電機(jī)拖動(dòng)課件第一章.ppt

1、第一章 磁路,第一節(jié) 磁路的基本定律,機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的媒介是磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的路徑稱為磁路。在工程中，通常將磁場(chǎng)問(wèn)題簡(jiǎn)化為磁路問(wèn)題。,電機(jī)是進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的裝置,2,一. 磁場(chǎng)的幾個(gè)常用量,磁感應(yīng)強(qiáng)度（又稱磁通密度）B 表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量。單位：Wb/m2,磁通量 垂直穿過(guò)某截面積的磁力線總和。 單位：Wb,磁場(chǎng)強(qiáng)度H 計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)引用的物理量。 B=H ，單位：A/m,3,磁通所通過(guò)的路徑稱為磁路,二. 磁路的概念,4,三、磁路的基本定律,1、安培環(huán)路定律,沿任何一條閉合回線L，磁場(chǎng)強(qiáng)度H的線積分等于該閉合回線所包圍的電流的代數(shù)和,如果在均勻磁場(chǎng)中，沿著回線 L 磁場(chǎng)強(qiáng)度H 處處相等，則,2

2、、磁路的歐姆定律,作用在磁路上的磁動(dòng)勢(shì) F 等于磁路內(nèi)的磁通量 乘以磁阻 Rm,5,磁通量等于磁通密度乘以面積,磁場(chǎng)強(qiáng)度等于磁通密度除以磁導(dǎo)率,于是,6,例1-1 有一閉合鐵心磁路，鐵心的截面積A=910-4m2, 磁路的平均長(zhǎng)度 l =0.3m，鐵心的磁導(dǎo)率Fe=50000，套裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組為500匝。試求在鐵心中產(chǎn)生1T的磁通密度時(shí)，需要多少勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流？,解 用安培環(huán)路定律求解如下,7,3、磁路的基爾霍夫定律,（1）磁路的基爾霍夫電流定律,或,8,（2）磁路的基爾霍夫電壓定律,9,磁路和電路有相似之處，卻要注意有以下幾點(diǎn)差別：,1）電路中有電流I 時(shí)，就有功率損耗；而在直流

3、磁路 中，維持一定磁通量，鐵心中沒(méi)有功率損耗。,2）電路中的電流全部在導(dǎo)線中流動(dòng)；而在磁路中，總 有一部分漏磁通。,3）電路中導(dǎo)體的電阻率在一定的溫度下是恒定的；而磁 路中鐵心的導(dǎo)磁率隨著飽和程度而有所變化。,4）對(duì)于線性電路，計(jì)算時(shí)可以用疊加原理；而在磁路 中，B和H之間的關(guān)系為非線性，因此計(jì)算時(shí)不可以 用疊加原理。,10,第二節(jié) 常用鐵磁材料及其特性,一、鐵磁物質(zhì)的磁化,在外磁場(chǎng)的作用下，磁疇順著外磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)向，排列整齊，顯示出磁性。,11,二、磁化曲線和磁滯回線,1、起始磁化曲線,將一塊未磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H由零逐漸增加時(shí)，磁通密度B將隨之增加。用B=f (H)描述的曲線

4、就稱為起始磁化曲線。,12,2、磁滯回線,剩磁當(dāng)H從零增加到Hm時(shí)，B相應(yīng)地從零增加到Bm；然后再逐漸減小H，B值將沿曲線ab下降。當(dāng)H=0 時(shí)，B值并不等于零，而是Br。這就是剩磁。,磁滯回線當(dāng)H在Hm和 Hm之間反復(fù)變化時(shí)，呈現(xiàn)磁滯現(xiàn)象的BH閉合曲線，稱為磁滯回線。,13,3、基本磁化曲線,對(duì)同一鐵磁材料，選擇不同的Hm反復(fù)磁化，得到不同的磁滯回線。將各條回線的頂點(diǎn)連接起來(lái)，所得曲線稱為基本磁化曲線。,14,三、鐵磁材料,1、軟磁材料,2、硬磁材料,四、鐵心損耗,1、磁滯損耗材料被交流磁場(chǎng)反復(fù)磁化，磁疇相互摩 擦而消耗的能量。,2、渦流損耗鐵心內(nèi)部由于渦流在鐵心電阻上產(chǎn)生的 熱能損耗。,3

5、、鐵心損耗磁滯損耗和渦流損耗之和。,15,第三節(jié) 直流磁路的計(jì)算,磁路計(jì)算正問(wèn)題給定磁通量，計(jì)算所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì),磁路計(jì)算逆問(wèn)題給定勵(lì)磁磁勢(shì)，計(jì)算磁路內(nèi)的磁通量,磁路計(jì)算正問(wèn)題的步驟： 1）將磁路按材料性質(zhì)和不同截面尺寸分段； 2）計(jì)算各段磁路的有效截面積Ak和平均長(zhǎng)度lk； 3）計(jì)算各段磁路的平均磁通密度Ak ，Bk=k/Ak； 4）根據(jù)Bk求出對(duì)應(yīng)的Hk； 5）計(jì)算各段磁位降Hklk，最后求出 F= Hklk。,磁路計(jì)算逆問(wèn)題因?yàn)榇怕窞榉蔷€性的，用試探法。,16,一、簡(jiǎn)單串聯(lián)磁路,例1-2 鐵心由鑄鋼和空氣隙構(gòu)成，截面積AFe=0.0009m2， 磁路平均長(zhǎng)度lFe=0.3m，氣隙長(zhǎng)度=5

6、10-4m，求該磁路獲得磁通量=0.0009Wb時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。,17,解：鐵心內(nèi)磁通密度為,從鑄鋼磁化曲線查得：與BFe對(duì)應(yīng)的HFe=9102A/m,空氣隙中：,鐵心段的磁位降：,所以，勵(lì)磁磁勢(shì)為 F=HFelFe+Hl=655A,18,二、簡(jiǎn)單并聯(lián)磁路,例1-3 鐵心由DR530硅鋼片構(gòu)成，鐵心柱和鐵軛截面積AFe=0.0004m2，磁路平均長(zhǎng)度lFe=0.05m，氣隙長(zhǎng)度 1 =2=2.510-3m，勵(lì)磁線圈匝數(shù)N1=N2=1000匝。不計(jì)漏磁通，試求在氣隙中產(chǎn)生磁通密度B=1.211T時(shí)，所需的勵(lì)磁電流。,19,解：,中間磁路長(zhǎng)度：,兩邊磁路長(zhǎng)度：,氣隙磁位降：,中間鐵心磁位降：,查磁化曲線：,20,總磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流為：,兩邊鐵心磁通密度和磁位降：,查磁化曲線：,21,有關(guān)交流磁路和鐵心線圈的計(jì)算，將在變壓器一章討論。,第四