電器原理第一章-電磁電器概論1.ppt

1、電器原理及應用,第一章 緒論,問題：要吸起一塊10kg的鐵塊，需要多大的磁鋼？,一.什么是電器？ 電器：用來自動或非自動地 通斷、調(diào)節(jié)、控制、保護、檢測 （電機、電路、非電過程、機械） 的用電設備。 特點：數(shù)量大、品種多。,電磁式電器：,二.典型電器介紹 電磁鐵 繼電器 接觸器 電磁閥 斷路器 電磁離合器 炭片調(diào)壓器 磁放大器 傳感器,第一章 緒論,繼電器：,第一章 緒論,二.典型電器介紹 電磁鐵 繼電器 接觸器 電磁閥 斷路器 電磁離合器 炭片調(diào)壓器 磁放大器 傳感器,第一章 緒論,電磁鐵+執(zhí)行機構,三.電器分類 1、按電壓等級分：,第一章 緒論,高壓電器：額定電壓3KV 低壓電器：額定電壓

2、1200V,自動切換電器 手動電器 低壓成套開關設備,三.電器分類 2、按使用場所分：,第一章 緒論,一般工業(yè)用電器 礦山電器 船用電器 航空航天電器 等等,四.電器現(xiàn)狀和發(fā)展 1、現(xiàn)狀： 已達到國際電工IEC標準 2、發(fā)展趨勢 智能化、電子化、組合化、模塊化、標準化,第一章 緒論,五.航天航空電器 發(fā)展趨勢 1、小型化、低功耗 2、高可靠性 3、固態(tài)電器 4、混合型,第一章 緒論,六.課程性質(zhì)和目的 性質(zhì)：電氣工程及自動化專業(yè)的技術基礎理論課。 目的：為電磁式電器的分析、設計、計算提供必要的理論基礎和基本計算方法。,第一章 緒論,總結： 一.電器 二.典型電器介紹 三.電器分類 四.電器現(xiàn)狀

3、和發(fā)展 五.航天航空電器,第一章 緒論, 2.1概述 電磁電器：電磁原理工作 電磁鐵 磁系統(tǒng)分類： 1、直流磁系統(tǒng) 2、交流磁系統(tǒng) 3、極化電磁機構 4、交直流同時磁化系統(tǒng),第二章 直流磁路計算,電磁鐵 1、拍合式 2、吸入式 3、盤式 4、旋轉(zhuǎn)式,一、直流磁系統(tǒng)的結構形式,1）結構共性： 線圈、導磁體（銜鐵、軛）、氣隙 2）運動特點 3）工作過程 線圈通電磁通電磁吸力銜鐵運動 4）要解決的問題 電能機械力 電流磁通 磁通機械力 銜鐵運動規(guī)律動特性,一、直流磁系統(tǒng)的結構形式,磁場： 1）磁感應強度 2）磁力線（磁感應線） 3）磁通（磁通管） 4）磁場強度 5）磁導率 6）磁鏈 7）磁通勢 8）

4、磁位和磁位差,二、 磁場的基礎概念,磁場：電流產(chǎn)生磁場 1)、磁感應強度 （磁通密度）B： 衡量磁場中各點磁力的大小和方向 單位：T 特斯拉 2)、磁力線（磁感應線）,磁場,特點： 1、閉合曲線 2、與電流交鏈,3)、磁通量（磁通）： 穿過某一面積的總磁力線數(shù)。,單位：Wb（韋伯） 磁通管：假想的管子，管壁處的線與磁密一致。,特點： 1、閉合曲線 2、與電流交鏈,磁場,4)、磁場強度H： 宏觀電流在真空中產(chǎn)生的磁場的強度 單位：A/m，安/米 5)、磁導率,單位：H/m，亨/米 6）、磁鏈： =W 7）、磁通勢（磁勢）F： 全電流數(shù) F=WI （安匝）,磁場,8）、磁位和磁位差：,等磁位面：,

5、與磁力線正交,磁場,9）、高斯定理（磁通連續(xù)性原理） 磁場中通過任意閉合曲面的磁通量必為零。,磁通處處連續(xù),磁場,10）、安培環(huán)路定律（全電流定律） 磁場中沿任一閉合路徑上磁場強度的線積分，等于穿過該閉合路徑內(nèi)的導體電流的代數(shù)和。,磁場,11)、電磁感應定律（楞次定律） 任一線圈中所匝鏈的磁通發(fā)生變化時，線圈中便產(chǎn)生感應電勢， 此感應電勢的大小等于磁鏈對時間的變化率， 方向總是企圖產(chǎn)生感應電流來阻止線圈中磁鏈的變化。,磁場,12)、電磁力定律 磁場中的載流導體要受到磁場的作用力,磁場,2-2 磁系統(tǒng)的磁通分布規(guī)律,一、磁系統(tǒng)的磁通分布 1、力線與線圈總是互鏈 2、力線充滿整個空間 3、力線在氣

6、隙處發(fā)生擴散 4、力線形狀是逐漸變化的 5、力線不相交,問題：什么是磁路？,磁化特性,二、磁極間磁力線的形狀與規(guī)律 1、平面間 2、互成角度 3、尖角處 4、凹入部分 5、表面形狀轉(zhuǎn)折處,2-2 磁系統(tǒng)的磁通分布規(guī)律,一、磁路參數(shù) 1、磁通 2、磁壓 3、磁阻 4、磁導 5、磁勢,2-3 磁路的基本定律,磁通（或磁力線）所經(jīng)過的閉合回路。,磁路參數(shù),整個磁場由許許多多的磁路并聯(lián)而成,磁路參數(shù)一、磁阻、磁導和磁壓降,：磁阻系數(shù)。,磁壓降：磁阻兩端的磁位差。,磁路歐姆定律：,問題：截面不相等,二、等值磁路圖,磁路和電路在這里有所不同，在磁路中，構成磁路的各個部分的材料和截面會有所不同，這樣在分析時

7、，我們要將磁路進行分段，每段有相同的材料和截面，即B和要相同。,簡單磁路,復雜磁路,問題：漏磁呢？,四、磁路的基爾霍夫第二定律,三、磁路的基爾霍夫第一定律,1、磁路歐姆定律 2、磁路的基爾霍夫第一定律,* 磁路的基本定律,3、磁路的基爾霍夫第二定律,五、磁路與電路的比較,2-3 磁路的基本定律,2-4 磁性材料,磁性材料 非磁性材料,特性、主要參數(shù) 一、磁化曲線,磁化曲線 磁感應強度隨磁場強度變化的關系曲線,1、起始磁化曲線,由完全去磁狀態(tài)磁化所得 b: bc: 磁導率 微分磁導率d,非線性,飽和性,飽和磁感應強度Bs 磁導率,2、磁滯回線,極限磁滯回線 剩磁Br 矯頑力Hc 矩形系數(shù)Br / Bs,磁滯損耗 硬磁材料 軟磁材料,3、基本磁化曲線,磁滯性：和歷史有關,二、影響B(tài)-H曲線的主要因素,1、材料本身性能 2、熱處理工藝 3、磁化電流 4、動態(tài)