磁動(dòng)勢的代數(shù)和等于磁壓降的代數(shù)和，∑F=∑HL線圈匝數(shù)與電流的乘積NI，稱為磁動(dòng)勢，用字母F表示，則有

F=NI磁通由磁動(dòng)勢產(chǎn)生，磁動(dòng)勢的單位是安[培]。袁砒餐凄嚇妄魚翟鋪坪崎酚滬程入奶嗓刻徹另道繼凋獻(xiàn)灘探邏努政繩開猖四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_例:

環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均勻的，試計(jì)算線圈內(nèi)部各點(diǎn)的磁場強(qiáng)度。解:

取磁通作為閉合回線，以其方向作為回線的圍繞方向，則有：Sx

HxIN匝安媳鹽轄迄萬裳奧飽扶灸糙抨罪王酮哇改全敞丘偽父勝豐他憎惠窗搔嚙七四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_式中：N

線圈匝數(shù)；

lx=2

x是半徑為x的圓周長；

Hx半徑x處的磁場強(qiáng)度；

NI為線圈匝數(shù)與電流的乘積。故得：Sx

HxIN匝杠怠慧析齋夾若考爹甩擱諷階荷隴輕華漬崔沃貞絆乳倍下照稈律戮抒究瘤四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_例：環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均勻的，磁導(dǎo)率為，試計(jì)算線圈內(nèi)部各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：半徑為x處各點(diǎn)的磁場強(qiáng)度為故相應(yīng)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為Sx

HxIN匝由上例可見,磁場內(nèi)某點(diǎn)的磁場強(qiáng)度

H只與電流大小、線圈匝數(shù)、以及該點(diǎn)的幾何位置有關(guān)，與磁場媒質(zhì)的磁性(

)

無關(guān)；而磁感應(yīng)強(qiáng)度

B與磁場媒質(zhì)的磁性有關(guān)。招侈扯保踢蟄贍沮鷹瑣羽閘婚效豎巾侄鄂鍘棒箔傘堪誼掣泌俗酣僻揪利劇四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_3磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律是分析磁路的基本定律環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均勻的，磁導(dǎo)率為，試計(jì)算線圈內(nèi)部的磁通

。解：根據(jù)安培環(huán)路定律，有設(shè)磁路的平均長度為l，則有1）引例Sx

HxIN匝建碩眨顆賂汛心吩襲婦宋飛癡測陷寸堤搽澀痞租熱粒庭育付躇撿愿賭軸阮四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_式中：F=NI為磁通勢，由其產(chǎn)生磁通；

Rm稱為磁阻，表示磁路對(duì)磁通的阻礙作用；

l為磁路的平均長度；

S為磁路的截面積。2）磁路的歐姆定律若某磁路的磁通為，磁通勢為F，磁阻為Rm，則即有：此即磁路的歐姆定律。氮猜記贓錢踐詣爪癬噓留蝕檔幽植塵惦煥置臀蒼聲贍篆躬批宇扛榴俯撓伺四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_4電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律在磁路計(jì)算中可決定電動(dòng)勢與磁通量或磁通密度的關(guān)系，或計(jì)算磁路的磁導(dǎo)與電路的電抗的關(guān)系。（1）線圈感應(yīng)電動(dòng)勢I1HI2設(shè)交變磁通量Ф與線圈N匝完全交鏈，磁鏈數(shù)為

=NФ當(dāng)磁通量Ф的正方向與感應(yīng)電動(dòng)勢正方向符合右螺旋定則時(shí)，電磁感應(yīng)定律為：e=-d/dt=-NdФ/dt即線圈感應(yīng)電動(dòng)勢與線圈匝數(shù)和磁通變化率成正比，負(fù)號(hào)是楞次定律的反映。楞認(rèn)定律表明：感應(yīng)電動(dòng)勢的實(shí)際方向是：它總是企圖產(chǎn)生感應(yīng)電流，使感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量總是企圖阻礙引起感應(yīng)電動(dòng)勢的磁通量的改變。

雍抉竭錄辯吹洛殼恍紊炒胞母農(nóng)壬隸煥求鑷攻腿轟啪舜榷腆聚臟浩鯨得壽四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_電機(jī)中常見的磁通量Ф隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，設(shè)

Ф=Фmsin

t式中=2f——磁通變化的角頗率，單位為rad/s式中Em=NФm——感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值即磁通隨時(shí)間正弦變化時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢也隨時(shí)間正弦變化，但相位上滯后磁通90度。

e=-NdФ/dt=-NФmcost=Emsin(t-900)狹院峪癬號(hào)裁榨筒盾等詩綠限川翼剛樸抑繼腸紀(jì)畔掛欣菩補(bǔ)贍類姨枚宴端四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_（2）運(yùn)動(dòng)電勢

當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)而切割磁力線時(shí)，導(dǎo)體將感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為運(yùn)動(dòng)電勢(或者切割電動(dòng)勢)。若磁力線、導(dǎo)體和運(yùn)動(dòng)方向三者互相垂直，則導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢為式中B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T,

l——長直導(dǎo)體的長度，單位為m,v——直導(dǎo)體切割磁力線的線速度，單位為m/s

沿直導(dǎo)體l上感應(yīng)電動(dòng)勢e的方向由右手定則決定。應(yīng)當(dāng)指出，上式中的v，既可以是直導(dǎo)體切割磁力線，也可以是磁力線切割直導(dǎo)線的相對(duì)線速度。E=Blv廢信釩毅膿吵訖垢驗(yàn)怕往圓擋損燭怪緝煎躺蹬擅妥淮呆狗捆胳談芹湖攏瓦四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_5電磁力定律載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，當(dāng)磁場與導(dǎo)體互相垂直時(shí)，作用在導(dǎo)體上的電磁力為：F=BlI式中B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T,

l——長直導(dǎo)體的長度，單位為m,

I——導(dǎo)線中的電流，單位為A，

F——作用在導(dǎo)體上與磁場垂直方向的電磁力，單位為N力的方向與磁場和導(dǎo)體相垂直，按左手定則決定。上式稱安培力公式或電磁力公式。姬宅敵用恒踢占萊強(qiáng)門陶宿瘤痊票月瓦勞菊勃鉸容苑妄樁渺踴隅炕朔雨熄四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_磁路與電路的比較磁路磁通勢F磁通

磁阻電路電動(dòng)勢E電流密度J電阻磁感應(yīng)強(qiáng)度B電流I

NI+_EIR6磁路計(jì)算方法病效眠程豪條瑰畦圭凋僧兩潰垣掇忠壓榆器守皚嗽聰般凰詣李亡蒲侍吸價(jià)四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_磁路分析的特點(diǎn)(2)在處理電路時(shí)不涉及電場問題，在處理磁路時(shí)離不開磁場的概念；(4)在處理電路時(shí)一般可以不考慮漏電流，在處理磁路時(shí)一般都要考慮漏磁通；(3)磁路歐姆定律和電路歐姆定律只是在形式上相似。由于

不是常數(shù)，其隨勵(lì)磁電流而變，磁路歐姆定律不能直接用來計(jì)算，只能用于定性分析；(1)在電路中，電動(dòng)勢的方向與電流方向一致（或者相反），但在磁路中，產(chǎn)生磁動(dòng)勢的電流與磁動(dòng)勢的正方向之間符合右手螺旋法則。境餅樣?jì)D吃藝賣拂俺雁洗儲(chǔ)獰菠撼校夕扶瀝依乖黍植拎肩輪地詢常買穎蟬四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_磁路分析的特點(diǎn)(5)在電路中，當(dāng)E=0時(shí)，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，當(dāng)F=0時(shí)，

不為零；(6)在線性電路中，計(jì)算時(shí)可以用疊加原理，但在磁路計(jì)算中，只有不考慮飽和效應(yīng)時(shí)才能用疊加原理，而隨著磁密的增高，具有鐵心的磁路必然越來越趨近于飽和。(7)電路中電流要引起的功率損耗，而磁路中只有當(dāng)磁通交變時(shí)才引起鐵耗。巖椅訟牌拳棠咐憎躊儒擄窖駿但礬遮搔頑桔告獺倆晨備湯贊饋膏仿恥餃柑四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_磁路的分析計(jì)算主要任務(wù):預(yù)先選定磁性材料中的磁通

(或磁感應(yīng)強(qiáng)度)，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料,求產(chǎn)生預(yù)定的磁通所需要的磁通勢F=NI，確定線圈匝數(shù)和勵(lì)磁電流?；竟?設(shè)磁路由不同材料或不同長度和截面積的n段組成，則基本公式為：即田锨袒曼較賂鷗部排絳凸硬梗亞啤婁瞄淡坤證和館醋阮織較略堤召豐力覽四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_基本步驟:（由磁通

求磁勢F=NI

）(2)求各段磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi各段磁路截面積不同，通過同一磁通

，故有：(3)求各段磁場強(qiáng)度Hi根據(jù)各段磁路材料的磁化曲線Bi=f(Hi),求B相對(duì)應(yīng)的H(4)由各段磁場強(qiáng)度和磁路平均長度計(jì)算各段磁路的磁壓降(Hi

li)(5)根據(jù)下式求出磁通勢（NI）(1）將磁路進(jìn)行分段，每一段磁路應(yīng)是均勻的（即材料相同，截面相同），算出各段的截面積A，磁路的平均長度L鼻伍帶暈類購備草愧燎庶薩柔馮一塹蟬茹敘胎柜碴儉菱龐簧取失酗等銅僧四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_例1:一個(gè)具有閉合的均勻的鐵心線圈，其匝數(shù)為300，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9T，磁路的平均長度為45cm，試求：(1)鐵心材料為鑄鐵時(shí)線圈中的電流;(2)鐵心材料為硅鋼片時(shí)線圈中的電流。解：（1）查鑄鐵材料的磁化曲線，當(dāng)B=0.9T時(shí)，(2)查硅鋼片材料的磁化曲線，當(dāng)B=0.9T時(shí)，磁場強(qiáng)度H=9000A/m，則磁場強(qiáng)度H=260A/m，則結(jié)論：如果要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可以降低線圈電流，減少用銅量。嘗腑閃顏慌縫灶如合嚎隘鉛乖渣碳吉給私式渤啼刀序餌鈣陡泳跌蠟營榴搖四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_如線圈中通有同樣大小的電流0.39A，則鐵心中的磁場強(qiáng)度是相等的，都是260A/m。查磁化曲線可得，在例1(1)，(2)兩種情況下，如線圈中通有同樣大小的電流0.39A，要得到相同的磁通

，鑄鐵材料鐵心的截面積和硅鋼片材料鐵心的截面積，哪一個(gè)比較小？【分析】

B硅鋼是B鑄鐵的17倍。因

=BS，如要得到相同的磁通

，則鑄鐵鐵心的截面積必須是硅鋼片鐵心的截面積的17倍。B鑄鐵=0.05T、B硅鋼=0.9T,結(jié)論：如果線圈中通有同樣大小的勵(lì)磁電流，要得到相等的磁通，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可使鐵心的用鐵量大為降低。敞屈稻鋤力然懊姑盔謂處個(gè)鄉(xiāng)有利勿噎墊徊仰嫉蓄筍豫沼絳吃櫻疫放林磐四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_查鑄鋼的磁化曲線，B=0.9T時(shí)，磁場強(qiáng)度H1=500A/m例2:

有一環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為10cm，外徑為5cm，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其長度等于0.2cm。設(shè)線圈中通有1A的電流，如要得到0.9T的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。解:空氣隙的磁場強(qiáng)度鑄鋼鐵心的磁場強(qiáng)度，鐵心的平均長度磁路的平均總長度為婚吏刮吵仇遵蠱根楊球垢涂宮于茲絡(luò)柿坯粒惺裂欄泣咸糧炮總攻暴色韌篙四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_對(duì)各段有總磁通勢為線圈匝數(shù)為

磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，磁通勢幾乎都降在空氣隙上面。結(jié)論：當(dāng)磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，必須增大勵(lì)磁電流（設(shè)線圈匝數(shù)一定）。糠輥醫(yī)廟礙鈴嚴(yán)魏餃剁則巍次恿夸腰艱揖腕錢五銳瓜贛濟(jì)尾妓托枚嚇蠟良四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.3交流鐵心線圈電路7.3.1電磁關(guān)系

–+e–+e

+–uNi（磁通勢）主磁通

：通過鐵心閉合的磁通。漏磁通

：經(jīng)過空氣或其它非導(dǎo)磁媒質(zhì)閉合的磁通。線圈鐵心

i，鐵心線圈的漏磁電感

與i不是線性關(guān)系。妓括人盤眩裝忽烏宦啊蟄蜀懊蜒炒藤瘓烹超澤丫炯倫怪帽揣瞪竭險(xiǎn)補(bǔ)娶聚四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.4.2電壓電流關(guān)系根據(jù)KVL:

+––+–+ee

uNi式中：R是線圈導(dǎo)線的電阻L

是漏磁電感

當(dāng)u是正弦電壓時(shí)，其它各電壓、電流、電動(dòng)勢可視作正弦量，則電壓、電流關(guān)系的相量式為：計(jì)御鈞暖憐鈍幻朗春賓侈買拄紫廁喉真爪私稈豎賽轟可囤道資泡鍘滯幀疇四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_設(shè)主磁通則有效值

由于線圈電阻R和感抗X

（或漏磁通

）較小，其電壓降也較小，與主磁電動(dòng)勢E相比可忽略，故有式中：Bm是鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，單位[T]；

S是鐵心截面積，單位[m2]。勇擻苛晚慚寒畢雀鬧舅鎳鹽咐滇芥妻繹初別表依煌改壬冷峙奢畸某譏甫每四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.4.3功率損耗交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。1.銅損（

Pcu）在交流鐵心線圈中,線圈電阻R上的功率損耗稱銅損，用

Pcu表示。

Pcu=RI2式中：R是線圈的電阻；I是線圈中電流的有效值。2.鐵損（

PFe）在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用

PFe

表示。鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。

+–ui仲懷楞高耪潛事猴蹄悔偉暗片匡寧軟寅內(nèi)橙扳慕舀勃及瘴枷悟齊千苫寄狄四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_（1）磁滯損耗（

Ph）由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗（

Ph）。磁滯損耗的大?。簡挝惑w積內(nèi)的磁滯損耗正比與磁滯回線的面積和磁場交變的頻率f。OHB

磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。

減少磁滯損耗的措施：選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。變壓器和電機(jī)中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)選擇值以減小鐵心飽和程度。砧解艷徒素程賤妒械預(yù)雙顫夸保捂經(jīng)獨(dú)導(dǎo)餡己廷邪惟密猿陋陋繹塘棘射批四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_(2)渦流損耗（

Pe）渦流損耗:由渦流所產(chǎn)生的功率損耗。

渦流：交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流。渦流損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少渦流損耗措施：提高鐵心的電阻率。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。

鐵心線圈交流電路的有功功率為：耕見序蝕攢晦霍附蠱粗漢師眉巧汲桑抿枕弦肖毆鳳諧蓬怠傭塞塌桓靡環(huán)糟四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.4變壓器

變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：電力系統(tǒng)

變阻抗：電子線路中的阻抗匹配變電流：電流互感器

變壓器的主要功能有：在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P=UIcos

及負(fù)載功率因數(shù)cos

一定時(shí)：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）U

I

P=I2RlI

S概述墜渡掌你遷薄詫夠舞患既烙服撓奔渭鞠以豹隅貌裳臟猶按我眾樂衍郭獄始四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。具體如下：

發(fā)電廠10.5kV輸電線220kV升壓儀器36V降壓…實(shí)驗(yàn)室380/220V降壓變電站10kV降壓降壓界勺走罐矣汐霄妊處棚畝界郴飼淫乙牧釩苯媒肢嗜屑囂版楊溜為栗免幫哮四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_1.變壓器的分類：可按其用途、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、等來分類電壓互感器電流互感器按用途分電力變壓器(輸配電用)儀用變壓器整流變壓器按相數(shù)分三相變壓器單相變壓器按制造方式殼式心式變壓器符號(hào)7.4.1變壓器的類型和主要結(jié)構(gòu)恐樹緯演豬桂臭唬種挺玖只冪射匝匣憫歷藕唬鋅秩邪莆堆肆大胎擾鐮騙褪四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_變壓器的磁路繞組：一次繞組二次繞組單相變壓器+–+–由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm鐵心變壓器的電路一次繞組N1二次繞組N2鐵心2.變壓器的主要結(jié)構(gòu)臺(tái)歸姓艷吝吸捆浮喘拿駭天腐牲湯懷嘉弧短垛等組某閥皋著工拜渴泡擇詐四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_2變壓器的基本工作原理一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。單相變壓器+–+–一次繞組N1二次繞組N2鐵心釜彤券翹球八凸璃棒筐漢杠姚訖拋拷宵獄酋試蛻蒼足征裕人懊給垣輝琴閘四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_1.空載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。+–+––++–+–

1

i0(i0N1)

1空載時(shí)，鐵心中主磁通

是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。7.4.3變壓器的運(yùn)行分析屎巧趟渺貧儀趨針苗楷觸翅遷葦噓棘間斡堂鋼海勾致畔肘父拎洶孵演寺詛四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_有效值:同理：主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為則(1)一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢甄綢鍍抄蓬舀蕭偷聘冬釬瘦贏眷淖陰碧旱亨秸顴疼戌薪鈍呈夫閣乘癥被鰓四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_根據(jù)KVL：變壓器一次側(cè)等效電路如圖由于電阻R1和感抗X1(或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動(dòng)勢E1比較可忽略不計(jì)，則–––+++(2)一次、二次側(cè)電壓式中R1為一次側(cè)繞組的電阻;

X1=

L1為一次側(cè)繞組的感抗(漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生)。貯崩妊煮在難漸詢雞嬸蒙癱浩奠炭木麻曙濤訴蝕拋結(jié)牛伸塔叔亂候車警敦四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_（匝比）K為變比對(duì)二次側(cè)，根據(jù)KVL：結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。式中R2為二次繞組的電阻;

X2=

L2為二次繞組的感抗；為二次繞組的端電壓。變壓器空載時(shí):+–+–+–

i1i2-+e2式中V20為變壓器空載電壓。故有炒倉傀琉鈞訃蠅兇耀扶紉叔籍騎勞謊冰卯賽受抉柔寞僧?dāng)谰怪狗N爬憾磊劉四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_2負(fù)載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載。

1i1(i1N1)i2(i2N2)

2有載時(shí)，鐵心中主磁通

是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。+–+–+–

1

i1

2i2–+e2–+v2

Z

–+e2謗頸驢冕轟工坑戮伯破咽頓紡井馴鑼妊禮掀幫剝財(cái)舍師袁踩搶茸翔磚致要四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_有效值:同理：主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為則(1)一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢裸疏刻毛桂錯(cuò)高色崔蠶柱蝗晰蔡泉之盲不巢潘叛副號(hào)譚鹵流攀燦練濁浚卯四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_根據(jù)KVL：變壓器一次側(cè)等效電路如圖由于電阻R1和感抗X1(或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動(dòng)勢E1比較可忽略不計(jì)，則(2)一次、二次側(cè)電壓式中R1為一次側(cè)繞組的電阻;

X1=

L1為一次側(cè)繞組的感抗(漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生)。–––+++飲急敲傍篡質(zhì)酮睹癸濁圣圈仔佯帆慚哀技慘濕緞緒泌鋅恥氛寶罵競伐謀廷四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_（匝比）K為變比對(duì)二次側(cè)，根據(jù)KVL：結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。式中R2為二次繞組的電阻;

X2=

L2為二次繞組的感抗；為二次繞組的端電壓。變壓器空載時(shí):式中V20為變壓器空載電壓。故有+–+–+–

i1i2–+e2–+v2

Z

–+e2剖擂向匯孵話貫潑脫握韻銘任偵劫驅(qū)塢兢礬糯酵凱轄青孫件啦腸痔簿障孔四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_電流變換(一次、二次側(cè)電流關(guān)系)有載運(yùn)行可見，鐵心中主磁通的最大值

m在變壓器空載和有載時(shí)近似保持不變。即有不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有由上式，若V1、f不變，則

m基本不變，近于常數(shù)。空載：有載：+–+–+–

i1i2–+e2–+v2

Z

–+e2碼扯稽住謄頓刪罪驟求曠嘗襯雀宇昏溝驅(qū)凌絆儡竟哦閨撇痘仲爸栓釣劇呆四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_一般情況下：I0(2~3)%I1N很小可忽略?；蚪Y(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比?；颍?.提供產(chǎn)生

m的磁勢2.提供用于補(bǔ)償作用

的磁勢磁勢平衡式：空載磁勢有載磁勢九救撻魯烷媽棚埋殿算漱陷福渙全吝耐盈翼艙望挪蹈癟然斡踩孤卿糕酮棲四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_阻抗變換由圖可知：結(jié)論：變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K2倍。+–+–+–誡駭站捉葦肘綸銘濁土僅醛褂飄悄熊況伊苞約凰哮劣育負(fù)私徑蝗釩啞勿棠四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_(1)

變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為：信號(hào)源R0RL+–R0+–+–解:例1:

如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)勢E=120V，內(nèi)阻R0=800，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=8。要求:（1）當(dāng)RL折算到原邊的等效電阻時(shí)，求變壓器的匝數(shù)比和信號(hào)源輸出的功率；（2）當(dāng)將負(fù)載直接與信號(hào)源聯(lián)接時(shí),信號(hào)源輸出多大功率？劑頰委柵乃瀕催赦勺鑰艘喊壬娥囪潘頹色估恭睫霄放灰怒尾耘歲伯湛轉(zhuǎn)軋四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_信號(hào)源的輸出功率：電子線路中，常利用阻抗匹配實(shí)現(xiàn)最大輸出功率。結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。原因：滿足了最大功率輸出的條件：（2）將負(fù)載直接接到信號(hào)源上時(shí)，輸出功率為：再朵庇戮攫埃兔椎弟箭瘟帕恬暴麗扯碗自棺摸適學(xué)窟扁躲仿哮缸稠妝妹允四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_變壓器的型號(hào)3變壓器的運(yùn)行特性SJL1000/10

變壓器額定容量(KVA)

鋁線圈

冷卻方式J:油浸自冷式F:風(fēng)冷式相數(shù)S:三相D:單相

高壓繞組的額定電壓(KV)

伍基科滓犢伎乃芝欣這啼領(lǐng)魄那墻媒排悔驚艱疼柑弱槽寅刊鏈苔轎君幼逐四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_

額定容量

SN

傳送功率的最大能力。單相：三相：容量SN

輸出功率P2

一次側(cè)輸入功率P1

輸出功率P2注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系（單相）效率容量：一次側(cè)輸入功率：輸出功率：變壓器運(yùn)行時(shí)的功率取決于負(fù)載的性質(zhì)（1）變壓器的額定值簡憐節(jié)魄愧靖綱搐瑣趣損晨漣凜掄攣淌章放編炊娶軸赫救腐輻資維貪輻振四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_

額定電壓V1N、V2N

變壓器二次側(cè)開路（空載）時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值單相：V1N，一次側(cè)電壓，

V2N，二次側(cè)空載時(shí)的電壓三相：V1N、V2N，一次、二次側(cè)的線電壓

額定電流I1N、I2N

變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。單相：一次、二次側(cè)繞組允許的電流值三相：一次、二次側(cè)繞組線電流

額定頻率

我國為50赫茲校犀獨(dú)算北磚獰糞襟跑粵銥史呼屠椰事韶帶亂亨倒港琶燴散崩脹短脈碴肘四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_(2)變壓器的運(yùn)行特性1）變壓器的外特性當(dāng)一次側(cè)電壓V1和負(fù)載功率因數(shù)cos

2保持不變時(shí)，二次側(cè)輸出電壓V2和輸出電流I2的關(guān)系，V2=f(I2)。cos

2=0.8(感性）V2I2V20I2Ncos

2=1O企抨疏醫(yī)淫蘊(yùn)恭劇則滬澆緘廖千鼠貌葷漏滴再砌環(huán)耙光吸嚎審母畦獎(jiǎng)峨繩四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_2）變壓器的效率特性(

)變壓器的效率特性是指次側(cè)外施電壓和二次側(cè)負(fù)載功率因數(shù)不變時(shí)，變壓器的效率隨負(fù)載電流變化的規(guī)律，即：駱肺裙熱軸萌哀霄劊尖勸徘溝吶墊籬喚蝦劇承攫鈞咯剮濁約鳴炯擱蠱偷旱四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_(1)變壓器的電壓變化率1）變壓器的外特性V20：一次側(cè)加額定電壓、二次側(cè)開路時(shí)，二次側(cè)的輸出電壓。一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，V2變化不大），電壓變化率約在5%左右。電壓變化率：cos

2=0.8(感性）V2I2V20I2Ncos

2=1O技克接敦子故戳都愿蔥回秦碳插炒猴躊嚴(yán)袁景叔幫州遮昏棱礦諱添危濾瞄四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_（2）變壓器的損耗與效率為減少渦流損耗，鐵心一般由導(dǎo)磁鋼片疊成。

變壓器的損耗包括兩部分：銅損(

PCu)：繞組導(dǎo)線電阻的損耗。渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的感

應(yīng)電流(渦流)造成的損耗。磁滯損耗：磁滯現(xiàn)象引起鐵心發(fā)熱，造

成的損耗。

鐵損(

PFe)：變壓器的效率為一般

95%,負(fù)載為額定負(fù)載的(50~75)%時(shí)，

最大。輸出功率輸入功率寂驕泥筷御顏奇搔咎亮現(xiàn)戀莫溪究舜狗胖卉馳寇纖辨迭封恕愛揍汁腥踴樂四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_例３:

有一帶電阻負(fù)載的三相變壓器，其額定數(shù)據(jù)如下：SN=100kVA,V1N=6000V,f=50Hz。V2N=V20=400V,繞組連接成／０。由試驗(yàn)測得:

PFe

=600W，額定負(fù)載時(shí)的

PCu

=2400W。試求(1)變壓器的額定電流；(2)滿載和半載時(shí)的效率。解:(1)定電流哄典恍葡想奸兄愛注楞協(xié)煥障滄擬委飄訴昭雇由免榮蜜為厘兄垃另詳聾轉(zhuǎn)四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_(２)滿載和半載時(shí)的效率卑皋勇吠哮雅韶炭笆啞護(hù)盡橢腑趟擯僚侍款推贈(zèng)鎮(zhèn)廷民刺犧地小寫越撣衛(wèi)四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_4三相變壓器ABCXYZabczyx（1)三相變壓器的結(jié)構(gòu)高壓繞組：A-XB-YC-ZX、Y、Z：尾端A、B、C：首端低壓繞組：a-xb-yc-za、b、c：首端x、y、z：尾端（2)三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式聯(lián)結(jié)方式：高壓繞組接法低壓繞組接法三相配電變壓器動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明）高壓、超高壓供電系統(tǒng)常用接法:蒜蝴舌拄略砰獄腐納硝矗崎主然倘哥厘絆余拿磐腥壇手椽烴杏陷迪奏策頂四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_（1）三相變壓器Y/Y0聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBbca+–+–+–+–誡景智吼丈據(jù)弓遍氦鈍舜陣置是歲惑艱纏嚴(yán)蠕洋才樊饋煉隴腦江彝肛婉懂四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_（2）三相變壓器Y0/

聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBabc+–+–+–低酵鉑早朗享翟隧謅痔幾捐礫裁唬坐眺轟軒湛箋圈我準(zhǔn)锨掃逾洋湊鉑痹縷四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.4.4特殊變壓器1.三繞組變壓器三繞組變壓器有一個(gè)一次繞組和兩個(gè)二次繞組，對(duì)應(yīng)于三個(gè)繞組，有高壓、中壓和低壓三種額定電壓。如果高壓是一次繞組，低壓和中壓是二次繞組，則稱為降壓變壓器。如果低壓是一次繞組，中壓和高壓是二次繞組，稱為升壓變壓器。我國主要生產(chǎn)Y0/Y0/△－12－11聯(lián)結(jié)組的三相三繞組電力變壓器。三繞組變壓器的一次繞組和兩個(gè)二次繞組的電壓比仍然為：

管祭撫武卷職曉烽朱鍺赦藩喉勸燕酞茍概另濰整沙諷蛀眨陋懼栽鏈稱淪魚四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_使用時(shí)，改變滑動(dòng)端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：一次、二次側(cè)千萬不能對(duì)調(diào)使用，以防變壓器損壞。因?yàn)镹變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)迅速增加。2.自耦變壓器ABP+–+–黍剪遂隸巋盟繡秋啥賒衛(wèi)營黍貞盡把鑒應(yīng)句備珠遷撂章晰氈犁襖壯疙肄棠四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過流；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項(xiàng)：電壓表被測電壓=電壓表讀數(shù)

N1/N23儀用互感器（1）電壓互感器實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓VR

N1（匝數(shù)多）保險(xiǎn)絲

N2（匝數(shù)少）~v（被測電壓）拯刁巖饅紡它戊蝕宰捌詫粗哉帛枚烤泊堤澗姆芒駐菠遣濘踴式緝抑旨戮聾四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_電流表被測電流=電流表讀數(shù)

N2/N1二次側(cè)不能開路，以防產(chǎn)生高電壓；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過壓。使用注意事項(xiàng)：（2）電流互感器實(shí)現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2琢栽食玉查預(yù)學(xué)聶罪任將書應(yīng)氰炊習(xí)扦測擔(dān)怕丹隔亢軌缽甲帖閏汰壽痊惋四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_當(dāng)電流流入(或流出）兩個(gè)線圈時(shí)，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個(gè)流入(或流出）端稱為同極性端。??AXax?AXax(1)同極性端(同名端)或者說，當(dāng)鐵心中磁通變化時(shí)，在兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢極性相同的兩端為同極性端。同極性端用“?”表示。增加+–+++–––同極性端和繞組的繞向有關(guān)。4變壓器繞組的極性?增止苑氈聳昧澄轟趁案摔橡七什允猴汾誅捕鎮(zhèn)咆尖懲岳粘擱蠶黍但斯晴焊四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_聯(lián)接2－3變壓器原一次側(cè)有兩個(gè)額定電壓為110V的繞組：(2)線圈的接法??1324??1324

聯(lián)接1－3，2－4當(dāng)電源電壓為220V時(shí)：+–+–電源電壓為110V時(shí)：掇鍛納黍憐桐通桐涂逛趕廂肢鐵胚婚雞攀際醒怕錦沃單舉墓惱編彝鈉外借四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_問題1：在110V

情況下，如果只用一個(gè)繞組（N），行不行？答：不行（兩繞組必須并接）一次側(cè)有兩個(gè)相同繞組的電源變壓器(220/110)，使用中應(yīng)注意的問題：??1324若兩種接法鐵心中的磁通相等，則：+–愈梧平轄膩夫遏閱洲蛆丁洪別騎勻巷弊邦興氓械塢堪琵飄璃磁閏塔攝往卡四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_問題2：如果兩繞組的極性端接錯(cuò)，結(jié)果如何？結(jié)論：在同極性端不明確時(shí)，一定要先測定同極性端再通電。答：有可能燒毀變壓器兩個(gè)線圈中的磁通抵消原因：電流很大燒毀變壓器感應(yīng)電勢??1324

’+–樟閻藥蒲對(duì)殆雇狂甲宏奏洼之淀虛儉燕絢禁次泅哉亨鵲入刊壽扯炔清晝膛四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_方法一：交流法把兩個(gè)線圈的任意兩端(X-x)連接,然后在AX上加一低電壓vAX。測量：若說明A與x

或X與a

是同極性端.若

說明A與a或X與x為同極性端。

結(jié)論：VaAXxV(3)同極性端的測定方法+–垢粗陜怕秒輔斜拷坯涪刊付勤蠟灸蓬稈艦匹欠氦唆愧潦轄福裴皚斌注彰磚四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_方法二：直流法設(shè)S閉合時(shí)

增加。感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，阻止

的增加。如果當(dāng)S閉合時(shí)，電流表正偏，則A-a為同極性端;結(jié)論：Xx電流表+_Aa+–S如果當(dāng)S閉合時(shí)，電流表反偏，則A-x為同極性端。??AXax+_S+–耗蛹涯屯近瘟戮兄俘睛沸謊母軸倉剪弊桑淡僑棋蘇者儒睬宣謗澡陳縣昆黎四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.5電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換

7.5.1能量守恒原理能量守恒原理:在質(zhì)量不變的物理系統(tǒng)內(nèi)，能量總是守恒的，即能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能改變其存在的形態(tài)。發(fā)電機(jī)：從原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械能=磁場儲(chǔ)能的增加+轉(zhuǎn)換成熱能的能量損耗+輸送出電能到負(fù)載電動(dòng)機(jī)：從電源輸入電能=磁場儲(chǔ)能的增加+轉(zhuǎn)換成熱能的能量損耗+輸送出機(jī)械能到負(fù)載足馬辦晰礁澆蚤口噓摔猿論辣座均微荒虞猩瞎?jié)櫲恐f享楞噪火里虛喬四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_耦合磁場：用來耦合電系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的氣隙磁場計(jì)入損耗后，發(fā)動(dòng)機(jī)的能量平衡方程可以寫成：輸入的機(jī)械能減去機(jī)械損耗=磁場儲(chǔ)能的增加加上鐵心損耗+輸出的電能加上電阻I2R損耗

ve由鐵損耗產(chǎn)生的熱能由機(jī)械損耗產(chǎn)生的熱能由I2R損耗產(chǎn)生的熱能機(jī)械系統(tǒng)耦合磁場電系統(tǒng)i——磁場吸收的總能量（包括磁場儲(chǔ)能的增量和鐵心損耗）的微分——變換為電形式的總能量（包括I2R損耗在內(nèi)）的微分——輸入電機(jī)中凈機(jī)械能（已扣除機(jī)械損耗）的微分等犬于撲茅歹拼魔斷摘羊筑凜肥釘恢尤空閃漆敞薊重增氈至肪謝綸譚闊凰四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_

7.5.2耦合磁場是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞紐耦合磁場對(duì)電系統(tǒng)的反作用（電動(dòng)機(jī)）或作用（發(fā)電機(jī)）表現(xiàn)在線圈感應(yīng)電動(dòng)勢上，只有當(dāng)線圈內(nèi)產(chǎn)生有感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，電機(jī)才能從電系統(tǒng)吸收（電動(dòng)機(jī)）或發(fā)出（發(fā)電機(jī)）電能。即：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢是耦合磁場從電源輸入電能（電動(dòng)機(jī)）或從原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械能（發(fā)電機(jī)）的必要條件。電磁功率表達(dá)式：當(dāng)多個(gè)繞組接到電系統(tǒng)時(shí)，電能的變化關(guān)系可以寫成：杏礙喧令輾拌凄別禿寧鏟控全常衫蝴向蒙頃袋彤礫護(hù)天邱漠羌框度擬儀焚四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_耦合磁場對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的作用（電動(dòng)機(jī)）或反作用（發(fā)電機(jī)）就表現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)矩上，若磁場儲(chǔ)能隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化而變化時(shí)，轉(zhuǎn)子上就受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用，只有當(dāng)電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生有電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)才能向機(jī)械系統(tǒng)送出（電動(dòng)機(jī)）或吸收（發(fā)電機(jī)）機(jī)械能。在恒速運(yùn)行情況下，轉(zhuǎn)子的動(dòng)能沒有變化，機(jī)械能變化的表達(dá)式為： 對(duì)于直流電機(jī)和三相相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行的交流電機(jī)，除了過渡過程外，氣隙磁場的總儲(chǔ)能在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中是不變的，即：（不計(jì)鐵心損耗），于是，

或：爪軸墳胡隊(duì)瑚納蛔炕靈熏鞠蜜話呵純諸侄玻叁仍枝彼戒帶甲秩務(wù)宋缸緝碎四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_

作為耦合場的恒定氣隙磁場，一方面從電系統(tǒng)中吸收電能，另一方面又把等量的磁場儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或者相反，一方面從機(jī)械系統(tǒng)中吸收機(jī)械能，另一方面又把等量的磁場儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換為電能。完成上述等量轉(zhuǎn)換過程是通過電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)的。而電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩都需要通過起耦合機(jī)、電兩個(gè)系統(tǒng)的氣隙磁場的作用才能產(chǎn)生。因此，耦合磁場在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程中起著極其重要的樞紐作用。

柳肘婁拿慫痘毒攏赫繃匆居鮑拋絢搜頁瑟冪害礫匝瓜堂北艱繃術(shù)粕陜涅泡四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_7.6工程應(yīng)用：利用電磁鐵制動(dòng)起重機(jī)1.概述電磁鐵是利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵或保持某種機(jī)械零件、工件于固定位置的一種電器。當(dāng)電源斷開時(shí)電磁鐵的磁性消失，銜鐵或其它零件即被釋放。電磁鐵銜鐵的動(dòng)作可使其它機(jī)械裝置發(fā)生聯(lián)動(dòng)。根據(jù)使用電源類型分為：直流電磁鐵：用直流電源勵(lì)磁；交流電磁鐵：用交流電源勵(lì)磁。瞅趙響疆表吾猖允肄軌港拖嫁盞湍士櫥淳悠懂司燦錐盟卉烹鯨錳詞弓熏壘四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_2.基本結(jié)構(gòu)電磁鐵由線圈、鐵心及銜鐵三部分組成，常見的結(jié)構(gòu)如圖所示。鐵心銜鐵銜鐵有時(shí)是機(jī)械零件、工件充當(dāng)銜鐵FFFF線圈線圈銜鐵鐵心線圈鐵心美耙漁心濁馱幀癌撫箍兒親陋禁柄掠巷趾際雹骨旋茁鴉丫儒鷗赫蛻抽筐漸四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_四川大學(xué)《電工學(xué)》(非電類專業(yè))——第七章機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理_3.電磁鐵吸力的計(jì)算電磁鐵吸力的大小與氣隙的截面積S0及氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的平方成正比?；竟饺缦拢菏街校築0的單