文档介绍：2004 2004 年年8 8月月制作制作曾令琴曾令琴主编主编曾令琴曾令琴磁路概念、变压器工作原理磁路概念、铁芯线圈、磁路铁芯线圈、磁路变压器的基本结构和工作原理变压器的基本结构和工作原理三相电力变压器三相电力变压器特殊变压器特殊变压器第1章第1章铁芯线圈、磁路铁芯线圈、磁路+- (a) 电磁铁的磁路 (b) 变压器的磁路 (c) 直流电机的磁路实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。线圈通电后铁心就构成磁路,磁路又影响电路。因此电工技术不仅有电路问题,同时也有磁路问题。第2页第2页 1. 1. 磁路的基本概念磁路的基本概念 i u φ交流铁心线圈示意图交流铁心线圈示意图电路部分磁路部分电流通过电流通过 N N匝线圈产生匝线圈产生的磁动势: 的磁动势: f = i N f = i N f 在铁芯中激发按正弦规律变化,沿铁芯闭合的工作磁通φ。均匀均匀磁场中磁通磁通ΦΦ等于磁感应强度 B与垂直于磁场方向的面积 S的乘积,单位是韦伯韦伯(Wb )。 BS ??…… 1Wb=10 8 Mx 第2页第2页磁导率磁导率μμ磁导率磁导率μμ表示物质的表示物质的导磁性能导磁性能,单位是亨,单位是亨/ /米米( ( H/m) H/m) 。。真空的磁导率: H/m 10 4 7 0 ?????非铁磁物质的磁导率与真空极为接近,铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率。相对磁导率相对磁导率μμ r r: 无量纲) ( r0 r?????物质磁导率与真空磁导率的比值。第2页第2页 n非磁性物质: μ r≈1的物质,如铜、铝、橡胶、空气、塑料等。 n n非磁性非磁性物质: 物质: μ r≈1的物质,如铜、铝、橡胶、空气、塑料等。 n铁磁性物质: μ r >>1 的物质,如铁、镍、钴、钢、合金钢、坡莫合金等。 n n铁磁性铁磁性物质: 物质: μ r >>1 的物质,如铁、镍、钴、钢、合金钢、坡莫合金等。 n铁磁性物质彼此之间的相对磁导率差别很大。如铸铁的μ r≈200 ~400 ;铸钢的μ r≈500 ~2200 ;硅钢的μ r≈7000 ~10000 ;坡莫合金的μ r≈20000 ~200000 。 n n铁磁性物质铁磁性物质彼此之间的相对磁导率差别很大。差别很大。如铸铁的μ r≈200 ~400 ;铸钢的μ r≈500 ~2200 ;硅钢的μ r≈7000 ~10000 ;坡莫合金的μ r≈20000 ~200000 。 n一个磁路中若有气隙存在,则气隙磁阻>> 铁芯磁阻。 n n一个磁路中若有气隙存在,则一个磁路中若有气隙存在,则气隙气隙磁阻>> >> 铁芯铁芯磁阻。。物质根据相对磁导率的不同可分为两大类物质根据物质根据相对磁导率的不同相对磁导率的不同可分为两大类可分为两大类第2页第2页磁感应强度 B和磁场强度 H 磁感应强度磁感应强度 B B和磁场强度和磁场强度 H H 1. 磁感应强度磁感应强度 B B是表征磁场中某点强弱和方向的物理量。 B的大小与磁场周围介质的磁导率μμ有关有关; ; 2. 磁场强度磁场强度 H H是表征电流的磁场强弱和方向的物理量。 H的大小与磁场周围介质的磁导率μμ无关无关。。磁路欧姆定律: 磁路欧姆定律: 磁路的截面积。—磁路的长度; —其中 S l S lR R IN R F????? m m m:磁路欧姆定律可以用来磁路欧姆定律可以用来定性定性的分析磁路的情况。的分析磁路的情况。第2页第2页铁磁材料内部往往有相邻的几百个分子电流圈流向一致,因此在这些极小的区域内就形成了一个个天然的磁性区域—磁畴磁畴。 2. 铁磁材料的磁性能 2. 2. 铁磁材料的磁性能铁磁材料的磁性能铁磁材料内部的磁畴排列杂乱无章杂乱无章, 磁性相互抵消磁性相互抵消,因此对外不显示磁性。铁磁材料之所以具有高导磁性,是因为在它们的内部具有一种特殊的物质结构—磁畴磁畴。磁畴是怎么形成的? 显然,磁畴是由分子电流产生的。显然,磁畴是由分子电流产生的。磁畴因受外磁场作用而顺着外磁场的方向发生归顺性重新排列,在内部形成一个很强的附加磁场附加磁场。( (a a)无外磁场情况)无外磁场情况( (b b)有外磁场情况)有外磁场情况第2页第2页磁滞回线中 H为零时 B并不为零的现象说明铁磁材料具有剩剩磁性磁性。 BH 0 cba起始磁化曲线起始磁化曲线 oa段是线性段线性段 ab 段是上升段上升段 bc段是磁化曲线的膝部膝部 C点以后是饱和段饱和段起始磁化曲线反映了什么? 起始磁化曲线的 ab 段反映了铁磁材料的高