3.第三章-磁路和变压器

二零一四年元月第三章磁路和变压器主讲：赵振宁新能源汽车电工电子与电力电子基础2能说出磁路的基本概念有哪些，分别用什么字母表示。能说出磁路欧姆定律的内容，并用电路欧姆定律做“相当于”的说明。能说出手调电焊机的工作原理。能说出汽车上的传感器哪些用到了变压器的原理。知识目标3能用示波器在电动汽车上检查汽车电机旋转变压器的好坏。能检查汽车旋转变压器式节气门体的好坏。能正确使用直流电流钳测量汽车起动机的起动电流。能正确使用直流电流钳测量汽车用电器全部关掉时锁车后的用电电流。技能目标4第一节概述一、什么是电磁电与磁都是物质的基本运动形式，两者之间有着密切的联系，统称为电磁。在物理学中，大家学习过电流的磁场、磁场对电流的作用力（即安培力）和电磁感应，这是讨论电磁关系的三个基本问题。本章将在物理学电磁知识的基础上，介绍磁化和简单磁路的概念，讲述变压器的基本结构和基本工作原理。5二、电和磁的关系电磁感应有两种：１）导线切割磁力线：这里也有两个原因，一是磁场，二是与磁场之间存在相对运动的直导线；只要这一相对运动是使直导线切割磁场的磁力线，那么，就会在直导线中感应出电动势；如果直导线是闭合回路的一部分，直导线就会向回路输出感应电流。２）磁通变化引起感应电流：原因是闭合回路所包围的磁通量发生变化；结果是在闭合回路中产生感应电动势与感应电流。这一种电磁感应更有普遍意义第一节概述6第二节磁导率一、什么是磁动势实验证明：通电线圈的磁场的强弱跟电流Ｉ与线圈匝数Ｎ的乘积成正比。乘积ＩＮ称为磁动势，其单位是安匝或安（Ａ）。例如，ＤＺ系列中间继电器线圈的磁动势为８７７Ａ；ＭＺＺ１－３００型制动电磁铁线圈的磁动势为８５００Ａ；ＮＷ１－１６型起重电磁铁线圈的磁动势为７６０００Ａ等。磁动势ＩＮ是激励磁场的根源。实验还证明，在具有一定安匝数的通电线圈中，放入铁、钴、镍等铁磁性物质，磁感应Ｂ将大大增强；若放入钢、铝、木材等非铁磁性物质，则磁感应强度Ｂ几乎不变。可见，磁场的磁感应强度不仅与磁动势有关，还与磁场中介质的性质有关。7二、什么是磁导率我们用磁导率μ来表示物质的导磁能力。磁导率的国际单位制单位是亨／米（Ｈ／ｍ）。经测定，真空磁导率μ０＝４π×１０-７Ｈ／ｍ是一常量，又称磁常数。某介质的磁导率μ与真空磁导率μ０的比值μｒ称为该介质的相对磁导率，即第二节磁导率8三、什么是铁磁物质第二节磁导率9四、什么是磁场强度第二节磁导率10第二节磁导率11第二节磁导率12第三节磁化和反复磁化一、什么是磁化13第三节磁化和反复磁化14第三节磁化和反复磁化15二、什么是反复磁化１．软磁性材料第三节磁化和反复磁化16２.硬磁性材料第三节磁化和反复磁化173.矩磁性材料第三节磁化和反复磁化18第四节简单磁路的概念一、磁路欧姆定律19假设磁路由均匀的铁磁材料构成，它的平均长度为ｌ，横截面积为Ａ，磁导率为μ，可以证明，该磁路的磁阻为如果磁路中有一小段长ｌ０的空气隙，其横截面积也是Ａ，那么这段空气隙的磁阻为第四节简单磁路的概念20二、电磁力的应用Ｆ为电磁吸力，单位为牛顿（Ｎ）；Ｂ０为气隙出的磁感应强度，单位是特拉斯（Ｔ）；Ａ为铁心于衔铁吸合处的横截面积，单位是平方米（ｍ２），交流电磁铁吸合时的平均电磁吸力为Ｂｍ、Φｍ分别为磁感应强度、磁通的最大值。第四节简单磁路的概念21第五节涡流一、什么是涡流22二、什么是涡流损耗在交流电气设备中，交变电流的交变磁通在铁心中产生涡流，会使铁心发热面消耗电功率，称之为涡流损耗。它与磁滞损失合称为铁损。在磁饱和状态下，铁损的大小与铁心中磁感应强度的二次方（Ｂ２ｍ）成正比。为了减小铁心中的涡流，铁心通常采用0.３５至0.５ｍｍ的硅钢片叠成，硅钢片间有绝缘层（涂绝缘漆或用表面氧化层）。由于硅钢片具有较大的电阻率和较小的剩磁，所以它的涡流损失与磁滞损失都比较小。第五节涡流23三、涡流的避免和应用涡流在电机和变压器等电气设备中造成能量损耗，并使设备发热，是不利的，应尽量减弱它。因此，交流电机、变压器的铁心一般都用硅钢片叠成。但在另外一些场合，却是利用了涡流，如高频感应电炉是利用在金属中激起的涡流来加热或冶炼金属。如果涡流是由整块导体在磁场中运动引起的，它将受电磁力作用而阻碍导体的运动，这种电磁力的制动作用称为电磁阻尼作用。一些仪表中常利用涡流的电磁阻尼作用使指针减小摆动。瓦时计（俗称电度表）中的转动铝盘也是利用涡流的电磁阻尼作用来工作的。第五节涡流24第六节变压器的基本构造一、什么是变压器变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用它可把某一电压的交流电变换成同频率的另一电压的交流电。25二、变压器的构造第六节变压器的基本构造26第六节变压器的基本构造27第六节变压器的基本构造28第六节变压器的基本构造29三、变压器的应用第六节变压器的基本构造30第七节特殊变压器一、自耦变压器31第七节特殊变压器一、自耦变压器32第七节特殊变压器二、多抽头(绕组)变压器33三、电焊变压器第七节特殊变压器34四、仪用互感器第七节特殊变压器35一、加速踏板位置传感器第八节变压器原理在汽车上的应用36一、加速踏板位置传感器第八节变压器原理在汽车上的应用37一、加速踏板位置传感器第八节变压器原理在汽车上的应用38二、变压器式节气门位置传感器第八节变压器原理在汽车上的应用39第八节变压器原理在汽车上的应用40第八节变压器原理在汽车上的应用41三、电动汽