磁路与铁芯线圈
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电动机电感的基础知识电感基础知识导体中的电流发生变化时,它周围的磁场就随着变化,并由此产生磁通量的变化,因而在导体中就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,此电动势即自感电动势。
这种现象就叫做自感现象。
对应到永磁同步电机中,电机的电枢包含线圈和铁芯,当线圈通过电流i时,载流线圈将产生感应磁动势F,此时磁路中将通过一定的磁通量Φ,根据安倍环路定律和磁路欧姆定律:F=Ni(1.1)Φ=FR m(1.2)i——线圈中通过的电流,单位A;N——线圈匝数;F——磁路的磁动势,单位为A;Φ——磁通,单位为Wb;R m——磁路的磁阻,单位为A/Wb。
N匝线圈所链过的磁通量之和,称之为磁链Ψ,单位为Wb:Ψ=NΦ(1.3)单位电流所产生的线圈磁链称为电感L,单位为H;L=Ψi(1.4)根据磁路的磁阻:R m=lμA(1.5)l——磁路平均长度,单位m;μ——相对磁导率;A——磁路截面积,单位为m2;得出:L=N2μAl(1.6)因此,电机电感仅与匝数、磁路结构、磁路饱和度有关,当电机制成以后,电感仅与磁路饱和度有关。
电感可分为自感、互感、漏感。
只存在单个线圈时,线圈的电感就是自感。
1.1自感以电机三相绕组为例,A、B、C三相绕组同时通入电流时,会产生三相磁通ΦA、ΦB、ΦC,对应三相磁链为ΨA、ΨB、ΨC,A相磁链ΨA不仅会匝链A相绕组,也会匝链B相、C相绕组。
A相磁链ΨA匝链A相绕组产生感应电动势,称为自感,记作L AA,同理,B相和C相的自感记作L BB和L CC。
1.2互感A相磁链ΨA匝链B相、C相绕组,称为互感,记作M BA、M CA。
B相磁链ΨB匝链A相、C相绕组,称为互感,记作M AB、M CB。
C相磁链ΨC匝链A相、B相绕组,称为互感,记作M AC、M BC。
1.3漏感当两个线圈没有完全耦合时,其中一个线圈中的磁通会有一部分无法和另一个线圈相匝链,单位电流产生的这部分磁场大小可以用漏感来衡量。
第六章磁路与铁心线圈电路★主要内容1、磁场的基本物理量2、磁性材料的磁性能3、磁路及其基本定律4、交流铁心线圈电路5、变压器★教学目的和要求1、理解描述磁场性质的四个有关物理量(磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度)的意义,并熟记它们的单位和符号,了解铁磁材料的磁化、磁滞的物理意义,掌握铁磁材料磁滞回线的概念,了解两类铁磁质的磁性能(磁滞回线的不同特点)和用途。
2、了解磁路的基本概念;了解交流铁心线圈电路的基本电磁关系,掌握交流铁芯线圈端电压与线圈磁通的关系(U≈E=4.44NfΦm)。
3、了解变压器的基本构造、工作原理、绕组的同极性端,掌握理想变压器的三种变换特性,并能利用这些特性对含有变压器的电路进行熟练地计算。
★学时数:6学时★重难点重点:①磁路基本定律、交流铁心线圈;②变压器的三个主要作用难点:①交流铁心线圈电路分析;②变压器与负载的关系★本章作业布置:课本习题P197—199页,6.1.4,6.3.2,6.3.4,6.3.5,6.3.6第六章 磁路与铁心线圈电路本章学习变压器的工作原理。
变压器是一种利用磁路传送电能,实现电压、电流和阻抗变换的重要设备。
§6.1 磁路及其分析方法在电机、变压器及各种铁磁元件中常用铁磁材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比周围空气或其他物质高得多,因此铁心线圈中电流产生的磁通绝大部分经过铁心而闭合,这种人为造成的磁通闭合路径,称为磁路。
如图7.3-1和图6.1-1分别表示四极直流电机和交流接触器的磁路。
+-一、磁场的基本物理量这部分内容在普物中已基本讲过,这里简单复习一下。
电磁学中已讲过了,电流会产生磁场,通有电流的线圈内部及周围都有磁场存在。
在变压器、电动机等电工设备中,为了用较小的电流产生较强的磁场,通常把线圈绕在铁磁材料制成的铁心上。
由于铁磁性材料的导磁性能比非磁性材料好的多,因此,当线圈中有电流流过时,产生的磁通,绝大部分集中在铁心中,沿铁心面闭合,这部分铁心中的磁通称为主磁通,用Φ表示。