电机拖动第一章磁路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电机与拖动,电机与拖动基础,前 言,第一章 磁 路,电 机 与 拖 动 基 础,一、本课程性质及其特点：,2、基本概念多,3、电磁关系复杂（电流、电压、磁场、力矩关系）,4、该课程以大学物理和电路理论为基础,二、要求：,1、作笔记,电机与拖动课程前言,1、,本课程属于技术基础课,2、准备两个作业本，按要求交作业,3、实验前认真预习，写出预习报告,上一张,下一张,三、参考书：,1、王毓东编电机学上、下 浙江大学出版,2、顾绳谷编电机及拖动基础机械工业出版社,四、本课程学习内容：,变压器、直流机、异步机、同步机及电力拖动的基本概念,掌握内容：,1）工作原理,2）电磁关系分析及其分析方法,3）特性及应用,上一张,下一张,五、电机的作用与功能：,电机是实现机械能与电能相互转换的电磁机器,电动机：,电能,机械能,发电机：,机械能,电能,变压器：,U,1,交流电能,U,2,交流电能,上一张,下一张,六、电机的分类：,1、按电能形式分,直流电机,交流电机,发电机,电动机,异步机,同步机,发电机,电动机,发电机,电动机,上一张,下一张,2、按能量转,换形式分,直流电机,交流电机,发电机,电动机,异步机,同步机,交流电机,异步机,同步机,直流电机,上一张,下一张,上一张,下一张,七、电机的作用：,1、进行能量转化、传输和分配电能,一简单供电系统图,电厂1,升压Tr,降压Tr,用户,电厂2,升压Tr,降压Tr,用户,上一张,下一张,2、驱动生产机械,磁悬浮列车,大型车床,上一张,下一张,3、控制各种自动设备,盲人引路车,爬行机器人,上一张,下一张,八、电机的发展状况,大型和超小型方向发展,同步发电机定子,各种微电机,绪论录像,上一张,下一张,第 一 章,磁 路,上一张,下一张,磁路的基本概念和基本定律,铁 磁 材 料 的 磁 性 能,磁 路,上一张,下一张,第一章 磁 路,本章要求：,掌握铁磁材料的性质及其磁化曲线,熟练掌握电磁感应定律和电磁力定律,掌握研究磁路的几个基本定律,掌握描述磁路的基本物理量,掌握磁路的基本概念及其电机磁路的特点,上一张,下一张,第一节 磁路的基本概念和基本定律,一、磁路的基本概念,磁路：磁通,经过的路径。,基本物理量：,单位：Wb/m,2,;或T,2、磁通,单位：Wb,1、磁感应强度B（磁密）,3、磁场强度H,单位：A/m,4、磁动势F=NI 单位：A,线圈中有电流I，线圈周围就会产生磁场，磁场强弱取决于线圈匝数N和电流I的乘积IN，该乘积就叫磁动势F。,5、磁压降V=H,l,单位：A,上一张,下一张,三相变压器,铁心,磁通,线 圈,变 压 器 磁 路 图,上一张,下一张,气 隙,电 枢,漏磁通,主磁通,N,S,磁 轭,直 流 电 机 磁 路 图,上一张,下一张,6、磁导率,表示物质导磁能力强弱的物理量,=B/H,单位：亨/米,空气磁导率,0,=4,10,-7,H/m,7、磁阻R,m,磁阻R,m,=L/(,S),L:磁路长度；,：磁导率；S：磁路截面积,单位：1/亨,铁磁材料磁导率,0,上一张,下一张,二.磁路的基本定律,1、安培环路定律（全电流定律）,磁场强度H沿任意闭合回路,l,的线积分，等于该闭合,回路所包围的全电流，即,上一张,下一张,2、磁路欧姆定律,磁路中的磁通与磁势成正比，与磁阻成反比，即,磁通,=F/R,m,I,N,磁通,=F/R,m,=NI/R,m,上一张,下一张,3、磁路的基尔霍夫第一定律,任何磁路中，流进节点的磁通代数和为零,1,3,2,A,节点A：,1+,2+,3=0,4、磁路的基尔霍夫第二定律,在闭合磁回路中，磁路各段磁压降代数和等于作用于该磁路上的磁动势之和。,上一张,下一张,三.基本电磁定律,1）运动电势：,导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e。,大小：,电势e=Blv,。,B:磁密；,l：导体长度；,v：导体与磁场的相对速度。,正方向：用右手定则判断。,电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。如果同一元件上e和U正方向相同时，e=-U。,e,v,1、,电磁感应定律,上一张,下一张,电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。如果同一元件上e和U正方向相同时，e=-U。,10V,10,I=1A,e,U,e=10V,U+1,10=0,U=-10V,2）变压器电势：,线圈中的磁通变化时，线圈中会感应电势e：,感应电势e=,d,dt,=,d,dt,-N,电势e正方向：e 的正方向与,正方向符合右手螺旋关系,I,N,e,上一张,下一张,2、电磁力定律,一个通电流的导体，在磁场中要受到力的作用，这个力叫电磁力。,电磁力,f=Bli,i,f,电磁力方向：左手定则判断,上一张,下一张,第二节 铁 磁 材 料 的 磁 性 能,一、高导磁性,1、含义：在一个空间（外）磁场中，放入铁磁材料，该磁场会被大大加强。,上一张,下一张,i,i,B,1,i,i,B,2,B,1,B,2,3、材料导磁率,=B/H,H,上一张,下一张,2、高导磁性原因,附加磁场,外磁场,二、铁磁材料的磁化过程和磁化曲线,磁场强度H与铁磁材料中B的关系曲线 B=f(H),可逆磁化阶段、不可逆磁化阶段、可逆与不可逆磁化阶段、趋近饱和阶段,铁磁材料的磁化过程可分为,四阶段,：,B,（1）可逆位移,（2）不可逆磁化,（3）磁畴磁矩转动,（4）趋近饱和,H,Br,Hcm 0,上一张,下一张,换向（正常）磁化曲线,H,B,O,三、铁磁材料的磁滞和剩磁现象,铁磁材料中磁场B的变化落后于外磁场H的变化称为磁滞现象，从而在铁磁材料中产生了剩磁。,饱和磁滞回线与换向磁化曲线上的各有关磁学量,B,H,-Hc,剩磁,矫顽力,0,Bs,m,=B/H,0,i,=B/H,0,Hc,Br,上一张,下一张,蜂 腰 形,狭 长 型,肥 胖 型,长 方 形,退 化 型,不对称型,几种不同类型的磁滞回线,上一张,下一张,正规的磁滞回线,H,B,0,颠倒的磁滞回线,H,B,0,两种不同磁化方向的磁滞回线,上一张,下一张,四、铁磁材料的磁损耗,当铁磁材料处于,变化磁场,中，会产生涡流损耗和磁滞损耗。,1、涡流损耗,p,Fe,=C,Fe,D,2,f,2,B,2,C,Fe,：系数 D：厚度,f:频率 B：磁密,2、磁滞损耗,小磁铁来回翻转，摩擦耗能。p,h,=k,h,fB,2,上一张,下一张,作业:,1-5;(B=1T,H=98A/cm),1-6;(I,1,=0.5A),1-7,思 考 题,1-1,简述本章的基本概念、基本理论和基本方法,1-2,说明磁性材料高导磁性的意义。举例说明其应用。,1-3,为什么电机和变压器的磁路不用轻便的木材和塑料，而要采用既重又昂贵的铁磁性材料组成？为什么气隙磁压降远远大于铁磁部分的磁压降？,1-4,把一个不带空气隙的铁心线圈和铁心上开一小段空气隙的相同铁心线圈，接到同一电压源上，励磁电流有否变化？为什么？,上一张,下一张,1-8,一只220伏，5安的交流铁心线圈，误接到220伏的直流电源上，问电流还是5安吗？为什么？,1-5,磁性材料的磁化曲线指什么？其物理意义是什么？,1-6,简述磁性材料产生铁损耗的条件及其原因。如何减少铁损耗？,1-7,试说明利用铁损耗的实例。,思 考 题,上一张,下一张,