電器學(xué)-教學(xué)講解課件

第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

磁系統(tǒng)：磁導(dǎo)體＋氣隙1ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第一節(jié)電磁機構(gòu)的種類和特性電磁機構(gòu)類型：直流和交流;并勵和串勵;含永久磁鐵以及交、直流磁化;內(nèi)銜鐵式和外銜鐵式的。2ppt精選版3ppt精選版銜鐵角位移4ppt精選版5ppt精選版6ppt精選版7ppt精選版8ppt精選版9ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第二節(jié)磁性材料及其基本特性常用(鐵)磁性材料鐵、鎳、鈷、釔合金

(鐵)磁性材料特點：（1）磁導(dǎo)率高或極高磁導(dǎo)率為其他材料的幾百甚至幾千倍（2）非線性磁特性：磁感應(yīng)強度B和磁場強度H10ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第二節(jié)磁性材料及其基本特性一.磁疇、各向異性和居里點磁疇鐵磁物質(zhì)內(nèi)部磁場范圍的相對獨立的天然磁化區(qū)排列雜亂以致總體對外呈無磁性外界磁場作用下形成一致對外磁性——否則無磁性可磁化至飽和狀態(tài)11ppt精選版鐵磁材料內(nèi)部往往有相鄰的幾百個分子電流圈流向一致，因此在這些極小的區(qū)域內(nèi)就形成了一個個天然的磁性區(qū)域—磁疇。鐵磁材料內(nèi)部的磁疇排列雜亂無章，磁性相互抵消，因此對外不顯示磁性。鐵磁材料之所以具有高導(dǎo)磁性，是因為在它們的內(nèi)部具有一種特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)—磁疇。磁疇是怎么形成的？磁疇因受外磁場作用而順著外磁場的方向發(fā)生歸順性重新排列，在內(nèi)部形成一個很強的附加磁場。（a）無外磁場情況（b）有外磁場情況12ppt精選版BHBHBHBH(A)(B)(C)(D)各向異性：圖3－5磁化的方向性13ppt精選版物質(zhì)的磁性分類：

根據(jù)固體中電子與外部磁場之間交互作用的性質(zhì)與強度，將材料分為5類：與外部無響應(yīng)（基本）：

抗磁性順磁性X≤1

反鐵磁性

與外部磁場有強烈的相互作用：鐵磁性X≥1

亞鐵磁性

居里點臨界溫度值磁性材料在此溫度或以上，磁疇消失，變?yōu)轫槾挪牧蟽?nèi)部磁場14ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第二節(jié)磁性材料及其基本特性二.磁化曲線與磁滯回線15ppt精選版原始/起始磁化曲線磁性材料去磁后，H逐步增大，B也逐步增大的曲線圖3－6中的oc段膝點a和oa段磁化通過磁疇界壁轉(zhuǎn)移進行不消耗能量，過程可逆磁導(dǎo)率μ為常數(shù)，且與磁場強度H無關(guān)(B＝μH)膝部ab段大部分磁疇趨向外磁場方向消耗能量，過程不可逆巴克豪森效應(yīng)磁化呈階梯現(xiàn)象磁疇突然轉(zhuǎn)向產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，出現(xiàn)響聲μ特別大：較小的外磁場變化可導(dǎo)致較大的磁感應(yīng)某處出現(xiàn)磁導(dǎo)率的最大值μmax16ppt精選版飽和段bc未轉(zhuǎn)向磁疇很少需要消耗更多能量和更強的外磁場磁導(dǎo)率μ減小飽和狀態(tài)c點及以后所有磁疇方向與外磁場一致——飽和磁導(dǎo)率接近真空過程可逆17ppt精選版原始磁化曲線去磁的磁性材料磁化過程圖3－6中的oc段（過程不可逆）此時，逆向的H變化會使B沿ce曲線變動磁滯回線圖3－6中的基本閉合的外圍曲線、圖3－7多次重復(fù)后，達到穩(wěn)定狀態(tài)的磁化過程磁滯：B的變化總遲于H主要特征參數(shù)飽和磁感應(yīng)Bs（c點）剩余磁感應(yīng)磁（e、k點）：H＝0時的磁感應(yīng)強度B矯頑力（f、m點）：B＝0時的磁場強度H18ppt精選版磁芯線圈中通過交變電流時，H的大小和方向都會改變，鐵心在交變磁場中反復(fù)磁化的過程中，B的變化總是滯后于H的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯性；當H減為零時B并不為零這種現(xiàn)象稱為剩磁性。

磁導(dǎo)率可達102~104，由軟磁材料組成的磁路磁阻很小，在線圈中通入較小的電流即可獲得較大的磁通。

B不會隨H的增強而無限增強，H增大到一定值時，B不能繼續(xù)增強。高導(dǎo)磁性磁滯性和剩磁性磁飽和性：19注意：交流磁化曲線和直流磁化曲線不同交流磁滯回線和直流磁滯回線不同

實際使用的磁化曲線——基本/平均磁化曲線圖3－7若干不飽和對稱磁滯回線頂點連接而成原始/起始磁化曲線僅是實驗室狀態(tài)下的曲線注意：任一種磁性材料的磁化曲線均因工藝、結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境而不同，沒有固定的函數(shù)關(guān)系20ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第二節(jié)磁性材料及其基本特性三.鐵損和損耗曲線鐵損在工程上一般用損耗曲線來計算。鐵損因磁滯和渦流現(xiàn)象導(dǎo)致的功率損耗正比于：磁通密度的平方正比于：磁通交變頻率的1.2~1.3次方（磁滯回線變寬）渦流：感應(yīng)電流圍繞磁通呈現(xiàn)的旋渦狀流動磁滯損耗外加交變磁場作用造成與勵磁電流的頻率和磁滯回線的面積成正比銅耗焦耳熱的反應(yīng)，如銅等損耗曲線圖3－8鐵損與磁感應(yīng)強度和頻率的函數(shù)實驗曲線21ppt精選版軟磁材料矯頑力小，小到百分之幾A/m磁滯回線較窄磁導(dǎo)率不高，剩磁也不大——磁滯現(xiàn)象不明顯四.磁性材料第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第二節(jié)磁性材料及其基本特性22ppt精選版電工純鐵電解鐵、羊炭基鐵、工程純鐵僅作為直流電磁機構(gòu)的磁導(dǎo)體硅鋼硅元素的作用：P73適用于：交流電磁機構(gòu)高磁導(dǎo)率合金鐵鎳合金（坡莫合金）磁滯回線接近矩形——Br.＝Bs缺點：電阻率較小，不能承受機械應(yīng)力適用于：自動及通信裝置中的變壓器、繼電器特高磁導(dǎo)率的電磁元件23ppt精選版高頻軟磁材料鐵淦氧（鐵氧體）相對磁導(dǎo)率較小，僅數(shù)千矯頑力很小，電阻率極大適用于：高頻弱電電磁元件非晶態(tài)軟磁合金液體過渡態(tài)的合金磁性能與坡莫合金相近機械性能遠大于坡莫合金24ppt精選版硬磁材料矯頑力大，達數(shù)十萬A/m磁滯回線較寬最大磁能積（BH）大可制作永磁鐵經(jīng)適當充磁后，能長久保持較強的磁性硬磁材料特點磁滯回線寬磁能積BH較大常用于永久磁鐵——充磁后磁性能維持較長時間常用種類鑄造鋁鎳鈷系粉末燒結(jié)鋁鎳鈷系鋇、鍶、鐵的氧化物燒結(jié)的鐵氧體材料稀土鈷系材料：稀土鈷族元素＋鈷釤鈷、譜鈷、譜釤鈷等稀土永磁材料：銨鐵硼25ppt精選版磁場磁場是一種特殊的物質(zhì)磁場是電流所建立的一種空間電流之間相互作用力的中介磁場對電流的作用力微觀上，是對運動電荷的作用力——洛侖茲力左手定律圖3－9

B＝與其垂直的單位電流元所受的力注：磁系統(tǒng)的吸力通常十分復(fù)雜，不能直接用安培公式計算磁場對電流的作用與產(chǎn)生磁場的原因無關(guān)電機中的并勵、串勵等一.磁場的基本物理量第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第三節(jié)電磁機構(gòu)中的磁場及其路化26ppt精選版磁感應(yīng)強度的一個解釋：式3－3相當于作用在載有單位電流的單位長度導(dǎo)體上的、可能的最大磁場力磁力線/磁通線：人為引入的曲線曲線上每一點的切線方向與該點磁場的方向一致密度與B值成正比B的另一解釋：磁通密度磁通管通過磁場內(nèi)任一閉合曲線所有磁力線概念實質(zhì)化：磁通在磁通管內(nèi)的流動一.磁場的基本物理量第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第三節(jié)電磁機構(gòu)中的磁場及其路化27ppt精選版28ppt精選版二.磁場的基本性質(zhì)29ppt精選版30ppt精選版31ppt精選版32ppt精選版

在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：磁路長度L線圈匝數(shù)NIHL：稱為磁壓降。NI：稱為磁動勢。一般用F

表示。F=NI33ppt精選版總磁動勢

在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強度不等）中，總磁動勢等于各段磁壓降之和。例：IN34ppt精選版三.磁場的路化

35ppt精選版磁通管圖3－12管內(nèi)處處與B平行磁通沿著磁通管流動等磁位面磁場空間中磁位相等的所有點等磁位線與磁力線相互正交路化將磁通管和等磁位面劃分為一些集中塊簡化：集中化：磁通集中在磁性材料中磁性材料作為主磁通管剩余空間的磁通作為漏磁通磁阻：磁通管對磁通的阻礙作用36ppt精選版圖3－13大多數(shù)電磁機構(gòu)的磁通分布很集中磁導(dǎo)體磁導(dǎo)率為空氣的數(shù)千倍主磁通在磁導(dǎo)體中流動漏磁通存在于磁導(dǎo)體外的路徑與電路類似主磁通——電流漏磁通——漏電流37ppt精選版磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。i線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通鐵心（導(dǎo)磁性能好的磁性材料）線圈38ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第四節(jié)磁路的基本定律和計算任務(wù)磁路基本定律由磁場基本定律——磁通連續(xù)性定理和安培環(huán)路定律導(dǎo)出一.磁路的基本定律基爾霍夫第一定律：在磁路中取某閉合曲面為一點，則流入及流出該點的磁通代數(shù)和恒等于零?；鶢柣舴虻诙桑涸诖怕分?，回路的磁動勢等于同回路交鏈的全部電流。39ppt精選版當已知UM和Φ磁阻和磁導(dǎo)：理想化（磁路等截面積）磁阻和磁導(dǎo)：參考：圖3－13二.磁路的參數(shù)與等效磁路40ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第四節(jié)磁路的基本定律和計算任務(wù)三.磁路的特點41ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第四節(jié)磁路的基本定律和計算任務(wù)設(shè)計任務(wù)也稱正求任務(wù)，是建立已知磁通所需的磁動勢。一般借助于電子計算機來進行計算機輔助設(shè)計。驗算任務(wù)也稱反求任務(wù)，就是在已知電磁機構(gòu)幾何參數(shù)和電磁參數(shù)（主要是磁動勢）的條件下，求該磁動勢能夠產(chǎn)生的磁通。四.磁路的計算的任務(wù)42ppt精選版43

氣隙的種類：

1、產(chǎn)生電磁吸力并作功的可變的工作氣隙，也稱主氣隙；

2、主磁通必經(jīng)路徑上、因結(jié)構(gòu)原因而存在的固定氣隙，或略有變化的氣隙；

3、為防止剩磁阻礙銜鐵釋放而設(shè)的固定氣隙和非磁性墊片；

4、與漏磁通相對應(yīng)的漏磁氣隙。第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第五節(jié)氣隙磁導(dǎo)和磁導(dǎo)體磁阻的計算43ppt精選版44

二、表示不同氣隙的示意圖。第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第五節(jié)氣隙磁導(dǎo)和磁導(dǎo)體磁阻的計算44ppt精選版45

三、計算氣隙磁導(dǎo)（Λδ）的必要性：

氣隙較大且磁路不飽和時，工作氣隙的磁阻Rδ比導(dǎo)磁體的磁阻大得多，故磁路的磁通勢大多消耗在工作氣隙δ上。因此Λδ的計算結(jié)果直接磁路計算的結(jié)果。四、計算方法：數(shù)學(xué)解析法、分隔磁場法、圖解法、經(jīng)驗公式法。45ppt精選版氣隙磁導(dǎo)氣隙磁導(dǎo)率僅為磁導(dǎo)體的幾百乃至幾萬分之一氣隙磁阻遠大于磁導(dǎo)體，其磁壓降可占總線圈磁勢的70％～90％氣隙磁導(dǎo)（磁阻）計算的精確度決定了磁路計算的計算可靠性磁導(dǎo)體磁阻在直流磁場中呈現(xiàn)磁阻磁導(dǎo)率是非線性變數(shù)，而是磁場強度H的函數(shù)，需考慮直流平均磁化曲線在交變磁場中呈現(xiàn)磁阻抗磁導(dǎo)率是非線性變數(shù)，而是磁場強度H的函數(shù)，需考慮交流磁化曲線復(fù)數(shù)計算涉及鐵損計算46ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第五節(jié)氣隙磁導(dǎo)和磁導(dǎo)體磁阻的計算一.解析法求氣隙磁導(dǎo)

當磁力線和等磁位線的分布可以通過數(shù)學(xué)表達式來描述時，氣隙磁導(dǎo)就能應(yīng)用解析法計算。

然而，只有在某些特殊場合，例如：磁極形狀為規(guī)則的幾何形狀、氣隙內(nèi)的磁通分布和等位線分布均勻、而且磁極的邊緣效應(yīng)及磁通的擴散可以忽略不計時，方能運用磁場理論和嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，直接求得準確的氣隙磁導(dǎo)計算公式。47ppt精選版48

按照磁路的歐姆定律求氣隙磁導(dǎo)Λδ的方法：

1、對均勻磁場，常用Λδ的計算公式為：

氣隙長度

48ppt精選版49

式中Λδ——氣隙磁導(dǎo)(H)；

a——磁極長度(m)；

b——磁極寬度(m)；

δ——磁極間氣隙長度(m)；

u0——真空磁導(dǎo)率(H／m)。2、兩平行平面的矩形磁極：49ppt精選版50

當δ

/a或δ/b＞0.2時,則用下式計算Λδ：式中增加”0.307δ/π”項是考慮了邊緣磁通而增加的修正系數(shù)。50ppt精選版51

3、相互平行的圓形導(dǎo)體：如圖所示。當δ/d≤0.2:

或δ/d＞0.2時,則用下式計算Λδ

51ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第五節(jié)氣隙磁導(dǎo)和磁導(dǎo)體磁阻的計算二.磁場分割法求氣隙磁導(dǎo)原因：當磁極幾何形狀比較復(fù)雜時，解析法過于復(fù)雜，圖解法過于麻煩兼且不準確方法：圖3－17按氣隙磁場的分布規(guī)律，磁通的可能路徑，將整個氣隙磁場劃分為若干有規(guī)則形狀的磁通管按解析法求解各磁通管的磁導(dǎo)根據(jù)各磁導(dǎo)的串并聯(lián)關(guān)系求總磁導(dǎo)另一個名稱：可能路徑法52ppt精選版圖3－7的說明0：磁極A下方的平行六面體狀磁通管1：A端面的四條棱線對平面B的四個擴散磁通管——簡化為4個半徑為δ的四分之一圓柱體3：磁極A的側(cè)面到平面B的擴散磁通管，即內(nèi)半徑為δ

，厚度等于m的四分之一圓筒5：磁極A端面四個棱角至平面B的磁通管，是半徑為δ的八分之一個球體7：磁極A的四個側(cè)面棱線（高度為m）至平面B的磁通管：半徑為δ

、厚度為m的八分之一球殼53ppt精選版分割磁場法計算氣隙磁導(dǎo)：（圖中的磁通分布，分割為若干個具有簡單幾何形狀的磁通管。■一個長方體

1■四個1/4圓柱體

2■四個1/4空心圓柱體

3■四個1/8球體

4■四個1/8空心球體554ppt精選版分割磁場法計算氣隙磁導(dǎo)圖中的磁通分布，分割為若干個具有簡單幾何形狀的磁通管?！鲆粋€長方體

1的磁導(dǎo)：■四個1/4圓柱體

2的磁導(dǎo)：（5-26）（5-27）55ppt精選版分割磁場法計算氣隙磁導(dǎo)■四個1/4空心圓柱體

3的磁導(dǎo)：■四個1/8球體

4的磁導(dǎo)：（5-29）（5-28）（5-30）56ppt精選版分割磁場法計算氣隙磁導(dǎo)■四個1/8空心球體5的磁導(dǎo)：■總的氣隙磁導(dǎo)：（5-31）（5-32）57ppt精選版磁導(dǎo)體阻抗的計算在直流磁場中呈現(xiàn)磁阻(非過渡態(tài)時)平穩(wěn)時磁導(dǎo)體中無功率損耗磁阻計算按式3－18，但注意計算參數(shù)選取實際采用式3－22方法：根據(jù)磁通Φ求出B，根據(jù)直流平均磁化曲線查取相應(yīng)的H三.磁導(dǎo)體的磁阻和磁阻抗58ppt精選版磁導(dǎo)體在交變磁場中呈現(xiàn)磁阻抗根據(jù)交流平均磁化曲線查取并求得：此時，磁抗為：則磁阻則為：若只有直流平均磁化曲線，則先求RM59ppt精選版磁路的特點分布性——漏磁通非線性——鐵心磁阻（磁導(dǎo)率）兩者相互聯(lián)系漏磁的分布性使得鐵芯磁阻也帶有分布性磁阻的分布性使漏磁計算必須放在非線性問題中考慮考慮重點不恒定銜鐵閉合（氣隙最?。r，漏磁通很小以至可以忽略，鐵心磁阻為主要考慮氣隙趨于最大時，主磁通較小而漏磁通占有較大比重，此時鐵心磁阻和氣隙磁阻相對次要若兩者相近時，可選其中一種為主而暫忽略另一種，計算后再返回考慮后者，形成逐次逼近第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第六節(jié)磁路的微分方程及其解60ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第六節(jié)磁路的微分方程及其解一.磁路的微分方程磁路的特點分布性——磁路中存在漏磁通。非線性——導(dǎo)磁材料中磁感應(yīng)強度B與磁場強度H的關(guān)系。兩者相互聯(lián)系漏磁的分布性使得鐵芯磁阻也帶有分布性磁阻的分布性使漏磁計算必須放在非線性問題中考慮考慮重點:不恒定銜鐵閉合（氣隙最?。r，漏磁通很小以至可以忽略，鐵心磁阻為主要考慮氣隙趨于最大時，主磁通較小而漏磁通占有較大比重，此時鐵心磁阻較氣隙磁阻相對次要若兩者相近時，可選其中一種為主而暫忽略另一種，計算后再返回考慮后者，形成逐次逼近61ppt精選版圖3－18磁路特點：漏磁通和鐵心磁阻沿鐵心長度分布建立微分方程：y處微分單元dy相應(yīng)地，有磁通增量dΦy和漏磁通增量dΦσy磁壓降增量：dUy=Uy+dy－Uy根據(jù)磁通連續(xù)性原理：或62ppt精選版安培環(huán)路定律：那么，磁通連續(xù)性定理、安培環(huán)路定律，以及磁化曲線和B與H之間的關(guān)系就構(gòu)成了磁路的非線性方程組：注意是兩個激磁線圈;公式3－30中應(yīng)是加號63ppt精選版結(jié)合磁通連續(xù)性定理和安培環(huán)路定律對式3－29求導(dǎo)，并代入式3－30μ(對B)的非線性使該磁路微分方程的求解有一定約束性該磁路微分方程僅有理論意義，而無工程實用價值，需作假定64ppt精選版前提氣隙較大且鐵心不飽和(μ是線性的)此時認為那么解此方程得解：解磁路微分方程得：二、不計鐵心磁阻時的計算65ppt精選版在y＝l處那么：所以：磁通以拋物線形式沿鐵心高度方向分布圖3－18c）以磁通的分布來劃分，可分為氣隙磁通和漏磁通66ppt精選版y＝0，磁通有最大值如將氣隙磁通擴大到鐵心部分，即那么，等效磁路方程為：圖3－18d）67ppt精選版考慮鐵心磁阻時，由于μ是非線性的磁路微分方程（式3－32）的求解十分復(fù)雜將考慮其他方法68ppt精選版以U型結(jié)構(gòu)作為計算模型工程電磁鐵的結(jié)構(gòu)以E型和U型為主E型電磁鐵的激磁線圈大多套在中間鐵心柱上，可簡化為U型計算不計漏磁通時，可得到無分支磁路此時，氣隙、銜鐵、鐵心中通過的磁通完全相等磁勢可看成是集中的無需用微分方程來求解第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第七節(jié)不計漏磁時的磁路計算不計漏磁→磁路參數(shù)為集中參數(shù)。69ppt精選版一、無分支磁路計算正求任務(wù)：在已知氣隙磁通Φ的條件下，計算出為建立該磁通所需的線圈磁勢IN過程：分段：銜鐵、鐵心部分；計算每一部分的磁感應(yīng)強度B查相關(guān)的磁化曲線求取各部分的磁感應(yīng)強度H計算各部分的磁阻/磁導(dǎo)最后計算為建立磁通Φ所需的磁勢IN注意：氣隙磁阻Rσ的計算靠經(jīng)驗公式(3－39)70ppt精選版一、無分支磁路計算反求任務(wù)：在已知激磁線圈磁勢IN的條件下，計算在氣隙中建立的磁通Φ關(guān)鍵：磁通未知之前，H和B都無法求得，式3－39不能反求得到方法：1）試探法P892）圖解解析法71ppt精選版1）試探法/猜試法假定某磁通Φ[1]

求取與Φ[1]相應(yīng)的磁勢IN[1]不斷對比以確定72ppt精選版2）圖解解析法P90改寫式3－39，并將各段磁場強度歸結(jié)到第一段：73ppt精選版2）圖解解析法P90由可知，總磁勢一部分降落在鐵心上，一部分在氣隙上此式有兩個未知數(shù)B1和Heq借助歸化磁化曲線求取該式圖3－21曲線ob是磁化曲線，而直線ab表示式3-42(或?qū)⑵淇闯芍本€段)則易知夾角為式3－43oa段＝IN/l1（3-42）74ppt精選版2）圖解解析法P90對結(jié)構(gòu)l1和A1不變時，顯然：氣隙不變，則磁導(dǎo)不變，而角度α也不變，ab的平行線構(gòu)成同一氣隙下不同磁動勢(IN改變或激磁線圈電壓改變)的磁通曲線ab’相對于ab的激磁安匝數(shù)IN有所減小若a點不動，而角度α改變，則得到同一磁動勢下不同氣隙的磁通曲線75ppt精選版二、有分支磁路計算正求任務(wù)：圖3－22(E形電磁鐵)三個氣隙的磁通值方程A、B兩點間的磁壓降方程求解關(guān)鍵：已知Φ1未知Φ2

、Φ3需要假設(shè)一系列的Φ2

、Φ3(3－45)76ppt精選版二、有分支磁路計算圖3－22c)假定Φ2

、Φ3后，根據(jù)Φ

－>B－>查磁化曲線－>H的過程，得到曲線f(Φ2)和f(Φ3)根據(jù)式3－44得到曲線f(Φ1)具體正求步驟：P91圖3－22d)具體反求步驟：P9177ppt精選版二、有分支磁路計算78ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第八節(jié)計及漏磁時的磁路計算計及鐵心磁阻及漏磁！只有μ－>無限大時，才不考慮鐵心磁阻否則，宜將分布參數(shù)磁路簡化為若干個集中參數(shù)磁路，其中就存在歸算漏磁導(dǎo)的問題一、歸算漏磁導(dǎo)：在歸算前后磁通或磁鏈不變的前提下，將分布參數(shù)漏磁導(dǎo)歸算到集中參數(shù)等效磁路的漏磁導(dǎo)一般集中到工作氣隙中“磁通不變”適用于直流電磁和串勵系統(tǒng)和吸力計算“磁鏈不變”適用于動態(tài)過程的電感和交流電磁系統(tǒng)79ppt精選版一、歸算漏磁導(dǎo)直流磁路/直流勵磁前已證明，磁通沿鐵心是拋物線分布根據(jù)：λ：單位長度的漏磁導(dǎo)率80ppt精選版一、歸算漏磁導(dǎo)交流磁路/交流勵磁1）傳統(tǒng)計算公式，磁鏈：2）由于磁勢和線圈匝數(shù)都是分布性的，故：故歸算漏磁導(dǎo)為：81ppt精選版一、歸算漏磁導(dǎo)考慮鐵心磁阻等因素后，有直流歸算漏磁導(dǎo)交流歸算漏磁導(dǎo)注：上述計算結(jié)果僅僅適合圖3－19的模型，絕不適合其他模型電路簡化圖3－23（氣隙較大時）82ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第八節(jié)計及漏磁時的磁路計算二.分段法計算磁路是一種同時考慮漏磁通和鐵心磁阻時的磁路近似計算方法。特點是將分布的磁動勢和漏磁通集中于有限個小段上。83ppt精選版三、漏磁系數(shù)法計算磁路目的：工程上對電磁系統(tǒng)的快速估算漏磁系數(shù)：氣隙的磁感應(yīng)強度與鐵心柱各處的磁感應(yīng)強度之間存在一定比例關(guān)系不考慮鐵心磁阻的U形電磁鐵圖3－1884ppt精選版IU直流磁路的特點:直流磁路和電路中的恒壓源類似直流電路中

E

固定I

隨R

變化隨變化

直流磁路中

F固定

一定一定磁動勢F=IN一定磁通和磁阻成反比（線圈中沒有反電動勢）（R

為線圈的電阻）第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第九節(jié)交流磁路的計算85ppt精選版交流磁路的分析(交流鐵心線圈電路)：主磁通：漏磁通ui1.電磁關(guān)系86ppt精選版電路方程：一般情況下很小交流激勵線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢：主磁通：漏磁通ui的感應(yīng)電勢和產(chǎn)生較小，忽略87ppt精選版假設(shè)則最大值有效值ui88ppt精選版一定時磁動勢IN隨磁阻的變化而變化。當外加電壓U、頻率f

與線圈匝數(shù)N一定時，便基本不變。根據(jù)磁路歐姆定律，當交流磁路的特點:交流磁路和電路中的恒流源類似交流磁路中：

固定F隨變化直流電路中：

IS固定U

隨R

變化ui89ppt精選版交流磁路中磁阻對電流的影響

電磁鐵吸合過程的分析：在吸合過程中若外加電壓不變,則基本不變。iu電磁鐵吸合前(氣隙大）

大起動電流大電磁鐵吸合后(氣隙?。┬‰娏餍?/p>

如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導(dǎo)致過熱，把線圈燒壞。

注意：90ppt精選版(U不變，I不變）(I

隨Rm

變化）（

U不變時，基本不變）直流磁路交流磁路磁路小結(jié)（隨Rm變化）91ppt精選版本節(jié)的計算考慮鐵損一、交流磁路特點：1)交變磁場中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象不能忽略交流磁路計算要應(yīng)用基爾霍夫定律和電磁感應(yīng)定律2)電、磁間的作用不同直流磁路的穩(wěn)態(tài)時，只有激磁線圈的電對磁導(dǎo)體的磁的單方向的作用交流磁路中電與磁相互作用并勵交流磁路是恒磁鏈變安匝特性上節(jié)已描述，這使得磁路的計算、歸算漏磁導(dǎo)的表達式都不同于直流磁路第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第九節(jié)交流磁路的計算92ppt精選版3）鐵損存在磁滯和渦流損耗勵磁電流存在與磁通相同的磁化分量，以及超前磁通90o的損耗分量磁路及其計算屬于復(fù)數(shù)域4）勵磁線圈的阻抗是磁路參數(shù)的函數(shù)5）分磁環(huán)短路的導(dǎo)體環(huán)，嵌放于磁極端面交流磁通存在兩個過零點/周期93ppt精選版二、交流磁路的基本定律1）基爾霍夫第一定律2）基爾霍夫第二定律3）電磁感應(yīng)定律94ppt精選版三、交流磁路和鐵心電路的向量圖圖3－25分磁環(huán)氣隙δ1和δ2等值磁路其中水平支路上的Φδm應(yīng)為Φσm注意三個磁通之間的相位關(guān)系Φσm超前Φm超前Φδm95ppt精選版四、交流磁路的計算方法指恒磁鏈回路（并勵磁鐵的磁路）鐵損使交流磁路計算復(fù)雜工作氣隙較大時，鐵損較小，可按直流磁路計算（磁通較小，磁勢降落在氣隙中）工作氣隙較小時，則必須考慮鐵損正求任務(wù)：已知氣隙磁通，求線圈電壓反求任務(wù)已知線圈電壓(不是線圈磁動勢)，求氣隙磁通96ppt精選版直流與交流電磁鐵磁路計算的比較97ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十節(jié)電磁機構(gòu)的吸力計算能量公式和麥克斯韋電磁力計算公式一.能量公式（大氣隙）二.麥克斯韋計算公式（小氣隙）98ppt精選版計算實質(zhì)：電磁力或電磁轉(zhuǎn)矩電路的電壓方程(圖3-26)第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十節(jié)電磁機構(gòu)的吸力計算99ppt精選版積分得能量平衡方程電源供給電路的能量電阻在過渡過程中的發(fā)熱損耗儲存在磁場中的能量第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十節(jié)電磁機構(gòu)的吸力計算100ppt精選版10.1、能量轉(zhuǎn)換圖3－27注意b、c兩種工作狀態(tài)中，銜鐵運動所需的機械功i=const

圖b)銜鐵移動緩慢原有能量A1＋A2電源提供能量(A3＋A4)給磁場101ppt精選版10.1、能量轉(zhuǎn)換圖3－27ψ=const

圖c)銜鐵移動非常迅速以至反電動勢與電源電壓相當勵磁電流由I1減至I2磁場能量減少A2102ppt精選版10.1、能量轉(zhuǎn)換圖3－27圖3-27d)綜合c和d的情況能量關(guān)系原有：A1＋A2輸入：A3＋A4最后的磁能：A1＋A3做功：A2＋A4由于從能量角度推出各公式，謂之“能量公式”：3－66和3－66a103ppt精選版10.1、能量轉(zhuǎn)換圖3－27決定量：電磁參數(shù)、運動部件的機械特性、慣性近似處理：磁鏈與勵磁電流成線性關(guān)系104ppt精選版10.1、能量公式注意：1）若考慮漏磁的影響2）磁導(dǎo)與氣隙之間無解析關(guān)系圖3－28式3－68結(jié)論：能量公式適用于氣隙不是很小處105ppt精選版10.2、麥克斯韋電磁力公式這里與書本不同：取物質(zhì)表面某面積元dA，其垂直方向為向量n，而磁感應(yīng)強度為向量B，夾角為θ。則與B垂直、平行的的分單元面電磁力為：將每個力都分為法向和切向兩個分量，則：106ppt精選版10.2、麥克斯韋電磁力公式將其合成，作用在dA上的電磁力為：若只考慮法向分量（磁導(dǎo)率非常大，導(dǎo)致磁感應(yīng)強度處處垂直于鐵心表面）107ppt精選版10.2、麥克斯韋電磁力公式若氣隙磁場均勻分布漏磁導(dǎo)不隨氣隙變化即那么其與能量公式之間的轉(zhuǎn)化：108ppt精選版二、分磁環(huán)圖3－30圖a）將磁通Φ0分解為Φ1和Φ2原因：交變激磁情況下，分磁環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流Φ1和Φ2之間形成夾角β：109ppt精選版二、分磁環(huán)合力恒定量暫態(tài)/交變分量推導(dǎo)得到式3－79作用結(jié)果只要合力的最小值大于反力，滿足式3－82，則銜鐵不會發(fā)生機械震動110ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十一節(jié)交流電磁機構(gòu)的電磁力與分磁環(huán)原理能量公式和麥克斯韋電磁力計算公式一.交流電磁吸力的特點111ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十一節(jié)交流電磁機構(gòu)的電磁力與分磁環(huán)原理二.分磁環(huán)及其作用交流分量的存在，使得交流磁路容易形成有害噪音和振動。分磁環(huán)：導(dǎo)體短路環(huán)，把磁極分成兩部分或以上，用分磁環(huán)套住部分磁極，短路環(huán)內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，進而產(chǎn)生一個穿越分磁環(huán)的磁通，它與原磁通出現(xiàn)一定的相伴差，它們產(chǎn)生的吸力疊加后，使最小吸力大于反力，從而消除振動。112ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十二節(jié)靜特性及其與機械反力特性的配合靜特性主要考慮的幾種形勢的電磁鐵：U型、E型;直動式、轉(zhuǎn)動式;螺管力作用的電磁鐵。靜特性與機械反力特性的配合：113ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十三節(jié)電磁機構(gòu)的動態(tài)特性動態(tài)特性描述：1.電磁參數(shù)對電磁吸力的影響;2.電磁吸力和機械力對運動速度和動態(tài)過程時間的影響。動態(tài)特性的計算：1.觸動過程狀態(tài)方程在永磁機構(gòu)的觸動時間內(nèi)，動鐵心尚沒有運動，永磁機構(gòu)的機械參數(shù)不發(fā)生變化，此時僅對永磁機構(gòu)的激磁線圈列出電壓平衡方程式就可以描述永磁機構(gòu)的觸動過程狀態(tài)方程。114ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十三節(jié)電磁機構(gòu)的動態(tài)特性2.運動過程狀態(tài)方程

在鐵心運動過程中，除了電磁參數(shù)發(fā)生變化外，其機械參數(shù)也發(fā)生變化。因此在分析它的動態(tài)過程時，在電路方面必須遵循克?；舴蚍匠?，在運動方面必須遵循達朗貝爾方程，在磁場方面必須遵循麥克斯韋方程，它們相互聯(lián)系，共同描述了運動過程的微分方程組（此方程組包含了觸動階段和運動階段）

115ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十三節(jié)電磁機構(gòu)的動態(tài)特性3.永磁機構(gòu)運動過程狀態(tài)方程組的通用格式

116ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十三節(jié)電磁機構(gòu)的動態(tài)特性4.龍格—庫塔法龍格—庫塔法是一種用數(shù)值解法來進行微分方程組的求解的。歐拉算法：

117ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十三節(jié)電磁機構(gòu)的動態(tài)特性龍格—庫塔法：

上式與歐拉算法不同之處在于斜率

無法求得，所以龍格—庫塔法在[xn,xn+1]的區(qū)間內(nèi)取四個斜率的預(yù)測值k1、k2、k3、k4進行加權(quán)平均,代入上式中，就可以得出下一步長處的函數(shù)值。以此類推，便可以得到整個區(qū)間的函數(shù)值。

118ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十三節(jié)電磁機構(gòu)的動態(tài)特性119ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十三節(jié)電磁機構(gòu)的動態(tài)特性一般可以由計算軟件來求得，如Ansys,Ansoft等。120ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十四節(jié)電磁機構(gòu)的設(shè)計與換算一.電磁機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇主要根據(jù)其機械反力特性的形式、并按靜態(tài)吸力特性與反力特性的配合要求選擇。交流電磁機構(gòu)：電源易得，存在鐵損、有噪聲、線圈起動電流大。直流電磁機構(gòu)：電磁時間常數(shù)大，磁通建立與消失較慢，動作較慢。121ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十四節(jié)電磁機構(gòu)的設(shè)計與換算二.電磁機構(gòu)的一般設(shè)計方法一般以起始位置上的電磁吸力來確定鐵心柱的截面積。再由下面公式求出截面積最后根據(jù)經(jīng)驗確定其他幾何尺寸。122ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十四節(jié)電磁機構(gòu)的設(shè)計與換算三.相似設(shè)計法使用已有的產(chǎn)品為借鑒。幾何相似與物理相似（包括磁感應(yīng)強度、溫升等）。然后查相似關(guān)系表（見相關(guān)文獻）123ppt精選版第一篇電器的理論基礎(chǔ)第三章電磁機構(gòu)理論

第十四節(jié)電磁機構(gòu)的設(shè)計與換算三.相似設(shè)計法使用已有的產(chǎn)品為借鑒。幾何相似與物理相似（包括磁感應(yīng)強度、溫升等）。然后查相似關(guān)系表（見相關(guān)文獻）124ppt精選版第二篇低壓電器一.低壓電器的分類分為配電電器和控制電器配電電器：主要用于配電系統(tǒng)，起著對線路的通斷、控制、調(diào)節(jié)和保護等作用。所以要求其工作可靠，通斷能力高，有足夠的動、熱穩(wěn)定性。典型的電器有：刀開關(guān)、熔斷器和斷路器等?？刂齐娖鳎褐饕糜陔娏︱?qū)動控制系統(tǒng)和用電設(shè)備，起控制及保護等作用。要求工作準確可靠、操作頻率高和壽命長等。主要有接觸器、控制繼電器等。習(xí)慣上把低壓電器分為13大類：刀開關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器、接觸器、控制器、控制繼電器、主令電器、起動器、變阻器、調(diào)節(jié)器、電磁鐵和其它電器（漏電保護器、信號燈、接線盒等）。125ppt精選版第二篇低壓電器二.對低壓電器的主要要求（一）對通斷能力的要求包括接通和分斷正常的負荷電流以及短路故障電流等。●配電電器的接通能力：以額定短路接通能力表征，指在規(guī)定的電壓、頻率、功率因數(shù)（對于交流）或時間常數(shù)（對于直流電器）下斷路器能夠接通的電流值，即最大預(yù)期短路電流的峰值。多用額定短路分斷電流乘以一個峰值系數(shù)n來表示?！耦~定短路分斷能力：指在規(guī)定電壓、頻率及一定功率因數(shù)（或時間常數(shù)）下斷路器能分斷的短路電流。對于交流電器，以短路電流的周期分量有效值表示。126ppt精選版第二篇低壓電器●功率因數(shù)（或時間常數(shù)）、系統(tǒng)容量和短路點位置等對電器的接通和分斷能力要求也不相同?！窳硗鈱τ陔娮栊载撦d和電感性負載對控制電器的要求也不相同。電阻性負載的起動電流與工作電流基本相同。電感性負載存在起動電流大的問題，所以對于起動時以及堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下分斷電動機，對控制電器有較高的要求。（二）對動、熱穩(wěn)定性的要求對于電器本身要求有一定的動、熱穩(wěn)定性?！耠娖鞯膭臃€(wěn)定性：是指它承受短路沖擊電流所產(chǎn)生電動力的作用而不致?lián)p壞的能力。由于電動力一般是與電流的瞬時值的平方成正比，所以交流電器的動穩(wěn)定性應(yīng)以電流的峰值來表示。：●電器的熱穩(wěn)定性：是指它在規(guī)定的電壓、電流、頻率下承受短路電流的熱效應(yīng)而不致?lián)p壞的能力。127ppt精選版第二篇低壓電器（三）對低壓電器保護性能的要求1.過電流保護短路和過載都屬于過電流。●反時限保護特性：過載越嚴重，發(fā)熱越甚，允許工作的時間就越短。反時限保護特性與電動機的熱過載特性關(guān)系圖見下面。●選擇性保護：當電力系統(tǒng)中某點出現(xiàn)短路或過載故障，只要求在該點周圍的保護電器進行動作，從而避免系統(tǒng)大范圍停電。128ppt精選版第二篇低壓電器當線路中接有幾個保護電器時，為滿足選擇性的要求，不但要使上下級保護電器的動作電流能滿足分級保護的要求，而且動作時間也滿足分級保護的要求，同時，上級保護電器還應(yīng)起到對下級保護電器的后備保護作用。129ppt精選版第二篇低壓電器2.欠電壓和失電壓保護危害：電機疲倒，堵轉(zhuǎn)，燒壞電動機。電壓恢復(fù)時自起動等。臨界電壓：引起電動機疲倒的電源電壓稱為臨界電壓。欠壓保護：在臨界電壓附近時，保護電器動作。主要任務(wù)是防止設(shè)備因過載而燒損。一般規(guī)定欠電壓保護動作電壓值為（0.7～0.35）UN。失壓保護：低于或甚低于臨界電壓時，保護電器動作，主要是防止設(shè)備的自起動。130ppt精選版第二篇低壓電器3.斷相保護斷相產(chǎn)生的原因：⊙熔斷器一相熔斷;⊙電源線或電動機一相斷線;⊙電動機繞組引出線和接線端子間的連接松脫;⊙有一相觸接觸不良;⊙變壓器一次側(cè)一相開路。斷相后的電動機的單相運行是電動機燒壞的主要原因?！褦嘞嗪箅妱訖C的起動轉(zhuǎn)矩為零，電動機無法起動；⊙斷相運行時，需要增大電流來維持，導(dǎo)致電機的銅損和鐵都增大;⊙定子和轉(zhuǎn)子的溫升劇增，導(dǎo)致燒毀電機。電動機的斷相保護星形聯(lián)結(jié)的電動機可以用一般的三極熱繼電器來實現(xiàn)保護;角形的電動機要進行相應(yīng)分析：131ppt精選版第二篇低壓電器132ppt精選版第二篇低壓電器4.漏電保護絕緣老化等原因造成電氣設(shè)備漏電。導(dǎo)致人身傷害等。400V以下線路中，用30mA*s來表示危險性。中性點不接地：由于對地雜散電容的影響，造成人體較大的傷害;中性點接地：觸電電壓僅相當于電源電壓。133ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第一節(jié)概述第二節(jié)主令電器對低壓電器的主要要求為：工作準確可靠、允許操作頻率高、壽命長、體積小、重量小等。它應(yīng)能接通和分斷額定電流和過載電流，但不能分斷短路電流。主要種類有：低壓接觸器、控制繼電器、起動器、主令電器、控制器、電阻器、調(diào)節(jié)器和電磁鐵等。主令電器：是用來接通和分斷控制電路以發(fā)布命令、或?qū)ιa(chǎn)過程作程序控制的開關(guān)電器。一.按鈕按鈕是用人力操作、并具有彈簧儲能復(fù)位的主令電器。134ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第二節(jié)主令電器二.行程開關(guān)行程開關(guān)是用于反映工作機械的行程、發(fā)布命令以控制其運動方向或行程大小的主令電器。三.主令控制器是按預(yù)定程序轉(zhuǎn)換電路的主令電器，供電力驅(qū)動裝置作頻繁轉(zhuǎn)換控制線路用。135ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第二節(jié)主令電器四.接近開關(guān)接近開關(guān)在控制電路中可供位置檢測、行程控制、計數(shù)控制及檢測金屬物體的存在用。接近開關(guān)以高頻振蕩式為最常用。136ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器一.控制繼電器的用途與分類控制繼電器是一種自動電器，它適用于遠距離接通和分斷交、直流小容量控制電路，并在電力驅(qū)動系統(tǒng)中供控制、保護及信號轉(zhuǎn)換用。習(xí)慣于按輸入量不同來給繼電器分類：1.電壓繼電器;2.電流繼電器;3.時間繼電器;4.熱繼電器;5.溫度繼電器;6.速度繼電器。二.繼電器的輸入、輸出特性窗口型特性曲線137ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器三.控制繼電器的主要技術(shù)參數(shù)1.額定參數(shù)2.動作參數(shù)與整定參數(shù)輸入量的動作值和返回統(tǒng)稱動作參數(shù)，可以調(diào)整的動作參數(shù)則稱為整定參數(shù)。3.返回系數(shù)指繼電器的返回值與動作值的比值。過電流或過電壓繼電器的返回系數(shù)小于1;欠電流或欠電壓繼電器的返回系數(shù)大于1。4.儲備系數(shù)額定值與動作值的比值，也稱為安全系數(shù)。使工作可靠，不發(fā)生誤動作。5.靈敏度電磁式靈敏度低;半導(dǎo)體式，電子式靈敏度高。6.動作時間吸合和釋放時間。繼電器可分為瞬時動作繼電器和延時動作繼電器。138ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器四.常用控制繼電器（一）通用繼電器（二）電流繼電器過電流和欠電流繼電器，可用于電動機的起動控制和過載保護等，也用于斷路器中相應(yīng)功能。（三）中間繼電器一種特殊的電磁式電壓繼電器。139ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器（四）影響電磁式繼電器性能的主要參數(shù)1.整定值可以通過反力彈簧等調(diào)節(jié)2.返回系數(shù)返回系數(shù)應(yīng)使吸力特性與反力特性較好的配合。不能太大，太大了會引起振動等。3.動作時間快速型，延時型，一般型等。4.功率消耗在一定范圍內(nèi)，功率消耗越小，靈敏度相對較高它是指繼電器線圈消耗的功率140ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器五.時間繼電器分為電磁式時間繼電器、鐘表式時間繼電器、氣囊式時間繼電器、電子式時間繼電器、數(shù)字式時間繼電器,電動機式時間繼電器等。延時方式：通電延時型和斷電延時型。（一）電磁式時間繼電器調(diào)節(jié)延時的方法有：1.在銜鐵和鐵心的接觸處墊以非磁性墊片，即能調(diào)節(jié)延時，又能減小剩磁，防止銜鐵被剩磁吸住不放。2.改變電磁系統(tǒng)反作用彈簧反力的大小來改變延時。3.在同一磁路中套上一個阻尼筒，可以獲得延時。4.短接線圈，獲得延時。電動機式時間繼電器

motor-driventimerelay

一般指由同步電動機與特殊的電磁傳動機構(gòu)來產(chǎn)生延時的繼電器。它主要由同步電動機、離合器、齒輪裝置及延時觸點組等組成。當控制信號輸入電磁鐵繞組時，離合器閉合，同步電動機帶動齒輪裝置，旋轉(zhuǎn)到一定位置，推動相應(yīng)觸點，使之啟閉，從而完成延時作用。它適用于各種機械、電信或電氣設(shè)備中作為自動控制系統(tǒng)的定時元件。141ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器（二）電子式時間繼電器分為阻容式和數(shù)字式。六.熱繼電器熱繼電器是利用電流通過吸熱元件時產(chǎn)生的熱量、使雙金屬片受熱彎曲而失去機構(gòu)動作的一種電器。主要用于電動機的過載、斷相及電流不平衡的保護等。常用的有：雙金屬片式、熱敏電阻式、易熔合金式三種。142ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器熱繼電器的熱元件加熱方式有四種：直接加熱式、間接加熱式、復(fù)合加熱式和電流互感器加熱式。雙金屬片的工作原理：采用不同線膨脹系數(shù)的兩金屬片軋合在一起，在受熱后，膨脹系數(shù)大的主動層伸長得比膨脹系數(shù)小的被動層多些，致使雙金屬片發(fā)生彎曲。JR型熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖（注意補償雙金屬片）：143ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第三節(jié)控制繼電器使用差動機構(gòu)實現(xiàn)電動機的斷相保護：144ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓接觸器接觸器：用于遠距離頻繁地接通和分斷交直流主電路和大容量控制電路的電器。一.接觸器的分類：按操作方式或滅弧方式：電磁接觸器、氣動接觸器、液壓接觸器、真空接觸器、半導(dǎo)體接觸器等。145ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓接觸器勵磁類型滅弧方式電壓電流等級操作頻率雙斷點直動式交流柵片滅弧高工作電壓低杠桿傳動雙斷點交流磁吹與多縱縫滅弧大電流低杠桿傳動單斷點交流磁吹與多縱縫滅弧大電流高杠桿傳動單斷點直流式直流磁吹與多縱縫滅弧大電流高雙斷點橋式單斷點指形優(yōu)點有兩個有效滅弧區(qū)域，滅弧效果好觸頭產(chǎn)生滑動，易去氧化膜缺點觸頭參數(shù)調(diào)節(jié)不便，為防止氧化，需用銀基觸頭，價格昂貴磨損快，另外單斷口需要大開距滅弧各結(jié)構(gòu)形式接觸器特點雙斷點橋式與單斷點指形對比146ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓接觸器二.結(jié)構(gòu)和工作原理147ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓接觸器二.結(jié)構(gòu)和工作原理148ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓接觸器二.結(jié)構(gòu)和工作原理三.主要技術(shù)參數(shù)1.額定工作電壓2.額定工作電流3.使用類別與通斷條件（見相關(guān)文獻）4.壽命包括機械壽命和電壽命機械壽命：以其在需要維修或更換機械零件前所能承受的無載操作循環(huán)次數(shù)來表示。電壽命：在一定的使用條件下，無需修理或更換零件的負載操作次數(shù)來表示。根據(jù)我國的標準，額定電壓應(yīng)在下述標準系數(shù)中選?。褐绷鳎?2、24、36、48、60、72、110、125、220、250、440V;交流：24、36、42、48、127、220、380、660、1140V。149ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓接觸器如何提高接觸器的電壽命？1）盡量減小彈跳;2）良好的吸反力配合;3）加緩沖裝置，吸收動能。如何提高接觸器的機械壽命？1）適當增大鐵心面積，減小碰撞應(yīng)力;2）鐵心表面進行硬化處理;3）合理地選擇運動副，降低摩擦。5.操作頻率和額定工作制6.與短路保護電器的協(xié)調(diào)配合四.結(jié)構(gòu)分析1.主觸頭2.滅弧裝置主要有利用回路電動力拉長電弧、柵片滅弧室、串聯(lián)磁吹滅弧。3.防剩磁氣隙4.輔助觸頭150ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓接觸器五.混合式低壓交流接觸器六.接觸器的選用與故障分析根據(jù)所控制負載的任務(wù)輕重;對使用環(huán)境有一定要求;主要從線圈、觸頭等溫升進行故障分析。151ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓電動機起動器一.用途與分類低壓電動機起動器是控制電動機起動、停止和可逆運轉(zhuǎn)的電器。152ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓電動機起動器二.結(jié)構(gòu)和工作原理（一）全壓直接起動器153ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓電動機起動器（二）星－三角起動器起動電流是全壓起動時的1/3。154ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓電動機起動器（三）自動式自耦減壓起動器采用自耦變壓器來實現(xiàn)將低起動電流，一般自耦變壓器有65％和80％兩個抽頭。155ppt精選版第二篇低壓電器第四章低壓控制電器

第四節(jié)低壓電動機起動器（四）起動器的選用1.根據(jù)電網(wǎng)容量和被控電動機的功率選擇起動方式;2.根據(jù)負載的性質(zhì)與對起動的要求選擇起動方式;綜合考慮對電網(wǎng)及負載的沖擊等，以及控制的難度上等。3.根據(jù)起動器不同的起動特性來選擇起動器;4.選用時還應(yīng)考慮起動器與短路保護電器間的協(xié)調(diào)配合。156ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第二節(jié)刀開關(guān)和負荷開關(guān)配電電器：是指在低壓配電系統(tǒng)或動力裝置中，用來進行電能分配、接通和分斷電路及對配電系統(tǒng)進行保護的電器。主要有刀開關(guān)、熔斷器、斷路器等。一.刀開關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)400A以下多用單極刀開關(guān)，600A及以上者多用雙極的。157ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第二節(jié)刀開關(guān)和負荷開關(guān)二.負荷開關(guān)刀開關(guān)和熔斷器組合具有一定的接通和分斷能力及小倍數(shù)短路分斷能力。其分斷能力取決于熔斷器。刀開關(guān)有封閉式和開啟式的。刀開關(guān)和熔斷器組合分為熔斷器式刀開關(guān)（俗稱發(fā)熔開關(guān)）、熔斷器式隔離開關(guān)和負荷開關(guān)。158ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第三節(jié)低壓熔斷器一.熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理熔斷器的主要部件有：熔體、載熔件、熔斷器底座、填料、絕緣管及導(dǎo)電觸頭。二.熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)1.額定電流：熔斷器內(nèi)能裝入的最大熔體的額定電流。一般熔體可以是多級的。2.額定電壓：指熔斷器長期工作時和分斷電路時能耐受的電壓。電壓等級一般有：220、250、380、500、660、750、1000、1140V等。3.分斷能力：額定分斷能力是指在規(guī)定使用條件（線路電壓、功率因數(shù)或時間常數(shù)下），熔斷器所能分斷的預(yù)期短路電流。多用有效值來表示。4.保護特性：熔體通過的電流與熔斷時間的關(guān)系。是一種反時限曲線，允許一定的過載后再熔斷。159ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第三節(jié)低壓熔斷器5.即熔體的熔化過程，主要是電流的大小與時間的積分關(guān)系。三.熔斷器的分類和產(chǎn)品⊙半封閉插入式熔斷器;⊙無填料密封管式熔斷器;⊙有填料封閉管式熔斷器;四.熔斷器的材料與結(jié)構(gòu)（一）熔體材料一般有低熔點和高熔點兩類低熔點：錫、鋅、鉛及其合金。高熔點：銅、銀、鋁及合金。冶金效應(yīng)：為解決高熔點金屬熔體在低過載倍數(shù)時，觸頭溫升過高的問題。在高熔點金屬在焊接一些低熔點的金屬，使得在低過載倍數(shù)時，低熔點金屬率先熔化，包在高熔點金屬的外層，形成“熔劑”，使高熔點金屬比較容易熔斷。160ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第三節(jié)低壓熔斷器（二）熔體的形狀（三）填充材料石英沙和三氧化二鋁等。篩選、除鐵、清洗、干燥等。（四）絕緣管材料高的機械強度和良好的耐弧性能。多用纖維管，在高溫下可以產(chǎn)生含氫氣體，有利于熄弧。161ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第三節(jié)低壓熔斷器五.熔斷器的選用1.熔斷器的額定電壓應(yīng)等于或大于線路的額定電壓;2.熔斷器的額定分斷能力應(yīng)不小于線路中可能出現(xiàn)的最大故障電流;3.隨著用途的不同應(yīng)選擇相應(yīng)的熔斷器，使其保護特性能與保護的過載特性相匹配;4.滿足選擇性保護原則;5.保護半導(dǎo)體時，熔斷器的值，必須小于保護對象。以及對半導(dǎo)體的反向重復(fù)電壓與工作電流等相配合。162ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器一.低壓斷路器的工作原理與分類主要組成部分：1.觸頭系統(tǒng);2.滅弧系統(tǒng);3.各種脫扣器;4.開關(guān)機構(gòu);5.框架或外殼。163ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器一、低壓斷路器的品種很多，可按用途、結(jié)構(gòu)特點、限流性能、電流和電壓種類等不同方式分類：（1）按用途區(qū)分有配電線路保護用、電動機保護用、照明線路保護用和漏電保護用斷路器。（2）按結(jié)構(gòu)區(qū)分有萬能式（框架式）斷路器和塑料外殼式斷路器。（3）按極數(shù)區(qū)分有單極、二極、三極、和四極斷路器。（4）按限流性能區(qū)分有限流式斷路器和普通式斷路器。（5）按操作方式區(qū)分有直接手柄操作式、杠桿操作式、電磁鐵操作式和電動機操作式斷路器。二.典型結(jié)構(gòu)分析（一）萬能斷路器1.普通萬能式低壓斷路器⊙觸頭系統(tǒng)主觸頭、輔助觸頭、弧觸頭，在電路中它們是并聯(lián)的。合閘時：弧－輔－主分閘時：主－輔－弧⊙滅弧系統(tǒng)多采用柵片滅弧164ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器165ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器⊙操作機構(gòu)和自由脫扣機構(gòu)操作機構(gòu)是實現(xiàn)操作手柄或觸頭用的。自由脫扣：指主電路出現(xiàn)故障電流時，不論操作手柄在何位置，觸頭均能迅速自動分斷電路。⊙脫扣器:脫扣器是斷路器的感受元件，當電路發(fā)生故障或需要分斷時，脫扣器接受信號并動作，通過自由脫扣機構(gòu)使斷路器分閘。166ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器為了得到不同的保護特性，斷路器應(yīng)該有不同的脫扣器：▲失壓脫扣器：用于失壓保護。▲分勵脫扣器：有電壓線圈的電磁鐵，可實現(xiàn)遠程操作?！雽?dǎo)體脫扣器：采用半導(dǎo)體技術(shù)來進行檢測，比較等來實現(xiàn)動作保護。167ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器168ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器2.萬能式限流斷路器觸頭斥開先于自由脫扣機構(gòu)。169ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器（二）塑殼式斷路器1.普通式;2.限流式。170ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器三.低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)（一）額定電壓交流：220、380、660、1140V（50Hz）直流：110、220、440V（二）額定電流是指過電流脫扣器的電流（三）額定短路分斷能力指斷路器在規(guī)定的使用條件下，分斷預(yù)期短路電流的能力。一般以有效值來表示。（四）額定短路接通能力是指斷路器在規(guī)定的工作電壓、功率因數(shù)（或時間常數(shù)）下能夠接通的適中電流，一般以最大預(yù)期電流峰值表示。（五）額定短時耐受電流是指斷路器處于合閘狀態(tài)下，短時耐受一定時間短路電流的能力。主要指電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)。（六）保護特性與壽命與配電用以及電動機保護的具體情況而定。對漏電流有特殊的斷路器。壽命主要包括：機械壽命和電壽命。171ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第四節(jié)低壓斷路器四.低壓斷路器的選用1.斷路器的額定工作電壓等于或大于線路的額定電壓;2.斷路器的額定工作電流等于或大于線路計算負載電流;3.斷路器的額定短路通斷能力等于或大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流;4.斷路器的過電流脫扣器的額定電流等于或大于負載工作電流;5.斷路器的欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓;6.按不同的要求來選擇斷路器的種類;7.注重上、下級之間的時間、電流特性等配合;8.與熔斷器配合使用時，熔斷器一般做為斷路器的后備使用。172ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第五節(jié)漏電保護開關(guān)和漏電保護斷路器漏電保護開關(guān)僅作為防觸電保護用。漏電保護斷路器可以實現(xiàn)斷路器的相關(guān)保護功能等。漏電保護斷路器包括：斷路器本體、零序電流互感器和漏電脫扣器等。173ppt精選版第二篇低壓電器第五章配電電器

第五節(jié)漏電保護開關(guān)和漏電保護斷路器電磁式電流脫扣器：派生出電子漏電保護器。（小漏電信號即可驅(qū)動，靈敏度高，輸出功率增加，機械強度增高等）。漏電保護斷路器有快速動作型和延時動作型等。174ppt精選版第三篇高壓電器高壓電器承擔著電能的生產(chǎn)、傳