01绪论和第一章磁路

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第一章磁路

第一章磁路
截面磁感应强度 B 处处均匀,其方向也垂直于 截面,则有
Φ B d SB S H SF LS F L SR F m
图1-3 无分支铁芯磁路
a)磁路 b)模拟磁路图
磁路欧姆定律的解释
上式表明,作用在磁路中的磁动势F 等于
磁路中的磁通F乘以磁阻Rm,此关系式与电路
中的欧姆定律十分相似,因此称为磁路欧姆定 律。
L H d L i1i2i3
若沿回路 L 为均匀磁场,且闭合回路包 围的总电流为通电流的 N 匝线圈1-3所示为一等截面无分支的铁芯磁路,铁 芯上有励磁线圈为N 匝,线圈通有电流 i ;铁芯 的截面积为 S ,磁路的平均长度为 L ,磁路材
料的磁导率为 。若不考虑漏磁通,且任一
图1-3右图所示为磁路的模拟电路图。 需要注意:电路中电阻 R 一般为常数;
而铁磁材料的磁导率 和磁阻Rm不是常数,与
磁路中磁感应强度的饱和程度有关。
3 磁路的基尔霍夫第一定律
在磁路中,流入和流出任一闭合面的总 磁通恒等于零,即
Φ0
如果铁芯磁路非单一回路,而是带有并联分 支的磁路,如图1-4所示。当铁芯上加有磁动势
基本磁化曲线
对同一铁磁材料,选择不同的磁场强度 Hm反复磁化时,可获得不同的磁滞回线,如 图1-8所示。将各条回的顶点连接起来,所得 曲线称为基本磁化曲线。基本磁化曲线与初始 磁化曲线的差别很小。磁路计算时所用的磁化 曲线都是基本磁化曲线
二、铁磁材料
软磁材料
磁滞回线窄且剩磁 Br和矫顽力Hc都小的 导磁材料称为软磁材料,如图1-9所示。常用 的软磁材料有电工硅钢片、铸铁、铸钢等等。 软磁材料磁导率较高,可用来制造电机的铁芯, 在磁路计算时,可以不考虑磁滞问题,采用基 本磁化曲线即可。

电机学科-绪论及第一章磁路

电机学科-绪论及第一章磁路

5.电机学及性质:专业基础课 6.本门课学习方法: ① 抓住主要矛盾; ② 理论联系实际; ③ 善于运用对比的方
河北科技大学电气信息
却未 在与 枝群 头芳 独同 欢温 笑暖
第一章 磁 路
§1.1磁路的基本定律
一、磁路的概念
• • • • • •
磁通所经过的路径称为磁路 主磁通-----通过我们所需要回路的磁通称~ 漏磁通-----通过我们不需要回路的磁通称~ 主磁路-----主磁通所经过的回路称~ 漏磁通-----漏磁通所经过的回路称~ 直流磁通-----直流电流产生的磁通称~ 交流磁通-----交流电流产生的磁通称~
二、磁化曲线和磁 滞回线
剩磁——当H从零增加 到Hm时,B相应地从 零增加到Bm;然后再 逐渐减小H,B值将沿 曲线ab下降。当H=0 时,B值并不等于零, 磁滞回线 ——当H在Hm 而是Br。这就是剩磁。 和- Hm之间反复变化 时,呈现磁滞现象的B -H闭合曲线,称为磁 滞回线。
却未 在与 枝群 头芳 独同 欢温 笑暖
如果在均匀磁场中,沿着回 线L
磁场强度 H处处相等,则 HL Ni
H dl i
L
2、磁路的欧姆定 作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘 律
以磁阻 Rm
河北科技大学电气信息学
磁场强度等于磁通密度除以磁 H 导率 Ni lB / l /(A) 于是
却未 在与 枝群 头芳 独同 欢温 笑暖
2、磁滞回线
河北科技大学电气信息学源自却未 在与 枝群 头芳 独同 欢温 笑暖
3、基本磁化曲 线 对同一铁磁材料,选择不同的H 反复磁 m
化,得到不同的磁滞回线。将各条回线的顶 点连接起来,所得曲线称为基本磁化曲线。

第1章 磁路

第1章 磁路
S0 B0 2 0
2
107 2 = —— B0 S0 8
1.4.2 直流电磁铁和交流电磁铁 一、直流电磁铁 1. 结构特征
铁心由整块铸钢或软钢制成 线圈
衔铁
线圈 铁心
铁心
2.吸力
S0B02 F = —— 20
衔铁
3.吸合前后的吸力 — 变化
一、直流电磁铁
二. 磁饱和性 磁性物质的磁导率 0 ,并且 不是常数,由 =B/H 可知,磁感应强度B 和磁场强度H 不成正比关系。B 与 H 的关系一般用实验得到的曲线来表示,称为 B—H曲线或 磁化曲线。 当磁场强度 H由零逐渐上升时,磁感应强度 B 从零增加 的过程如图所示。这条B—H曲线称为初始磁化曲线。
Fห้องสมุดไป่ตู้
硅钢片
F
(2)磁滞损耗 铁心反复磁化时所消耗的功率。
交变磁化一周在铁心的单位体积所产生的 磁滞损耗和磁滞回线所包围的面积成正比
B
i

u

F0
N
–Hm
Br O HC Hm H
F
1.2 磁路和磁路的欧姆定律
1.2.1 磁路
磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路 与电路一样,也是电工学课程所研究的基本对象。 磁路:磁通相对集中通过的路径。
主磁通F 将在线圈中产生 主磁电动势 e。
F
i
N
漏磁通F0 将在线圈中产生 + e – + u – 漏磁电动势 e0 。 e0

各电磁量的正方向已经表 示在右图中。
+
F0
1.3.2 主磁通与感应电动势
设主磁通 F = Fmsin t
主磁电动势 e N
dF dt

电机学习题集+答案

电机学习题集+答案

电 机 学 习 题 集备注:作业时抄写题目,题与题之间空一行。

绪论和第一章:磁路1-1:简述右手螺旋法则,左手定则和右手定则,以及电磁感应定律。

1-2:简述什么是磁路、磁动势、磁路的基尔霍夫第二定律。

假定作用在某段磁路上的磁动势为HL ,该段磁路磁阻为Rm ,则通过该段磁路的磁通量是多少?1-3:电机中为什么要使用铁磁材料,直流磁路和交流磁路有什么区别?1-4:有一闭合磁路,由铁心和气隙组成。

铁心截面积24109m S -⨯=,磁路平均长度m l 3.0=,铁心磁导率05000μμ=Fe ;气隙长度m 0005.0=δ,气隙截面积按1.1S 计算。

套装在铁心上的励磁绕组500匝,问电流0.5A 时,磁路中磁通为多少?作用在铁心磁路和气隙上的磁动势分别为多少?70104-⨯=πμH/m 。

第二章:变压器2-1:简述变压器的组成。

变压器的最基本组成是什么?2-2:什么是变压器的额定容量、额定电压和额定电流?2-3:什么是变压器的主磁通?什么是变压器的漏磁通?主磁通的大小主要取决于哪些因素?2-4:单相变压器计算1)一台单相变压器,S N =20000kVA,U 1N /U 2N =127kV/11kV ,50Hz ,高压侧开路,在低压侧施加额定电压并进行测量,测得电流45.5A ,损耗47kW ,不计环境温度影响,计算变压器归算到高压侧的激磁阻抗参数(实际值)。

(k=11.5455,Rm=3026Ω,Xm=32083Ω)2)上述变压器,低压侧短路,在高压侧施加一电压使电流达到额定电流,进行测量,测得电压9.24kV ,损耗129kW ,不计环境温度影响,计算变压器归算到高压侧的短路阻抗参数(实际值)。

(I1N=157.48A,Rk= 5.202Ω,Xk=58.44Ω)3)上述变压器,利用简化等效电路计算该变压器满负荷时的负载阻抗大小,额定功率因数cos φ=0.8(按负载电流滞后电源电压计算)。

(Z 总=645.08Ω+j483.81Ω,Z L =639.8Ω+j425.4Ω)2-5:什么是时钟表示法,组号表达了变压器的什么性能?说明联结组别Yd11的含义。

第1章磁路-专业知识讲座

第1章磁路-专业知识讲座

第1章 磁路
交变磁通旳效应: (1).磁通量随时间交变,必然会在激磁线圈内产生
感应电动势; (2).磁通量随时间交变,必然会在铁心中产生铁心
损耗。 (3).磁饱和现象会造成电流、磁通和电动势波形旳
畸变。
支旳磁路。
1
2
N1
1 2N2
L
A
L
L
第1章 磁路
[例1-3] 铁心由DR530硅钢片构成,铁心柱和 铁轭截
面积AFe=0.0004m2,磁路平均长度lFe=0.05m,气隙长 度δ1 =δ2=2.5×10-3m,励磁线圈匝数N1=N2=1000匝。 不计漏磁通,试求在气隙中产生磁通密度Bδ=1.211T时,
然后再逐渐减小H,B值将 沿曲线ab下降。
B Bm
Br
b
当H=0 时,B值并不等于零, 而是Br。这就是剩磁。
a
H
Hm
第1章 磁路
矫顽力——要使
B值为零,必须
B Bm
a
加上相应旳反向
b
B 磁场,此反向磁 r
H
场强度称为矫顽
力Hc。
c Hc
Hm
第1章 磁路
磁滞回线——
B Bm
a
铁磁材料旳磁滞回线
当H在Hm和- Hm之间反复变
真实旳物理量,反应了 该点处旳磁特征
第1章 磁路
2.磁通量Φ —— 垂直穿过某截面积旳磁力线总和。 单位:Wb
磁感应强度旳积分值, 描述了磁场旳总体特征
3.磁场强度H —— 计算磁场时引用旳物理量。 B=μH ,单位:A/m
磁感应强度与该点磁导率旳 乘积,反应了建立该点磁场
旳源
第1章 磁路
4.B、H、Φ之间旳关系

电机学第1章磁路

电机学第1章磁路
i

涡流损耗
铁芯是有阻值的,当磁通交变时,铁芯中就会感应交变的电 势,进而在铁心内引起环流。这些环流通作涡流状流动,称 为涡流涡流引起的损耗,称为涡流损耗。
pw k w f B
2
2 m
思考:如何尽量减小涡流损耗?
• 为减小涡流损耗, 电机和变压器的铁 心都用含硅量较高 的薄硅钢片叠成。
后于磁场强度变化,通常在电机内也可理解为磁通落后于 激磁电流的现象,称为磁滞现象)。
磁滞回线:磁场强度H缓慢地循环变化,B-H曲线封 闭曲线 • 磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。
B
Bm
b
a
Br
Hc
c f e
Hc
H
Hm
Hm
d
Bm
图1-7 铁磁材料的磁滞回线
基本磁化曲线:
对同一铁磁材料,选择不同的磁场强度进行反复 磁化,可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各 磁滞回线的顶点联接起来,所得的曲线。
2.磁化曲线和磁滞回线
磁化曲线:将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化,当磁 场强度H由零逐渐增大时,磁通密度B将随之增大, 得到曲线B=f(H)。 特性:①具有高的导磁性能;②磁化曲线呈非线性(饱 和特性)它的磁化曲线具有饱和性,磁导率μFe不 是常数,且随H的变化而变化。 磁滞回线在oa段:当H增大→B增大,但B增大速度较慢 在ab段:当H增大→B增大,B增大速度快; 在bc段:B随H增大的速度又较慢; 在cd段:为磁饱和区(又呈直线段)。其中拐弯点b称 为膝点;c点为饱和点。 • 过了饱和点c,铁磁材料的磁导率趋近μ0。
R
k
mk
Fm
• 磁路和电路的比拟仅是一种数学形式上的类似、 而不是物理本质的相似。

绪论 第01章 磁路

绪论   第01章 磁路

A
Ni Hl B l l A
F Rm
图1-2安培环路定律
(4)磁链与电磁感应定律
磁链
• 处于磁场中的一个N匝线圈,若其各匝通过的磁通都相同, 则经过该线圈的磁链为
N
当线圈中的磁链发生变化时,线圈中将产生电动势, 称为感应电动势。
电磁感应定律 • 若电动势、电流和磁通的正方向如图1-3所示,即电流
二、电机的基本构成和分类
电机是基于电磁感应定律实现能量转换的装置。
• 有一个闭合磁路产生磁场,磁场与两个或两个以上的电路耦 合。
• 电机中的能量转换,通过有关电路中磁链的变化来实现的。
电机的构成:
常见的电机是旋转电机,它产生旋转运动, • 静止部分(称为定子) • 旋转部分(称为转子) • 二者之间有一空气隙。
电机学
课程性质:
电气工程及其自动化专业核心课
(课时:理论64 )
考核方式:
期末闭卷
——平时30%,期中20%,期末50%
本课主要内容
电机学基本知识;变压器、直 流电机、异步电机、同步电机、控 制电机结构原理;
教材:普通高等教育“十一五”规划教材
电机学 作者:汤蕴璆 出版社:机械工业出版社
参考书:
Rm
HL BA
L
A
若磁路中有n个磁阻Rm1、Rm2、…、Rmn串联,则等效磁阻为
Req Rm1 Rm2 ... Rmn
若磁路中有n个磁阻Rm1、Rm2、…、Rmn并联,则等效磁阻为
Req
1 Rm1
1 1 ... Rm2
1 Rmn
磁阻的倒数称为磁导,用表示
其单位为Wb/A。
A
L
磁路与电路的类比
主讲教师:付东辉

绪论及第一章磁路

绪论及第一章磁路
河北科技大學電氣資訊學院
直流磁路-----直流磁通所經過的路徑稱~
交流磁路-----交流磁通所經過的路徑稱~
河北科技大學電氣資訊學院
二、磁路的基本定律
1、安培環路定律
沿任何一條閉合回線L,磁場強度H的線積分等於該閉合回線所包 圍的電流的代數和
如果在均勻磁場中,沿著回線 L 磁場強度H 處處相等,則
3、磁路的基爾霍夫定律
(1)磁路的基爾霍夫電流定律 1 2 3 0 或
0
河北科技大學電氣資訊學院
(2)磁路的基爾霍夫電壓定律
Ni H k lk H1l1 H 2l2 H 1 Rm1 2 Rm2 Rm
k 1 3
將一塊未磁化的鐵磁材 料進行磁化,當磁場強度H 由零逐漸增加時,磁通密度 B將隨之增加。用B=f (H)描 述的曲線就稱為起始磁化曲 線。
河北科技大學電氣資訊學院
2、磁滯回線
剩磁——當H從零增加到Hm時, B相應地從零增加到Bm;然後 再逐漸減小H,B值將沿曲線ab 下降。當H=0 時,B值並不等 於零,而是Br。這就是剩磁。 磁滯回線——當H在Hm和- Hm 之間反復變化時,呈現磁滯現象 的B-H閉合曲線,稱為磁滯回線。
河北科技大學電氣資訊學院
解:鐵心內磁通密度為
BFe

AFe
0.0009 T 1T 0.0009
2
從鑄鋼磁化曲線查得:與BFe對應的HFe=9×102A/m 鐵心段的磁位降: 空氣隙中:
H Fe lFe 9 10 0.3A 270A 0.0009 B T 0.967T 2 4 A 3.05 10
n m
Fe
Fe
m
和渦流損耗之和。
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合;
2.熟教悉学掌握目继的电:接触器控制线路的基本环节;掌握船
舶机舱辅机、通甲板过机本械、课舵程机的电力学拖习动,自动使控学制生系统获的工 作原理。 得船用电机及船舶电气设备必要 蓄运电行3池、.了的自解充动的舶船放 调基电舶电 压电本气及 装力维置理 设系护基论 备统、本的保原和 基组养理基 本成方;、本 操法了特;解知 作点掌船识 技、握舶基,能同电本步力掌,参发系握为数电统;船今机继掌并电握联保 护的基本原后理从;事熟悉船各舶种继电电气保设护装备置管的理结构工、作原打理。
入大连,曾任系学生会宣传部长;82年1月毕业到我校 任教至今。
海上经历累计6年多,上过的船型有:杂货、散装、 集装箱、原木、油轮等。此外,曾带队实习多次。
外派公司:中福、中泉等。船舶所属公司:诚毅、 香港华通、香港华夏、日本东亚等。
教学要求:
教学大纲要求: 1. 掌握船舶电气设备的工作原理、运行特性和应用场


自我介绍 学习本课程的意义 如何学习本课程
个人兴趣:
自我介绍 素描、棋牌、集邮、文学、音乐、运动等。
个人特点:
太认真——有点钻牛角尖,讲原则。
特长: 单 片姓机名控:制许、顺PL隆C控制
简历: 籍贯:厦门
中 学职毕称业:后副下教乡授,曾任知青小队长;77年11月考
4.熟悉下船理舶电论气基设础备管和理实的基践本基要础求;。掌握船舶电气
设备安全用电基本知识。
城市有生产设备,设备需要由电动机拖动,因此第 1~6章学习“磁路”和“电机学”的知识;
学习本课程的意义 有了电动机,就要对它进行控制,最基本的控制方法 是继电-接触器控制,第7~10章学习的就是电力拖动 的基本控制方法;
§1—4.电磁铁
•学习本章目的: 复习磁的概念, 学习磁场、磁 路的区别,掌 握电磁铁的工 作原理。
§1—1.磁场基本物理量
磁的概念:
概念:—— 电生磁,磁变生电。 物理量:—— 磁感应强度(磁密)、 磁场强度、磁导率。
磁路的含义
磁路,在这里有两层意思:
第一层意思是字面上的含义,磁路是磁的通路, 即磁通通过的路径称为磁路。
磁滞
原因:—— 有剩磁存在。 现象:—— 磁化过程
0→1 →2 →3 →4 →5 →6 →1
磁滞回线:
回线(闭合曲线):1 →2 →3 →4 →5 →6 →1
磁场强度最大值不同就有不同的回线。
要使电有机运人行说还“必须船有舶电是厂一和配座电小设城备,市第”11,~13章 学习电本站、课电程网介的知绍识的;就是这座“小城
城安市全需用市要 电照 ,”明第电,14力管~理1系6和章统控学维制习护电电气工、设的管备基理需本要知及电识维工;仪表及 电力系修统运等行所时必需要须维具护备保的养,知系识统。出现故障后需要
答案磁:感B应。强度B : B=Φ/S 磁场强度——反磁映势的是=电电生流磁时×,产匝生数磁,的大小。
磁场强度H : H=∑I/l
因磁导为率磁—势—的反映单的位是为材料:导安磁培能×力。匝(安匝,安) 而匝磁不导是率量μ :纲可以省B=略μH,所以:
注意:磁路的磁物理势量的的单单位位。为:安培
§1—2.铁磁材料及铁损
② .认《船真舶:电气设备维修指南》,阮礽忠编著。人民交 通出版社。20特00别年是开始部分更需要认真。
主要参考认真书听:;认真预、复习 ;
①.《船舶认电真机做学》作,业陆。让之主编,人民交通出版社, 1986年勤; :
②.《船舶勤电思气考实用;指南》,陆详润、刘风梧主编,大 连海事大学出勤版问社,—1—993答年疑。。
维修,第18~21章学习船舶电气设备的维护、维修方 法。
注意:第1~6章属于原理性的知识,需要花精力好好 地学。只有将原理学好,后续内容才容易。否则将影 响整门课程的学习。在教学大纲中,第17章船用报警 系统,放在其它课程介绍。
教材:
本课程学习方法
①.《船舶电气设备及系统》,史际昌主编,大连海 事大学出版社,1998年;
第二层意思是指“路”与“场”的区别。在物理 学中,人们通常是采用“场”的方法对电进行研究的, 但是各点的“场”是变化的。为了简化分析,本课程 以“路”的角度进行分析。
“路”是一种工程分析方法,它是以平均的角度 来分析和计算实际工程问题的方法 。
例如:
在磁磁路路的中物磁势理的量单位是(
)。
A磁.伏感特应强度—B.—安反培映的是指C物.欧体姆在磁场中D受.韦到伯 磁力作用的强度。 而磁力作用是与材料有关的。
懂,但要求知道什么内容)。
这些要求履行程度直接影响学习效果。
考试与计分方法
考试题型: 单项选择题、是非判断题 计算题 简答题 (包括小的线路图的分析)
计分方法: 平时成绩:20%(实验10%,作业、课
堂提问及考勤等10%)。 期末成绩:80%。
第一章 磁路
§1—1.磁场基本物理量 §1—2.铁磁材料及铁损 §1—3.磁路
铁磁材料:铁、钴、镍以及它们的合金。 性能:高磁导率、饱和、磁滞。 铁损:铁心损耗
高磁导率
高磁导率的目的:
磁导率高才能导磁;相同的磁场强度产生的 磁密大。
利用电磁感应原理工作的电气设备需要铁心 构成磁的通路,要求相同的磁通时,磁导率高, 铁心的截面积小。体积小、重量轻。
磁饱和
原因:—— 磁通太多,材料阻碍增大。
听课的要求:
注意:必须避免已经养成的习惯——开学随便听课,期 末突击。
警告:原理部分未掌握,后续内容很难学。
1.基本要求:不要讲话,不要影响他人。 2.初级要求:不要单独做小动作,或打瞌睡。 3.中级要求:课后及时复习 ,消化内容(看懂学过的
内容,能够回答各节后面的“复习与思考” 题)。பைடு நூலகம்4.高级要求:课前预习,预习10面的内容(不要求看
铁磁材料之所以比非铁磁物质的磁导率高是因 为铁磁材料对磁通的阻力较小。当通过材料的磁通 太多时,铁磁材料对磁通的阻力增大,磁导率减小。
理解:
这就象车过桥的情况一样:当同时过桥的车很 少时,过桥的车速度很快,车多单位时间内过桥的 车辆就多;但是当同时有很多辆车过桥时,车的行 驶速度就应该放慢,否则车就可能相互碰撞,这是 因为桥已经“饱和”了。
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