电路与电工基础参考项目84-恒定磁通磁路的计算84-恒定磁通磁路的计算课件

1项目8.1磁场的基本物理量和基本定律项目8.2铁磁物质的磁化项目8.3磁路的基本定律模块八磁路和铁芯线圈项目8.5交流铁芯线圈中的波形畸变与磁损耗项目8.4恒定磁通磁路的计算项目8.6电磁铁1项目8.1磁场的基本物理量和基本定律项目8.2铁磁12【知识目标】理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念理解铁磁物质的起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线的性质理解磁通连续性原理、安培环路定律、磁路的基尔霍夫定律、欧姆定律与磁阻掌握恒定磁通磁路的计算理解交流铁心线圈中波形畸变及磁滞损耗、涡流损耗的性质模块八磁路和铁芯线圈【技能目标】【教学难点】恒定磁通磁路的计算【课时安排】6课时。2【知识目标】模块八磁路和铁芯线圈【技能目标】23项目8.4恒定磁通磁路的计算8.4.1有关磁路计算的一些概念8.4.2无分支磁路的计算8.4.3对称分支磁路的计算3项目8.4恒定磁通磁路的计算8.4.1有关磁路计算的一38.4.1有关磁路计算的一些概念1.磁路的长度

2.铁磁物质截面积磁路中铁磁物质部分的截面积用磁路的几何尺寸直接计算。在磁路计算中，磁路的长度一般都取其平均长度，即中心线长度。如图8-11所示：磁路中有空气隙时，气隙边缘的磁感应线将有向外扩张的趋势，称为边缘效应，如图8-12所示。图8-11磁路的长度2.铁磁物质截面积图8-12气隙的边缘效应8.4.1有关磁路计算的一些概念1.磁路的长度2.铁磁物质4空气隙截面积S0

工程上一般认为，当气隙较小时候，可用下面两式计算气隙的有效面积：若铁心是涂有绝缘漆的电工硅钢片叠成的,则：S=K*S0矩形截面：

圆形截面：其中：S—有效面积；S0—视在面积；K—填充系数；图8-12气隙的边缘效应空气隙截面积S0工程上一般认为，当气隙较小时58.4.2无分支磁路的计算6１.已知磁通求磁通势无分支磁路的主要特点是磁路有相等的磁通，如已知磁通和各磁路段的材料及尺寸，可按下述步骤去求磁通势：8.4.2无分支磁路的计算6１.已知磁通求磁通势67

例题8-1：图8-13(a)所示磁路，图上标明尺寸单位为

，铁芯所用硅钢片上的基本磁化曲线如图8-13（b）,填充因数

，线圈匝数为120，试求在该磁路中获得磁通

所需的电流？解:（1）该磁路由硅钢片和空气隙构成，硅钢片有两种截面积，所以该磁路分为三段来计算。图8-13例8-1图

7

例题8-1：图8-13(a)所示磁路，图上标明尺寸单位78（2）求每段磁路的平均长度和截面积图8-13例8-1图

8（2）求每段磁路的平均长度和截面积图8-189（3）求每段磁路的感应强度

图8-13例8-1图

9（3）求每段磁路的感应强度图8-13例8-1图910

（4）求每段磁路的磁场强度：图8-13（b）所示曲线查得图8-13例8-1图

10（4）求每段磁路的磁场强度：图8-13（b）所示曲线查1011（5）求每段磁路的磁压降图8-13例8-1图

11（5）求每段磁路的磁压降图8-13例8-1图1112

(6)求总磁通势图8-13例8-1图

12(6)求总磁通势图8-13例8-1图12132.已知磁通势求磁通试探法：要先假定一个磁通，然后按已知磁通求磁通势的步骤，求出磁通的磁压降的总和，再和给定磁通势比较。如果与给定磁通势偏差较大，则修正假定磁通，再重新计算，直到与给定磁通势相近时，便可认为这一磁通就是所求值。由于磁路的非线性缘故，对于已知磁通势求磁通的问题，不能根据上面的计算倒推过去。因此，对这类问题一般采用试探法。132.已知磁通势求磁通试探法：要先假定一1314例题8-2

如图8-14所示磁路，中心线长度

，磁路横截面面积是

，气隙长度

，线圈匝数1650匝，电流为

时。铁芯为铸钢材料，基本磁化曲线可查附录一，试求磁路中的磁通？

解：此磁路由铁芯段和气隙段组成。气隙段的平均长度和面积为：铁芯段的平均长度和面积为：磁路中的磁通势为磁通为查附录一，得14例题8-2如图8-14所示磁路，中心线长度，磁路横1415从表8-3中，可看出第4次试探值作为最后结果，即所求磁通为

空气隙的磁场强度磁通势为经过过几次试探，试探结果如表8-3所示。15从表8-3中，可看出第4次试探值作为最后结果，即所求磁通1516

8.4.3对称分支磁路的计算对称分支磁路就是磁路存在着对称轴，轴两侧磁路的几何形状完全对称，相应部分的材料也相同，两侧作用的磁通势也是对称的，如图8-15所示的轴

。图8-15对称分支磁路16

8.4.3对称分支磁路的计算对称分支1617根据磁路定律，这种磁路的磁通分布也是对称的。因此，当已知对称分支磁路的磁通求磁通势时，只要取对称轴的一侧磁路计算即可求出整个磁路所需的磁通势。取对称轴一侧磁路计算时，中间铁芯柱（对称轴）的面积为原铁芯柱的一半，中间柱（对称轴）的磁通也减为原来的一半。但磁感应强度和磁通势却保持不变。这种磁路的计算也有两类问题：一类是已知磁通求磁通势；另一类是已知磁通势求磁通。具体的计算步骤及方法同无分支磁路。17根据磁路定律，这种磁路的磁通分布也是对称1718181819重点串联19重点串联1920项目8.1磁场的基本物理量和基本定律项目8.2铁磁物质的磁化项目8.3磁路的基本定律模块八磁路和铁芯线圈项目8.5交流铁芯线圈中的波形畸变与磁损耗项目8.4恒定磁通磁路的计算项目8.6电磁铁1项目8.1磁场的基本物理量和基本定律项目8.2铁磁2021【知识目标】理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念理解铁磁物质的起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线的性质理解磁通连续性原理、安培环路定律、磁路的基尔霍夫定律、欧姆定律与磁阻掌握恒定磁通磁路的计算理解交流铁心线圈中波形畸变及磁滞损耗、涡流损耗的性质模块八磁路和铁芯线圈【技能目标】【教学难点】恒定磁通磁路的计算【课时安排】6课时。2【知识目标】模块八磁路和铁芯线圈【技能目标】2122项目8.4恒定磁通磁路的计算8.4.1有关磁路计算的一些概念8.4.2无分支磁路的计算8.4.3对称分支磁路的计算3项目8.4恒定磁通磁路的计算8.4.1有关磁路计算的一228.4.1有关磁路计算的一些概念1.磁路的长度

2.铁磁物质截面积磁路中铁磁物质部分的截面积用磁路的几何尺寸直接计算。在磁路计算中，磁路的长度一般都取其平均长度，即中心线长度。如图8-11所示：磁路中有空气隙时，气隙边缘的磁感应线将有向外扩张的趋势，称为边缘效应，如图8-12所示。图8-11磁路的长度2.铁磁物质截面积图8-12气隙的边缘效应8.4.1有关磁路计算的一些概念1.磁路的长度2.铁磁物质23空气隙截面积S0

工程上一般认为，当气隙较小时候，可用下面两式计算气隙的有效面积：若铁心是涂有绝缘漆的电工硅钢片叠成的,则：S=K*S0矩形截面：

圆形截面：其中：S—有效面积；S0—视在面积；K—填充系数；图8-12气隙的边缘效应空气隙截面积S0工程上一般认为，当气隙较小时248.4.2无分支磁路的计算25１.已知磁通求磁通势无分支磁路的主要特点是磁路有相等的磁通，如已知磁通和各磁路段的材料及尺寸，可按下述步骤去求磁通势：8.4.2无分支磁路的计算6１.已知磁通求磁通势2526

例题8-1：图8-13(a)所示磁路，图上标明尺寸单位为

，铁芯所用硅钢片上的基本磁化曲线如图8-13（b）,填充因数

，线圈匝数为120，试求在该磁路中获得磁通

所需的电流？解:（1）该磁路由硅钢片和空气隙构成，硅钢片有两种截面积，所以该磁路分为三段来计算。图8-13例8-1图

7

例题8-1：图8-13(a)所示磁路，图上标明尺寸单位2627（2）求每段磁路的平均长度和截面积图8-13例8-1图

8（2）求每段磁路的平均长度和截面积图8-12728（3）求每段磁路的感应强度

图8-13例8-1图

9（3）求每段磁路的感应强度图8-13例8-1图2829

（4）求每段磁路的磁场强度：图8-13（b）所示曲线查得图8-13例8-1图

10（4）求每段磁路的磁场强度：图8-13（b）所示曲线查2930（5）求每段磁路的磁压降图8-13例8-1图

11（5）求每段磁路的磁压降图8-13例8-1图3031

(6)求总磁通势图8-13例8-1图

12(6)求总磁通势图8-13例8-1图31322.已知磁通势求磁通试探法：要先假定一个磁通，然后按已知磁通求磁通势的步骤，求出磁通的磁压降的总和，再和给定磁通势比较。如果与给定磁通势偏差较大，则修正假定磁通，再重新计算，直到与给定磁通势相近时，便可认为这一磁通就是所求值。由于磁路的非线性缘故，对于已知磁通势求磁通的问题，不能根据上面的计算倒推过去。因此，对这类问题一般采用试探法。132.已知磁通势求磁通试探法：要先假定一3233例题8-2

如图8-14所示磁路，中心线长度

，磁路横截面面积是

，气隙长度

，线圈匝数1650匝，电流为

时。铁芯为铸钢材料，基本磁化曲线可查附录一，试求磁路中的磁通？

解：此磁路由铁芯段和气隙段组成。气隙段的平均长度和面积为：铁芯段的平均长度和面积为：磁路中的磁通势为磁通为查附录一，得14例题8-2如图8-14所示磁路，中心线长度，磁路横3334从表8-3中，可看出第4次试探值作为最后结果，即所求磁通为

空气隙的磁场强度磁通势为经过过几次试探，试探结果如表8-3所示。15从表8-3中，可看出第4次试探值作为最后结果，即所求磁通3435

8.4.3对称分支磁路的计算对称分支磁路就是磁路存在着对称轴，轴两侧磁路的几何形状完全对称，相应部分的材料也相同，两侧作用的磁通势也是对称的，如图8-15所示的轴

。图8-15对称分支磁路16

8.4.3对称分支磁路的计算对称分支3