磁路電機(jī)學(xué)湯蘊(yùn)璆主編第三

會計學(xué)1磁路電機(jī)學(xué)湯蘊(yùn)璆主編第三2電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@一章磁路1.1磁路的基本定律1.2常用的鐵磁材料及其特性1.3磁路的計算重點(diǎn)與難點(diǎn)：飽和問題（非線性問題）第1頁/共31頁3電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@，023-651112291.1磁路的基本定律

BasicLawsofMagneticCircuit磁路的概念電磁基本定律安培環(huán)路定律電磁感應(yīng)定律電磁力定律磁路基本定律磁路的歐姆定律磁路的基爾霍夫第一定律磁路的基爾霍夫第二定律第2頁/共31頁4電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@路的概念

ConceptsofMagneticCircuit磁路：磁通所通過的路徑。電路：電流所通過的路徑。對偶電阻電動勢電流磁阻磁動勢磁通直流磁路交流磁路第3頁/共31頁5電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@路的概念

ConceptsofMagneticCircuit第4頁/共31頁6電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@路的概念

ConceptsofMagneticCircuit變壓器的磁路2極直流電機(jī)的磁路第5頁/共31頁7電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@磁通與漏磁通

MainFlux&LeakageFlux分類作用大小磁路符號主磁通能量轉(zhuǎn)換或傳遞大主磁路Φ漏磁通漏抗壓降小漏磁路Φσ第6頁/共31頁8電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@培環(huán)路定律(Ampere’sLaw)或：全電流定律電磁基本定律

BasicLawsofElectromagnetism=-i1+i2-i3第7頁/共31頁9電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@磁感應(yīng)定律(LawofElectromagneticInduction)電磁基本定律

BasicLawsofElectromagnetismeΦ第8頁/共31頁10電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@磁力定律(LawofElectromagneticForce)電磁基本定律

BasicLawsofElectromagnetism第9頁/共31頁11電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@路歐姆定律(Ohm’sLaw)磁路基本定律

BasicLawsofMagneticCircuit磁路歐姆定律：電動勢：ElectromotiveForce，e.m.f.磁動勢：MagnetomotiveForce，m.m.f.磁阻：ReluctivityFΦRm第10頁/共31頁12電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@路的基爾霍夫第一定律

KirchhoffFirstLawΦ3Rm3Φ2Φ1Rm1Rm2F第11頁/共31頁13電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@Φ1Rm1Rm2Φ2RmδΦδ磁路的基爾霍夫第二定律

KirchhoffSecondLaw舉例：第12頁/共31頁14電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@路的基爾霍夫第二定律

KirchhoffSecondLaw

定律背景：磁路計算時，總是把整個磁路分成若干段，每段為同一材料、相同截面積，且段內(nèi)磁通密度處處相等，從而磁場強(qiáng)度亦處處相等。定律內(nèi)容：沿任何閉合磁路的總磁動勢恒等于各段磁路磁位降的代數(shù)和。第13頁/共31頁15電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@路與電路的對比電路磁路基本物理量及表達(dá)式單位基本物理量及表達(dá)式單位電流：IA磁通：ΦWb電動勢：EV磁動勢：F=NIA電壓降：UV磁壓降：ΦRm=HlA電阻：R=l/△AΩ磁阻：Rm=l/μAH-1電導(dǎo)：G=1/RS磁導(dǎo)：Λm=1/RmH歐姆定律：E=IR歐姆定律：F=ΦRm基爾霍夫第一定律：ΣI=0基爾霍夫第一定律：ΣΦ=0基爾霍夫第二定律：ΣE=ΣU基爾霍夫第二定律：ΣF=ΣΦRm=ΣHl第14頁/共31頁16電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@，023-651112291.2常用的鐵磁材料及其特性電機(jī)的常用材料鐵磁物質(zhì)的磁化磁化曲線與磁滯回線鐵磁材料鐵心損耗第15頁/共31頁17電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@電材料(ElectricMaterials)引導(dǎo)電流的電路，要求電導(dǎo)率大導(dǎo)磁材料(MagneticMaterials)引導(dǎo)磁通的磁路，要求磁導(dǎo)率大絕緣材料(InsulatingMaterials)阻止電流流通，要求介電強(qiáng)度高、耐熱性能好結(jié)構(gòu)材料(MechanicalMaterials)支撐和連接，要求機(jī)械強(qiáng)度高電機(jī)常用的四大類材料第16頁/共31頁18電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@磁物質(zhì)的磁化(Magnetization)磁疇(Domain)磁化過程鐵磁物質(zhì)的導(dǎo)磁性

磁導(dǎo)率：反映鐵磁物質(zhì)導(dǎo)磁能力的參數(shù)。μ=B/H(H/m,T,A/m)

μ0=4π×10-7H/m

μFe=(2000~6000)μ0鐵、鎳、鈷及其合金第17頁/共31頁19電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@H圖1-7鐵磁材料的起始磁化曲線abcdO膝點(diǎn)飽和第18頁/共31頁20電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@化曲線MagnetizationCurve隨著電流增加：H會增加，飽和程度增加，μFe減??；Rm增大；導(dǎo)磁性能降低。第19頁/共31頁21電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@1-8鐵磁材料的磁滯回線HBabcdef演示：磁滋回線基本磁化曲線第20頁/共31頁22電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@關(guān)重要概念磁化：鐵磁材料在外磁場的作用下，呈現(xiàn)出很強(qiáng)的磁性。剩磁：去掉外磁場之后，鐵磁材料內(nèi)仍保留的磁通密度。矯頑力：為使B值減小到零，必須加上的反向磁場強(qiáng)度。磁滯：鐵磁材料中磁通密度B的變化滯后于磁場強(qiáng)度H變化的現(xiàn)象。它是鐵磁材料的另一個特性。磁滯回線：呈現(xiàn)磁滯現(xiàn)象的B-H閉合回線?；敬呕€：對同一鐵磁材料，選擇不同的磁場強(qiáng)度進(jìn)行反復(fù)磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的頂點(diǎn)聯(lián)接起來，所得的曲線。1種材料：鐵磁材料2種現(xiàn)象：磁化、磁滯2個參數(shù)：剩磁、矯頑力3根曲線：磁滯回線、起始磁化曲線、基本磁化曲線第21頁/共31頁23電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@磁材料的磁滯回線硬磁材料的磁滯回線鐵磁材料

FerromagneticMaterials鑄鐵、鑄鋼硅鋼片永磁材料第22頁/共31頁24電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@見的硬磁（永磁）材料鐵氧體鋁鎳鈷稀土鈷釹鐵硼第23頁/共31頁25電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@見的硬磁（永磁）材料三種常用永磁材料的性能比較Ferrite：鐵氧體Alnico：鋁鎳鈷NdFeB：釹鐵硼第24頁/共31頁26電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@見的硬磁（永磁）材料我國釹鐵硼永磁產(chǎn)量的2/3用于出口，在國內(nèi)銷售的1/3中，目前用于電機(jī)的比例很低，而高性能稀土永磁電機(jī)卻隨著計算機(jī)、飛機(jī)、數(shù)控機(jī)床等產(chǎn)品大量返銷進(jìn)口。

第25頁/共31頁27電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@心損耗鐵心損耗＝磁滯損耗＋渦流損耗磁滯損耗：鐵磁材料置于交變磁場中，磁疇之間不停地相互摩擦，消耗能量，造成的損耗。渦流損耗：渦流在鐵心中引起的損耗。問題：何時會產(chǎn)生鐵心損耗？第26頁/共31頁28電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@心損耗IronLosses磁滯損耗：渦流損耗：鐵心損耗：第27頁/共31頁29電機(jī)學(xué)教案，?2009by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@，023-651112291.3磁路的計算磁通(磁密)材料特性磁動勢F磁路計算磁動勢F材料特性磁通φ磁密