初学电机的基本知识总结讲解
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电机基础知识入门电机是我们日常生活中广泛应用的一种电气设备,它具有转化电能为机械能的作用。
为了更好地了解电机的基础知识,本文将介绍电机的工作原理、分类以及常见问题解决方案。
一、电机的工作原理电机的工作原理基于电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当电流通过电机的线圈时,产生的磁场与磁场中的磁场相互作用,引起电机的转动。
1. 电磁感应定律:电磁感应定律指出,当导体处于磁场中时,如果导体上有磁通量的变化,就会在导体两端产生感应电动势。
对于电机而言,这个概念可以理解为通过线圈的电流改变了磁场,从而使得产生力矩。
2. 洛伦兹力定律:洛伦兹力定律指出,导体中的电流在磁场中受力的方向为垂直于磁感应强度和电流的方向。
在电机中,这个定律解释了为何导体在磁场中会受到力矩以及为何电机能够旋转。
二、电机的分类根据电机的结构和工作原理,电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
1. 直流电机:直流电机分为直流电动机和直流发电机。
直流电动机的工作原理基于直流电流通过线圈产生的磁场与磁场相互作用而产生的机械转动。
直流发电机则相反,通过机械转动产生的磁场与磁场相互作用产生直流电流。
直流电机具有结构简单、转速可调、启动扭矩大等特点,广泛应用于工业控制、汽车、家用电器等领域。
2. 交流电机:交流电机包括异步电动机和同步电动机。
异步电动机是最常见的交流电机,其工作原理是利用交流电的频率和相位差使得电机在磁场中产生旋转。
异步电动机具有结构简单、制造成本低等优点,广泛应用于家电、空调等领域。
同步电动机则需要较为复杂的控制系统,相较于异步电动机具有更高的效率和较低的能耗。
三、常见问题解决方案在使用电机的过程中,可能会遇到一些常见问题,接下来就为大家介绍一些常见问题的解决方案。
1. 电机过热:电机过热可能是由于电机负载过重、通风不良等原因导致的。
解决方案可以是检查负载是否过重,增加通风设施以保持散热。
2. 电机启动困难:电机启动困难可能是由于电压不稳定、起动电流过大等原因导致的。
机电设备技术知识点总结一、电机基础知识1. 电机的工作原理电机是将电能转换为机械能的设备,其工作原理是通过电磁感应现象实现的。
当通电时,电机内部的线圈产生磁场,与固定在外部的磁场相互作用产生力,从而驱动电机转动。
2. 电机分类按使用的能源分类,电机主要可以分为直流电机和交流电机两大类;按转子结构分类,电机可以分为异步电机、同步电机和直线电机;按用途分类,电机可以分为空调电机、洗衣机电机、风扇电机等。
3. 电机的工作原理电机工作时的主要参数有磁场、电流、电压、感应电动势等,这些参数对电机的工作性能有着重要的影响。
4. 电机的选型在选用电机时,需要考虑其额定功率、额定电压、额定电流、转速等参数,并依据实际需求选择合适的电机类型和功率。
5. 电机的维护和保养电机在使用过程中需要定期的维护和保养,包括润滑、散热、清洁等,以确保电机的正常运行。
二、传动装置1. 传动装置的分类传动装置主要分为机械传动装置、液压传动装置和气动传动装置三大类。
2. 机械传动装置机械传动装置主要包括齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动和联轴器等,通过机械元件实现机械能的传递。
3. 液压传动装置液压传动装置通过液压泵、液压缸和液压阀等元件实现液压能的传递,广泛应用于工程机械、冶金设备、航空航天等领域。
4. 气动传动装置气动传动装置通过气动泵、气动缸和气动阀等元件实现气动能的传递,应用于包装设备、起重设备、风能利用等领域。
5. 传动装置的设计原则在设计传动装置时,需要考虑传动效率、传动比、传动平稳性、传动噪音等因素,以实现良好的传动效果。
三、控制系统1. 控制系统的分类控制系统主要分为开环控制系统和闭环控制系统两大类。
2. 开环控制系统开环控制系统是指控制器输出的控制量不受被控对象影响的控制系统,其控制效果受外部干扰和系统参数变化的影响较大。
3. 闭环控制系统闭环控制系统是指控制器输出的控制量受被控对象反馈的信息影响的控制系统,能够根据被控对象状态实时调整控制量,具有良好的稳定性和鲁棒性。
电机必备知识点总结大全一、电机的工作原理1. 电机的基本原理电机的基本原理是利用电磁力产生机械运动。
当通入电流时,导体在磁场中受到安培力的作用,产生受力运动。
2. 电机的工作过程电机的工作过程可以分为电磁感应和电磁力的作用两个阶段。
在电磁感应阶段,电流通过导体产生磁场,导体在磁场中受到电磁感应力。
在电磁力的作用阶段,导体受到的电磁感应力产生机械运动,从而实现电能到机械能的转化。
3. 电机的转矩和速度电机的转矩和速度是描述电机工作特性的重要参数。
转矩是电机输出的力矩,速度是电机的转动速度。
电机的转矩和速度对于电机的工作性能和运行效果具有重要影响。
二、电机的分类1. 按照工作原理分类电机可以根据工作原理分为直流电机和交流电机。
直流电机是利用直流电源供电的电机,其工作原理是利用直流电流在磁场中产生安培力。
交流电机是利用交流电源供电的电机,其工作原理是利用交变电流在磁场中产生安培力。
2. 按照结构分类电机可以根据结构形式分为异步电机和同步电机。
异步电机是指转子和定子的转速之间存在差异的电机,常见的有感应电机和异步电动机。
同步电机是指转子和定子的转速同步的电机,常见的有同步电机和步进电机。
3. 按照用途分类电机可以根据用途分为通用电机和专用电机。
通用电机是指适用于各种场合的电机,常见的有三相感应电机和直流电机。
专用电机是指特定场合使用的电机,如风机电机、卷扬电机等。
4. 按照工作特性分类电机可以根据工作特性分为恒速电机和调速电机。
恒速电机是在额定负载下保持稳定转速的电机,常见的有同步电机和异步电机。
调速电机是可以根据负载要求调整转速的电机,常见的有直流电机、无刷电机等。
三、电机的选型1. 选型原则在选型电机时,需要考虑电机的工作要求、环境条件、安装空间等因素。
选型原则包括性能匹配、可靠性、效率、功率因数、安全性等方面。
2. 选型步骤选型电机的步骤包括确定工作要求、了解电机性能参数、选择适合的电机类型和规格、进行性能对比、最终确定合适的电机型号。
电机基础必学知识点
1. 电机的工作原理:电机是一种将电能转换为机械能的设备。
其工作
基于法拉第电磁感应原理,通过电流在磁场中产生力矩,使得电机旋转。
2. 电机的分类:电机可以根据不同的工作原理和应用领域进行分类。
常见的电机类型包括直流电机、交流电机、步进电机、同步电机等。
3. 电机的结构:电机通常由定子和转子组成。
定子是固定在机架上的
部分,上面有绕组。
转子则是可以转动的部分,通常由永磁体或绕组
构成。
4. 电机的控制方法:电机的控制方法可以通过调节电流、电压或转子
位置来实现。
常见的控制方法包括PWM调速、矢量控制、闭环控制等。
5. 电机的性能参数:电机的性能参数包括额定功率、额定转速、额定
电流、效率等。
这些参数可以用于评估电机的工作能力和效率。
6. 电机的应用领域:电机广泛应用于各个领域,包括工业制造、交通
运输、家用电器等。
不同领域对电机的要求和应用方式也有所不同。
7. 电机的维护保养:电机的维护保养包括定期清洁、检查电机运行状态、及时更换磨损部件等。
良好的维护保养可以延长电机的使用寿命。
8. 电机的能效标准:为了提高能源利用效率,许多国家和地区都制定
了电机的能效标准。
根据能效等级,电机可以分为多个等级,如IE1、IE2、IE3等。
以上是电机基础必学的一些知识点,了解这些知识可以帮助你更好地理解电机的工作原理和应用。
电动机基本知识介绍1.电机基本概念介绍:1.1电机的基本运行条件:1.1.1电机的现场运行条件:1)除非另有约定或规定,电机应适合于下列现场运行条件,如有偏差则按1.1.2条件进行修正2)海拔:应不超过1000m3)最高环境温度:应不超过40℃4)最低环境温度:对于任何电机应不低于-15℃,但在下述电机不低于0℃:A)额定输出功率>3300KW(KVA)/1000r/min;B)额定输出功率<0.6KW(KVA) ;C)带换向器;D)带滑动轴承;E)以水作为冷却介质的。
5)对于水冷电机或空水冷却的电机:冷却水温在+5℃~+25℃,特殊情况下最高不超过33℃;1.1.2电气运行条件:1)电源:三相50Hz或60Hz交流电机的电压应符合GB156《标准电压》所规定的标称电压。
选用电机的额定电压时,应考虑配电系统与用电系统两者电压的差别。
对静止变流电源供电的交流电动机,电压、频率和波形的规定均不使用,额定电压应按协议规定。
2)电压和电流的波形和对称性:对用于由交流发电机供电,频率为固定的电源上的交流电动机,供电电压谐波压因数(HVF)应不超过以下0.02。
HVF=(ΣU2n/n)1/2U N——谐波电压的标么值N——谐波次数(5、7、11、13)。
三相交流电动机在三相电压系统的电压负序分量不超过正序分量的1%(长期运行),或不超过1.5%(不超过几分钟的短时运行)且零序分量不超过正序分量1%的条件下运行。
即使HVF和负序分量和零序分量的限值在电机额定负载运行时同时发生,也不应导致在电机中产生任何有害的温度。
建议其温升或温度允许超过本标准规定限值,但不能超过10K。
3)运行期间电压和频率的变化:对用于由交流发电机供电(无论是地区供电或经电网),且频率为固定的电源上的交流电机,电压和频率的综合变化分为A和B两个区电机应能在区域A内连续运行,并实现规定的基本功能(对电动机应能输出额定转距),但其性能不必与额定电压和频率时的性能完全符合,可能呈现某些差异,温升可较额定电压和频率时高。
电机必备知识点总结一、电机的分类1. 按照电源供给方式分:直流电机和交流电机。
2. 按照工作原理分:感应电机、同步电机、步进电机等。
3. 按照使用场景分:家用电机、工业电机、特种电机等。
二、电机的基本原理1. 电机的磁场原理:电机是利用电流在磁场中产生力的原理来实现电能转换。
2. 电机的电磁感应原理:利用磁场的变化产生感应电流,并在导体中形成力矩来实现电能转换。
3. 电机的电动原理:通过外加电源使电机转子形成磁场,从而与定子的磁场相互作用来产生力矩,推动电动机转动。
三、电机的结构与工作特性1. 电机的结构:电机通常由定子、转子、端盖、轴承等构成,根据不同的类型和用途,结构会有所不同。
2. 电机的工作特性:电机在励磁条件下的速度、功率、效率等参数是电机性能的重要指标,也是电机设计和选型的依据。
四、电机的性能参数1. 额定功率:电机能持续输出的功率。
2. 额定转速:电机额定负载下的转速。
3. 额定电流:电机额定工作条件下的电流。
4. 额定效率:电机在额定条件下的能量转换效率。
五、电机的控制技术1. 电机的调速控制:通过改变电机的供电电压、频率和转子电流来改变电机的转速。
2. 电机的启动控制:通过电机的起动器和软启动器来实现电机的平稳启动。
3. 电机的制动控制:通过电机的电阻制动、电磁制动等来实现电机的快速停止。
六、电机的维护与保养1. 定期检查电机的绝缘电阻和接地性能,并进行维护和绝缘处理。
2. 保持电机通风良好,防止灰尘和异物对电机的影响。
3. 定期检查电机的轴承和润滑油脂,及时更换磨损的部件和润滑材料。
以上就是电机的基本知识点的总结,希望对你有所帮助。
如果你对电机的学习有兴趣,可以继续深入学习电机的原理、设计、应用等方面的知识。
电机知识点难点归纳总结一、电机基础知识电机是将电能转换为机械能的装置,广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
在学习电机知识时,首先需要掌握电机的基础知识,包括电机的分类、工作原理和结构特点等。
1. 电机的分类电机根据其工作原理和结构特点可以分为直流电机和交流电机两大类。
直流电机包括分别激励直流电机和串励直流电机,交流电机包括异步电动机和同步电动机等,每种类型电机有其特有的特点和适用场合。
2. 电机的工作原理电机的工作原理是基于电磁感应现象,当通电导体置于磁场中运动时,就会受到洛伦兹力的作用而产生运动。
根据洛伦兹力的方向,可以确定电机的旋转方向。
同时,电机的工作原理还与电流方向和磁场的方向有关,掌握好这些关系对于理解电机的工作过程至关重要。
3. 电机的结构特点电机的结构特点包括定子、转子、磁场和电刷等部件。
不同类型的电机结构特点也会有所差异,例如直流电机的电刷结构和交流电机的转子结构都有其独特之处。
二、电机性能参数电机的性能参数是评价电机性能优劣的重要指标,掌握电机性能参数的含义和计算方法对于电机的选型和使用具有重要意义。
1. 电机的额定功率电机的额定功率是指在额定工况下,电机能够持续工作的功率。
额定功率是电机选型的基本参数之一,直接影响着电机的使用寿命和性能。
2. 电机的效率电机的效率是指电机输出功率与输入功率的比值,是评价电机能耗的重要指标。
提高电机的效率可以有效节约能源和降低生产成本,因此在电机设计和使用中需要重视电机的效率。
3. 电机的功率因数电机的功率因数是指电机的实际有用功和视在功之比,也是电机性能的重要指标之一。
功率因数的大小关系着电机的能耗和稳定性,需要在电机设计和使用中对功率因数进行合理控制。
4. 电机的启动和制动特性电机的启动和制动特性包括启动方式、起动时间、制动方式、制动时间等参数,这些参数直接影响着电机的工作过程和安全性,需要在电机设计和选型时进行合理考虑。
三、电机的控制和保护电机的控制和保护是电机应用的关键环节,不同的控制方式和保护措施对于电机的正常运行和安全性具有重要意义。
电机知识点汇总电机是一种将电能转化为机械能的装置,广泛应用于工业、交通、家电等领域。
在本文中,我们将系统地介绍电机的一些基本知识点,帮助读者更好地理解和应用电机技术。
1.电机的基本原理电机的基本原理是通过电流在磁场中产生力矩,从而驱动电机转动。
根据不同的工作原理,电机可分为直流电机和交流电机两大类。
2.直流电机直流电机是最常见的一种电机类型,其核心部件为电枢和电磁场。
当通电时,电流通过电枢产生磁场,与电磁场相互作用形成力矩,使电机转动。
直流电机具有结构简单、控制方便等特点,广泛应用于家电、自动化设备等领域。
3.交流电机交流电机是利用交流电产生的旋转磁场驱动转子转动的电机。
常见的交流电机有异步电机和同步电机两种类型。
异步电机是最常见的一种交流电机,其工作原理是通过旋转磁场的相对速度差,产生感应电动势从而驱动转子转动。
同步电机则是通过与旋转磁场同步运动,实现精确控制和高效率。
4.电机的特性参数了解电机的特性参数对于正确选择和应用电机至关重要。
其中,最常见的特性参数包括额定功率、额定转速、额定电压、效率等。
额定功率是指电机能连续输出的功率,额定转速是指电机在额定电压下的转动速度,额定电压是电机正常工作的电压范围,效率则是指电机输出功率与输入功率之比。
5.电机的控制方法电机的控制方法多种多样,根据不同的应用场景和要求选择合适的控制方式非常重要。
常见的电机控制方法包括直流电机的PWM调速、交流电机的变频调速、步进电机的开环控制和闭环控制等。
PWM 调速是通过改变直流电机供电电压的占空比来实现速度控制,变频调速则是通过改变交流电机的供电频率来实现速度控制。
6.电机的应用领域电机广泛应用于各个领域,包括工业生产、交通运输、家庭电器等。
在工业生产中,电机用于驱动各种设备和机械装置,如风机、泵等;在交通运输中,电机被广泛应用于汽车、电动车、高铁等交通工具;在家庭电器中,电机驱动洗衣机、冰箱、空调等家电设备。
7.电机的维护保养正确的维护保养能够延长电机的使用寿命和提高工作效率。
电机常识知识点总结一、电机的工作原理电机的工作原理是利用电磁感应原理,通过通电的线圈产生磁场,与磁场相互作用的磁体产生力矩,使电机产生机械运动。
通常情况下,电机包括定子和转子两个部分。
定子是通过绕组产生磁场的部分,转子是通过磁场产生力矩的部分。
电机的工作过程中,通过控制电流的大小和方向来控制电机的转动方向和速度。
二、电机的分类根据电机的工作原理和结构特点,电机可分为直流电机和交流电机两大类。
直流电机包括直流电动机、直流电动车电机等,交流电机包括异步电机、同步电机等。
此外,根据电机的工作原理,还可将电机分为感应电机、永磁电机、复合电机等。
三、电机的特点1. 电机具有高效率和良好的动态性能,能够快速响应,并且能承受一定的负载。
2. 电机运行平稳,噪音低,并且维护简单,使用寿命长。
3. 电机的功率范围广泛,从几瓦到上百兆瓦都可以实现。
4. 电机的转速范围广,从几转/分到几万转/分都可以实现。
四、电机的应用领域1. 工业领域:电机广泛应用于工厂的生产设备和机械设备,如风机、泵、压缩机、输送机、机床等。
2. 交通领域:电机广泛应用于汽车、电动车、电梯、地铁、火车等交通工具和设备。
3. 家用电器领域:电机广泛应用于家用电器、如洗衣机、冰箱、空调、吸尘器、电饭煲等。
4. 农业领域:电机也被广泛应用于农业设备,如水泵、播种机、收割机等。
五、电机的维护和故障处理1. 电机的维护包括定期检查电机的绝缘电阻、润滑油、轴承磨损等,及时清洁电机,保持通风良好。
2. 电机的故障处理包括查找电机故障的原因,对电机进行检修和更换损坏部件。
总之,电机是现代工业生产和生活中不可缺少的重要设备,了解和掌握电机的常识知识是非常有必要的。
只有充分了解电机的工作原理、分类、特点和应用领域,才能更好地使用和维护电机,确保其正常运行。
第一章 电机中的电磁学基本知识1.1 磁路的基本知识1.1.1 电路与磁路对于电路系统来说,在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。
构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体,并可以形成电流。
在磁路系统中,也有一个磁动势F (类似于电路中的电势),在F 的作用下产生一个Φ(类似于电路中的电流),磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路(类似于电路中的导体)到S 极,这个通路就是磁路。
由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍,即空气磁阻比铁磁材料大几千倍,所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。
然而非铁磁物质,如空气也能通过磁通,这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ(,由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍,因而σΦ比Φ小的多,σΦ常常被称为漏磁通,Φ称为主磁通。
因此磁路问题比电路问题要复杂的多。
1.1.2 电机电器中的磁路磁路系统广泛应用在电器设备之中,如变压器、电机、继电器等。
并且在电机和某些电器的磁路中,一般还需要一段空气隙,或者说空气隙也是磁路的组成部分。
图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。
图(a)是普通变压器的磁路,它全部由铁磁材料组成;图(b)是电磁继电器磁路,它除了铁磁材料外,还有一段空气隙。
图(c)表示电机的磁路,也是由铁磁材料和空气隙组成;图(b)是无分支的串联磁路,空气隙段和铁磁材料串联组成;图(a)是有分支的并联磁路。
图中实(或虚)线表示磁通的路径。
(a) (b) (c)图1—1 几种常用电器的典型磁路(a) 普通变压器铁芯; (b) 电磁继电器常用铁芯; (c) 电机磁路1.1.3 电气设备中磁动势的产生为了产生较强的磁场,在一般电气设备中都使用电流产生磁场。
电流产生磁场的方法是:把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上,并在线圈内通入电流i ,这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场,其中大多数磁通通过铁心,称为主磁通Φ;小部分围绕线圈,称为漏磁通σΦ,如图1—2所示。
套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈,励磁线圈中的电流i 称为励磁电流。
若励磁电流为直流,磁路中的磁通是恒定的,不随时间变化,这种磁路称为直流磁路,直流电机的磁路属于这一类;若励磁电流为交流,磁路中的磁通是交变的,随时间变化,这种磁路称为交流磁路,交流电机、变压器的磁路属于这一类。
图 1—2 磁动势的产生和磁路欧姆定律值得注意的是,除了电流产生磁场外,电机电器中还使用了大量的永久磁铁。
而且随着科学技术的发展,永久磁铁的磁性将越来越强。
可以预见永久磁铁将在电机电器中得到广泛的应用1.2 磁场的基本知识为了准确描述磁场的大小、方向及其性质,便于分析、计算和设计磁路,常用如下物理量描述磁场。
1.2.1 磁感应强度(磁通密度)B描述磁场强弱及方向的物理量称为磁感应强度B 。
为了形象地描绘磁场,往往采用磁感应线,常称为磁力线,磁力线是无头无尾的闭合曲线。
图1—3中画出了直线电流及螺线管电流产生的磁力线。
(a) (b)图1—3 电流磁场中的磁力线(a) 直线电流; (b) 螺线管电流磁力线的方向与产生它的电流方向满足右手螺旋关系,如图1—3(a)所示。
在国际单位制中,磁感应强度B 的单位为特(特斯拉),单位符号为T ,即211/T Wb m (韦伯/米2)。
1.2.2 磁通Φ穿过某一截面S 的磁感应强度B 的通量,即穿过截面S 的磁力线根数称为磁感应通量,简称磁通。
用Φ表示。
即⎰⋅=ΦsdS B (1—1)图1—4 均匀磁场中的磁通在均匀磁场中,如果截面S 与B 垂直,如图1—4所示,则上式变为BS Φ= 或 B SΦ= (1—2) 式中,B 为磁通密度,简称磁密,S 为面积。
在国际单位制中,Φ的单位名称为韦(韦伯),单位符号Wb 。
1.2.3 磁场强度H计算导磁物质中的磁场时,引入辅助物理量磁场强度H ,它与磁密B 的关系为H B μ= (1—3)式中,μ为导磁物质的磁导率。
真空的磁导率为70410/H m μπ-=⨯。
铁磁材料的0μμ>>,例如铸钢的μ约为0μ的1000倍,各种硅钢片的μ约为0μ的6000~7000倍。
国际单位制中,磁场强度H 的单位名称为安(安培)/米,单位符号/A m 。
1.3 电磁学的基本定律1.3.1 安培环路定律——描述电流产生磁场的规律凡导体中有电流流过时,就会产生与该载流导体相交链的磁通。
在磁场中,沿任意一个闭合磁回路的磁场强度线积分等于该回路所交链的所有电流的代数和,即l H d l i =∑⎰ (1—4)式中,i ∑就是该磁路所包围的全电流。
因此,式(1—4)也称全电流定律。
如图1—5所示,电流1i 、2i 、3i 产生的磁场,沿封闭曲线磁场强度满足S B123l Hdl i i i =+-⎰ 。
图1—5中,与磁力线(闭合回线)符合右手螺旋关系的取正号,反之取负号。
图1—5 安培环路定律1.3.2 电磁感应定律——描述磁场产生电势的规律当导体处于变化的磁场(磁通)中时,导体中会产生感应电势,这就是电磁感应现象。
这个感应电势的大小和磁通随时间的变化率的负值成正比,这就是电磁感应定律。
例如匝数为N 的线圈所交链的磁通为,当该磁通随时间发生变化时,线圈产生的感应电动势为(1—5) 式(1—5)为电磁感应定律的数学描述。
在电机学中,电磁感应现象有两个方面:一、变压器电动势图1—6为变压器电动势产生原理图。
线圈1N 通入随时间而变的电流1i ,这时由1i 所产生的磁通Φ也随时间而变,磁通Φ沿导磁材料闭合。
这时线圈1N 和2N 同时交链磁通Φ,从而在线圈1N 和2N 中都会感应电动势1e 和2e ,感应电动势的正方向如图1—6所示,其表达式如下11d e N dtΦ=- (1—6) 22d e N dt Φ=- (1—7)图1—6 变压器电动势在此例中,由线圈1N 中电流1i 的变化而在自身线圈1N 感应的电动势1e 称为自感电动势,而由线圈1N 中电流1i 的变化在另一线圈2N 内感应的电动势2e 称为互感电动势。
感应电势还可以表示为磁链的方式,如式(1—6)和(1—7)可表示为11/e d dtψ=-和22/e d dt ψ=-,其中1ψ和2ψ为磁链,分别为Φ⨯=11N ψ、Φ⨯=22N ψ。
通常把单位电流产生的磁链定义为线圈的电感,用符号L 表示,单位为H ,亨(亨利)。
于是有/L i ψ=。
二、旋转电动势旋转电动势是由于线圈(或导体)和磁场之间存在的运动,使得线圈中的磁通发生变化,而产生电动势,所以称之为旋转电动势。
如果线圈(或导体)所处的磁通密度B 为均匀磁密时,旋转电动势值的计算公式为:e B v l =⨯⨯ (1—8)式中,v 为导体运动的线速度,单位为/m s ;B 为导体所处的磁通密度,单位为T ;l 为导体的有效长度,单位为m ;e 为导体中感应电动势,单位为V 。
旋转电动势方向由右手定则决定,即:伸开右手,使大拇指与其余四指互相垂直并在一个平面内,让磁力线穿过手心,大拇指指向导体相对于磁场的运动方向,则四指所指的方向为旋转电动势的方向。
右手定则法如图1—7所示。
图1—7 确定旋转电动势方向的右手定则1.3.3 毕—萨电磁力定律——描述电磁作用产生力的规律载流导体在磁场中会受到力的作用,这种力是磁场与电流相互作用所产生的,故称为电磁力。
若磁场与导体相互垂直,则作用在导体上的电磁力值为:l i B f ⨯⨯= (1—9)式中,B 为导体所处的磁通密度,单位为T ;i 为导体中的电流,单位为A ;l 为导体在磁场中的有效长度,单位为m ;f 为作用在导体上的电磁力,单位为N m ⋅。
电磁力的方向可用图1—8所示的左手定则确定,即:伸开左手,大拇指与其余四指互相垂直,并保持在一个平面,让磁力线穿过手心,四指指向电流的方向,则大拇指所指的方向即为电磁力的方向。
图1—8 确定载流导体受力方向的左手定则1.3.4 磁路欧姆定律图1—2是一个单框铁心磁路的示意图。
铁心上绕有N 匝线圈,通以电流i 产生的沿铁心闭合的主磁通Φ,沿空气闭合的漏磁通σΦ。
设铁心截面积为S ,平均磁路长度为l ,铁磁材料的磁导率为μ(μ不是常数,随磁感应强度B 变化)。
假设漏磁通可以不考虑(即令0σΦ=,假设磁通全部通过铁心),并且认为磁路l 上 的磁场强度H 处处相等,于是,根据全电流定律有lHdl Hl Ni ==⎰ (1—10) 因μ/B H =,S B /Φ=,可得/()m m F Ni F R l S μΦ===Λ 或m m Bl l F Ni Hl R S μμΦ====Φ=Φ=Λ (1—11)式中,Ni F =为磁动势,S l R m μ=为磁阻,lS R m m μ==Λ1为磁导。
式(1—11)即所谓磁路欧姆定律,与电路欧姆定律相似。
它表明,当磁阻m R 一定(即确定磁路情况下)磁动势F 越大,所激发的磁通量Φ也越大;当而磁动势F 一定时,磁阻m R 越大,则产生的磁通量Φ越小。
在磁路中,磁阻m R 与磁导率μ成反比,空气的磁导率0μ远小于铁心的磁导率Fe μ,这表明漏磁路(空气隙)的R σ远大于铁心的m R ,故分析中可忽略漏磁通σΦ。
根据式(1—11)和/L i ψ=,有2/m L N i N =Φ=Λ。
1.3.5 磁路基尔霍夫第一定律如果铁心不是一个简单的回路。
而是带有并联分支的磁路,从而形成磁路的节点,则当忽略漏磁通时,在磁路任何一个节点处,磁通的代数和恒等于零,即0∑Φ= (1—12)式(1—12)与电路第一定律0i ∑=形式上相似,因此称为磁路的基尔霍夫第一定律,就是磁通连续性定律。
若令流入节点的磁通定为(+)。
则流出该节点的磁通定为(-)。
如图1—9封闭面处有:0321=Φ-Φ+Φ磁路基尔霍夫第一定律表明,进人或穿出任一封闭面的总磁通量的代数和等于零,或穿入任一封闭面的磁通量恒等于穿出该封闭面的磁通量。
图1—9 磁路欧姆定律1.3.6 磁路基尔霍夫第二定律工程应用中的磁路,其几何形状往往是比较复杂的,直接利用安培环路定律的积分形式进行计算有一定的困难。
为此,在计算磁路时,要进行简化。
简化的办法是把磁路分段,几何形状相同的分为一段,找出它的平均磁场强度,再乘上这段磁路的平均长度,求得该段的磁位降(也可理解为一段磁路所消耗的磁动势)。
然后把各段磁路的磁位降相加,结果就是总磁动势,即沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁位降的总和。
称为磁路基尔霍夫第二定律:iN i l Hn k k ==∑∑1 (1—13)式中,k H 为磁路里第k 段磁路的磁场强度(A /m);k l ─—第k 段磁路的平均长度(m );iN 为作用在整个磁路上的磁动势,即全电流数(安匝);N 为励磁线圈的匝数。
上式也可以理解为,消耗在任一闭合磁回路上的磁动势,等于该磁路所交链的全部电 流。