【正文】 ?? ildH4. 磁壓和磁動勢 磁壓降 （磁動勢） 比較電路： ∑U= ∑E 電路中電壓代數(shù)和與總電動勢平衡。 磁路中 ∑I的名稱 磁動勢 磁勢 磁通勢 磁動勢是產(chǎn)生磁場的原因和條件。 04 磁場 ∑i=i1N1+i2N2+…… =F1+F2+ ……(F1~ F2為磁動勢） i1 i2 N1 N2 電機 磁路 電路 電流 I 通電導(dǎo)線 磁動勢 磁通 ? 磁力 電磁轉(zhuǎn)矩 電機轉(zhuǎn)動 04 磁路 左圖空氣為磁路，磁阻大 i 鐵磁材料 磁阻小 δ Rm1 小 Rmδ 大 電感線圈，磁路一部分在空氣中， 一部分在鐵磁材料中。（磁阻較大） Rm=L/s μ Rm與 μ成反比 04 磁路 216。 相當(dāng)于電路中的 i 。 ∑i 相當(dāng)于電路中的 E (電動勢） 。 Rm相當(dāng)于電路中的 R（電阻）。 ???mRi?mmmmm AlABlHiR?????? ??? 磁阻類似于電路的電阻，但與之不同，它不是一個能量損耗元件。 Am—— 垂直于磁通密度 B的橫截面積 04 磁路 產(chǎn)生磁通 216。=9 104Wb，試求所需的磁動勢值。鐵芯采用 D23硅鋼片，疊裝系數(shù)為 ，氣隙截面積為 A δ= 9 104m2，邊緣效應(yīng)不計。 i1 Lm δ= 103m 216。 例題 04 磁路 Umδ= H δ δ=( 105) 103=159A 解題方式一： 216。 B H δ H δ δ H m H m Lm ① 求 B δ氣隙中磁通密度 B δ= 216。 / A δ= 9 104/9 104=1T ② H δ = B δ/ μ0 =1/ 4π 107= 105A/m 鐵芯磁通密度 B Fe 3 B Fe = B δ/= 04 磁路 ⑤ μ Fe 求取 查手冊 D23硅鋼片的磁化曲線。 注意比較下兩圖： 非線性 μ不是常值 Hδ Bδ 0 線性 μ0= 4π 107亨 /米（常數(shù)） B Fe H Fe 507A/m μ =B/H μ飽和 〈 μ非飽 飽和時： H↑而 B幾乎不變。 非飽和時： H↑ B↑ 04 磁路 鐵磁材料的導(dǎo)磁系數(shù) μ Fe 隨鐵芯飽和的程度變化而變化。 i1 i2 N1 N2 ⑥ 求整個磁路的磁動勢為 F=N1i1=Um δ+U m Fe=H δ δ+H Fe Lm =159+= Um Fe=H Fe Lm=507 = i1=F/N1=⑦ 求激磁電流或激勵電流 注意： Um δ/F=159/ 100%= % 04 磁路 解題方法二： i1 i2 N1 N2 求 R δ和 R Fe 216。 = ∑ i? N/ ∑R m i w ① R δ= δ/ μ0A δ = 103/ 4π 107 9 10 4 = 105(Ω) ② 求： R Fe = lm/ μ A δ 怎樣確定 μ？ μ不是常數(shù)，隨飽和程度變化而不同。 查 D23磁化曲線 B= H=507A/m μ=B/H= 103 R Fe=( 103 9 104)= 105 注意 R δ/ R Fe= 105/ 105= ③ F=N I= 216。 ∑R m = 216。(R δ+ R Fe ) =9 104 ( 105+ 105) =205A 04 磁路 i1 i2 N1 N2 ?? ??? RFRWiSB ???BH ? F： 磁動勢 磁通方向與截面積垂直 ? ??? idlH?? ??iU imni 1imU iimim lHU ? 小結(jié) 磁場由電流產(chǎn)生 磁密 安培環(huán)路定律 為磁壓降 ALRm ??????mRWiWi?mR? 小結(jié) 磁阻 磁歐姆定律 相當(dāng)于電路中的電流 相當(dāng)于電路中的電動勢 相當(dāng)于電路中的電阻 05 鐵磁材料特性 用磁疇的概念學(xué)習(xí)鐵磁材料的導(dǎo)磁性； 說明鐵磁導(dǎo)率的非線性； 學(xué)習(xí)磁滯現(xiàn)象和磁滯損耗、渦流損耗。 磁導(dǎo)率的非線性。 教學(xué)目的和要求： 重點難點： 05 鐵磁材料特性 問：電機和變壓器用什么材料制成？ 電機和變壓器都以磁場為媒介，利用電磁感應(yīng)作用來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的，內(nèi)部要有傳導(dǎo)磁通的磁路和傳導(dǎo)電流的電路。它們的磁路部分的鐵芯采用高導(dǎo)磁性能的硅鋼片制成。 鐵磁材料磁阻小嗎？ 一、鐵磁材料的導(dǎo)磁性 鐵磁材料 為什么鐵磁材料導(dǎo)磁性好？ 因為磁疇的存在 則 μ↑， R m↓ 導(dǎo)磁性好壞用什么衡量？ 用導(dǎo)磁率 μ衡量 ， μ》 μ0 slRm??? 05 鐵磁材料特性 空氣（氣隙）、良導(dǎo)體銅、鋁、變壓器油 均為非磁性材料。 μ=μ0 鐵與鈷、鎳的合金是鐵磁材料。 鐵磁材料 μ 》 μ0 物質(zhì)按磁性分為 順磁物質(zhì) μ略大于 μ0 反磁物質(zhì) μ略小于 μ0 05 鐵磁材料特性 變壓器鐵芯 磁路 導(dǎo)線電路 216。 磁極 N S 電樞 磁軛 問上圖哪里是磁回路？哪里是電路？ 磁軛 磁回路： 磁極（ N） 氣隙 電樞 磁極（ S） 磁軛 05 鐵磁材料特性 下圖主磁磁阻 Rm1與漏磁磁阻， Rm2哪個大？ 漏磁 Rm2 主磁 Rm1 Rm2中主要路徑為空氣。 問： 工程上要使磁通盡量地約束在有限范圍內(nèi)，避免過多的漏磁，采用什么方法？ Rm1〈 Rm2 因為 R m與 μ反比 ，而 μ》 μ0 采用鐵磁材料可避免過多的漏磁。 05 鐵磁材料特性 外界磁場作用時， i 產(chǎn)生 B0 ， 磁疇傾向 于沿著外磁場方向排 列， 產(chǎn)生附加 磁場，總磁通密 度 B=B0+BX i 磁疇 鐵磁材料中存在大量磁疇的小區(qū)域，每個磁疇相當(dāng)于一個小磁鐵。 磁化前，沒有外加勵磁電流， μ=0 磁疇排列雜亂， B=0， 216。=0 05 鐵磁材料特性 BH磁化曲線 B H 0 μF e 根據(jù) μ= B/H，所以對應(yīng)于磁性材料的磁路，由于磁導(dǎo)率 μ大，磁性好。 當(dāng)所有磁疇都轉(zhuǎn)到與外磁場同方向時， BX已不能再加強，盡管 H↑ ，而 B=B0+BX的增加很有限。由于 μ=B/ H， 則 μ↓ ，此時材料已處于完全飽和狀態(tài)。 05 鐵磁材料特性 問： 下列圖磁阻的大小的排序。產(chǎn)生同樣的磁場，則勵磁電流排序： i1 Rm1 i2 Rm2 i3 Rm3 i4 Rm4 Rm3Rm4Rm2Rm1 i1i2i4i3 05 鐵磁材料特性 0~a段 H由 0 H m a~b段 H由 H m 0，但 B=Br b~c段 H由 0 H c， B=0 c~d段 H由 H c H m e點 B=Br f點 H=H c B=0 磁滯現(xiàn)象和磁滯損耗 磁滯回線寬，剩磁多，矯頑力大；磁滯回線窄，剩磁 少，矯頑力小。 B變化為零滯后于 H的變化稱為磁滯現(xiàn)象。為去除剩余磁通密度 B r ,對材料反向磁化。 當(dāng) H = H c 時 Br 被抵消光。 B H 0 B r e ( B r) H m f a b c d H c 05 鐵磁材料特性 ② 基本磁化曲線 同一鐵磁材料在不同的 H m 值下有不同的磁滯回線。把測出的所有磁滯回線的頂點連接起來稱為鐵磁材料的基本磁化曲線。工程上使用這種磁化曲線。 B H 磁化曲線 05 鐵磁材料特性 ③ 不同的磁滯回線 B H 矩形磁滯回線 B H 軟磁材料的磁滯回線 軟磁材料，磁滯回線狹窄，磁導(dǎo)率高，如：電工剛片（硅剛片）、鐵鎳合金、純鐵、鑄鐵等。常用來做電機、變壓器、繼電器的鐵心，因為不希望有太大的剩磁以影響電機的性能。 計算機的磁存儲器具有這種矩形磁滯回線。當(dāng)停電時，硬盤中有較強的剩磁可保存信息。 05 鐵磁材料特性 B H 硬磁材料，如鎢鋼、鈷鋼，做永久磁鐵。 測速電機是小型直流電機，它的磁極采用這種硬磁材料。 05 鐵磁材料特性 ④ 磁滯損耗 + i i 當(dāng)交流勵磁時，磁疇轉(zhuǎn)化時相互摩擦或碰撞，消耗能量。由 此引起的損耗稱為 磁滯損耗。 磁滯損耗 P∝ f B m α f 為磁通的 交變頻率。 常用硅鋼片 B m=~， a=2。 05 鐵磁材料特性 鐵芯由一疊度為 d表面漆膜相互絕緣的薄硅鋼片組成。 在每一硅鋼片內(nèi)都將感應(yīng)出渦旋狀不均勻分布的電動勢和電流密度。 渦流損耗 ① 產(chǎn)生的原因 ： 216。 d l h 鐵芯中均勻分布的外磁場隨時間作正弦變化。 05 鐵磁材料特性 渦流在鐵芯中引起的電阻損耗稱為 渦流損耗。 渦流所產(chǎn)生的磁場傾向于阻止磁通的變化。 為了補償渦流的這種反應(yīng)，磁滯回線上升部分，勵磁電流將增加。 下降部分因渦流傾向于阻止磁通減少，勵磁電流將減少。 B H ② 渦流損耗 磁滯回線變寬，說明損耗大。 05 鐵磁材料特性 交變磁密 B m, 鋼片厚 d, 高 h, 長 L, 電阻率 ρ 離坐標(biāo)原點 x而寬度為 d x的某回路中的渦流損耗為 d P x d x x y z d L h ③ 渦流損耗的計算及減小損耗的措施 回路感應(yīng)電動勢 mXxh BffE222??????rx= ρ2h/L d x L d xhBhxfdp mx24222222?????d x x y z d L h 整個鋼片體積內(nèi)能量的損耗