磁路基本定律、计算方法.ppt

1.5 磁路基本定律、计算方法,一、磁路分析,二、电路分析,三、磁路计算方法,1、磁路欧姆定律 =F/Rm=Fm -磁路磁阻；m -磁路磁导 与电路对应,一、磁路分析,2、基尔霍夫第一定律 穿入任一封闭面的磁通等于穿出该封闭面的磁通。（穿入任一封闭面的总磁通等于0）。 =0,3、基尔霍夫第二定律 在磁路中沿任何闭合磁路径上，磁动势的代数和等于磁压降的代数和。 F= Hl,二、电路分析,交、直流电路分析 欧姆定律： 基尔霍夫定律：,图12 磁路电路图,磁通 ,磁路,电路,磁动势 F,磁感应强度B,磁阻,电动势 E,电流 I,电流密度 J,电阻 R,表2 磁路电路对比,三、磁路与电路的差别,磁路和电路的比拟仅是种数学形式上的类似、而不是物理本质的相似。 1.电路中有电流I时，就有功率损耗I2R，而在直流磁路中，维持一定的磁通量时，铁心中没有功率损耗； 2.在电路中可以认为电流全部在导线中流通，导线外没有电流；在磁路中，则没有绝对的磁绝缘体，除了铁心的磁通外，实际上总有一部分磁通散布在周围的空气中； 3.电路中的电阻率在一定温度下是不变的，而磁路中铁心的磁导率却不是常值，是随铁心的饱和程度变化的； 4.对线性电路，计算时可以用叠加原理，但对于铁心磁路，计算时不能应用叠加原理，因为铁心饱和时磁路为非线性。,1、铁心磁路计算,串联磁路：,第一类：已知F(电机变压器设计中的磁路计算通常属第一类问题) a、将磁路分段 原则：同一段上、A、相同。,三、磁路计算方法,图中分铁心和气隙两段.,图14 铁心磁路,b、求各段B BK = K /AK c、确定HK A、非铁磁材料 K= 0 HK =BK/ 0 B、铁磁材料 查磁化曲线，由BK HK d、求代数和 F = HK lK = FK =iN,第二类：已知F 试探（迭代）法,并联磁路：,与串联磁路计算相同，第一类问题顺序求解，第二类问题采用试探（迭代）法。,图中分四段.,图15 并联磁路,第一类：已知F a、将磁路分段 原则：同一段上、A、相同。 b、根据基尔霍夫第一、二定律列写节点方程和回路方程并求解 c、分段逐一求B BK = K /AK d、确定HK A、非铁磁材料 K= 0 HK =BK/ 0 B、铁磁材料 查磁化曲线，由BK HK e 、求代数和 F = HK lK = FK =iN,例1 有一闭合铁心磁路，铁心的截面积 ，磁路的平均长度L=0.3m，铁心的磁导率，套装在铁心上的励磁绕组为500匝。试求在铁心中产生1T的磁通密度时，所需的励磁磁动势和励磁电流。,解 用安培环路定律来求解。 磁场强度 磁动势 励磁电流,例2 若在例l磁路中，开一个长度 的气隙，问铁心中激励1T的磁通密度时，所需的励磁磁动势为多少?已知铁心截面积 。 考虑气隙磁场边缘效应，计算气隙有效面积时通常在长、宽方向增加值。,解 用磁路的基尔霍夫第二定律来求解。 铁心内的磁场强度: 气隙磁场强度: 铁心磁位降: 气隙磁位降: 励磁磁动势:,2、交流磁路的特点 交流磁路中，激磁电流是交流，因此磁路中的磁动势及其所激励的磁通均随时间而交变，但每一瞬时仍和直流磁路一样，遵循磁路的基本定律。就瞬时值而言，通常情况下，可以使用相同的基本磁化曲线。 交变磁通除了会引起铁心损耗之外，还有以下两个效应： (1)磁通量随时间交变，必然会在激磁线圈内产生感应电动势； (2)磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形的畸变。 有关交流磁路和铁心线圈的计算，将在变压器一章内作进一步的说明。,1.7 电机的冷却与防护,一、冷却介质 气冷（空气、氢气）、液