第八章 气隙磁导的计算ppt课件

1、1.电气理论基础第8章，天津理工大学电气工程与自动化学院电气工程与自动化，2，2，本章内容，1，概述2，分析方法3，磁场分割方法4，磁导率的实验研究，第8章，气隙磁导率的计算，3，LOGO，教学目的和要求：掌握分析方法和磁场分割方法，理解图形教学的重点和难点：2。分析方法；3.图解方法；4.磁场分割方法。通过本章的学习，学生可以掌握工程中使用的磁导率的计算方法。课后，学生还可以了解最新的分析磁场的ANSYS软件。3.前言，第8章，4，LOGO，4，8-1，1。气隙类型：1 .可变工作气隙，产生电磁吸引力和工作，也称为主气隙；2.由于结构原因，主磁通量必须通过的路径上的气隙固定或略有变化；3.固

2、定气隙和非磁性垫片，防止剩磁阻碍电枢释放；4.对应于漏磁的漏磁气隙。第8、5章，LOGO，5、2。显示不同气隙的示意图。8-1概述，第8章，6，LOGO，6，3。计算气隙磁导的必要性：当气隙较大且磁路不饱和时，工作气隙的磁阻R远大于磁化器的磁阻R，因此磁路的磁动势大部分消耗在工作气隙中。因此，计算结果直接是磁路计算的结果。4.计算方法：数学分析法、分离磁场法、图解法和经验公式法。8-1，第8章，7，LOGO，7，8-2，数学分析法，1。气隙渗透率的计算方法，2。用欧姆定律计算气隙磁导率的方法，8，LOGO，8，1。气隙磁导率的计算：当磁力线和等电位线的分布可用数学表达式描述时，气隙磁导率可用解

3、析法计算。但是，只有在一些特殊的场合，如：磁极形状为规则几何形状，气隙中的磁通分布和等电位线分布均匀，磁极的边缘效应和磁通的扩散可以忽略不计，才能利用磁场理论和严格的数学推导直接得到准确的气隙磁导率计算公式。8-2数学分析法，第8章，第9节，LOGO，第9节。第二，根据磁路欧姆定律计算气隙磁导率的方法：1 .对于均匀磁场，常用的计算公式是：8-2数学分析法，第8章，气隙长度，10，LOGO，10，其中气隙磁导率(h)；磁极长度(米)；b磁极宽度(m)；磁极之间的气隙长度(m)；U0真空渗透率(Hm)。2。两个平行平面的矩形磁极：8-2数学分析方法，第8章，11，LOGO，11。当/a或/b0.

4、2时，通过以下公式计算：公式中添加的“0.307/”是一个修正系数，该系数通过考虑边际磁通量而增加。8-2数学分析方法，第8章，12，LOGO，12，3，平行圆形导体：如图所示。当/d0.2:或/d0.2时，按下列公式计算，8-2数学分析方法，第8章，13，13，4，如图所示，对于端面不平行的矩形磁极：dx(r1，r2)，=/x，即=* x，积分，取：8- 1。分割磁场的方法是将包括边缘磁通在内的所有气隙磁通按其可能的路径分割成几个几何形状简单的磁通管，分别计算每个磁通管的磁导率，然后将这些磁通管的磁导率并行相加，计算出所有气隙磁通。第二，分析对象：气隙大、边缘磁通不可忽视的情况。第8章、第1

5、5章、LOGO、第15章、第三章。计算公式：每根通量管的渗透率可由其平均截面积与平均长度之比确定，即公式中通量管的渗透率(h)；Sav通量管的平均横截面积(m2)和av通量管的平均长度(m)。8-3分裂磁场法，第8、16章，LOGO，16，或公式中v通量管的体积(m3)。平行通量管的渗透率之和为气隙渗透率，其计算公式为公式：中n个通量管的数量。8-3分裂磁场法，8-3分裂磁场法，第8章，18，LOGO，18，首先计算每个通量管的磁导率。(1)长方体1的磁导率公式1中正方形磁极到平面的距离(m );方形磁性废料的边长(米)。8-3分割磁场法，第8章，19，LOGO，19，(2)1/4圆柱形磁通管

6、的磁导率1/4圆柱形磁通管的半径和长度为，磁通管的平均长度在0到157之间，磁通管的平均横截面积Sav为：8-3分割磁场法， (3)1/4空心圆筒的磁导率3 1/4圆柱形磁通管磁通管的内径为m，m代表边际磁通的范围，它通常是根据实验或经验确定的。 当该值较小时，m等于(12)，对于带有极靴的DC电磁铁，m等于极靴的厚度。磁通管的平均长度av为8-3分磁场法，第8章，21，LOGO，21，磁通管的平均截面积Sav为0，则8-3分磁场法，第8章，22，LOGO，22，磁通管的平均长度av为3m，这也可以通过非平行端面的磁根之间的气隙磁导率的计算公式来计算。通量管平均长度av为，8-3分裂磁场法，第

7、8章，23，LOGO，23，(4)l/8球体4的通量管球体半径为，通量管平均长度av用图解法计算，av=1.3。如果通量管的体积V为V=3/6，则采用8-3分裂磁场法。(5)1/8空心球的磁导率5 . 1/8空心球磁通管的内径为，外径为(m)，磁通管的平均长度为： av=(2 m )/4，磁通管的平均横截面积为3360 SAV=m (2 m)/8，然后用8-3分裂磁场法， 第8章总气隙磁导可通过以下公式计算：8-3分割磁场法，第8章，26，LOGO，26，示例23360通过分割磁场法计算分接电磁铁的气隙磁导。 在图5-14中，因为极面不平行，所以工作气隙长度在任何地方都不同。作为近似计算，气隙

8、磁场可以分为四个区域：I、和，并且假设每个区域中的气隙长度相等，即I (R-r)、I (r-r)、I (r-r)和I (r-r)。8-3分割磁场法，第8章，27，LOGO，研磨电磁铁的工作气隙磁场可分为磁通管，如圆筒1、1/4圆筒2和1/4空心圆筒3。磁通管的磁导率按以下公式计算：(1)1/4圆筒8-3分裂磁场法的磁导率，第8章，28，LOGO，28，(2)1/4圆筒2，8-3分裂磁场法的磁导率公式，第8章，29，LOGO，29，(3)1/4空心圆筒3的磁性。工作气隙磁导率可通过将上述磁通管的磁导率相加得到，其计算公式为公式中“r”的含义：对于无极鞋研磨电磁铁，r代表铁芯对于带有极靴的研磨电磁

9、铁，R代表极靴的半径。8-3分裂磁场法，第8章，31，LOGO，31，各种规则磁通管磁导率计算公式对照表：8-3分裂磁场法，第8章，32，LOGO，32，8-3分裂磁场法，第8章，33，33，8-3分裂磁场法，34，34二是利用实验结果比较各种磁导率计算方法的误差。根据磁导的定义，气隙磁导可以通过测量气隙磁通和气隙磁电压降u然后计算它们的比值来计算。因此，实验测量气隙磁导率实质上就是测量气隙磁通和气隙磁压降。35，LOGO，35，实验：用磁通量测量磁通量。8-4磁导率的实验研究，第8章，36，LOGO，36，气隙对于一种通过电枢运动来做机械工作的电磁系统是必要的。由于空气在气隙中的磁导率远小于

10、磁性导体的磁导率，气隙的磁阻远大于相同尺寸磁性导体的磁阻。此外，气隙磁阻的计算是复杂的，并且难以提高其精度。因此，整个电磁系统的计算精度往往取决于气隙磁导率(尤其是工作气隙)的计算精度。气隙渗透率的计算方法由于磁极边缘效应和磁极侧磁通扩散的影响，气隙磁场分布非常复杂。在工程计算中，经常需要通过合理的假设来简化问题，然后进行具体的计算。肖杰，第8章，第37节，LOGO，第37节，该分析方法仅适用于均匀磁场的计算，即边缘效应和磁通扩散可以忽略不计，无需计时。这样的场合很少，所以很少单独应用于实践。然而，这种分析方法是基于严格的电磁场理论和数学方法，所以可以说它是其他方法的基础。图解法是一种在正确描述磁场图像的基础上计算气隙磁导的方法，原则上可用于任何情况。因为绘图过程是一个反复修改的过程，需要大量的工作，而且准确性还取决于绘图员的技能、经验和熟练程度，除非气隙的几何形状过于复杂，否则不采用图解法。磁场分割法是一种综合方法，它既有解析法的严格性，又有图解法所考虑的磁场分布的空间性。在估计磁通可能路径的基础上，将磁场分成若干形状规则的磁通管，然后用解析法求出这些磁通管的磁导率，最后得到气隙磁导率。因此，用磁场分段法计算气隙磁导既方便，又能保证工程计算所需的精度。在各种气隙磁导率