【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 n ? ∑IN=∑Hmi l mi＋ ∑Φδj/∧ δj=Um + Uδ (1—10) ? i=1 j=1 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— ２磁路及其基本定律 ? 式中： Hmi— 第 i段導(dǎo)磁體中的磁場(chǎng)強(qiáng)度 (A/m)； ? Lmi第 i段導(dǎo)磁體的長(zhǎng)度 (m)； ? Φδj— 第 j段氣隙中的磁通 (Wb)； ? ∧ δj = 1 /R δj第 j段氣隙的磁導(dǎo) (Wb/A)； ? Um— 導(dǎo)磁體的總磁壓降 (V)； ? U。 — 氣隙的總磁壓降 (V)。 ? 式中各項(xiàng)正負(fù)號(hào)規(guī)定如下：先規(guī)定各回路環(huán)線的方向，如果回路中各段磁通 Φ(或 H)的正方向與規(guī)定環(huán)線方向一致，則該段的磁壓降為正；當(dāng)線圈磁動(dòng)勢(shì)的正方向與環(huán)線方向一致時(shí)，則該線圈的磁動(dòng)勢(shì)為正，而磁動(dòng)勢(shì)正方向和線圈電流正方向應(yīng)符合右手螺旋關(guān)系。 ? 由上可知，磁路計(jì)算中所用到的概念和定律在形式上與電路非常相似，表 1一 1列出電路與磁路的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— ２磁路及其基本定律 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— ２磁路及其基本定律 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— ２磁路及其基本定律 ? 三、等效磁路 ? 因?yàn)榇怕泛碗娐吩谛问缴嫌衅湎嗨浦?，所以在分析和?jì)算某一磁系統(tǒng)時(shí)常常模仿電路 ? 的表示形式將它表示成等效磁路。 ? 下面以圖 1一 8所示的拍合式電磁鐵為例，畫(huà)出其等效磁路圖。 二、磁路的基爾霍夫定律 1133443311 INlHlHlHlH ??????????I1 I2 a Φ2 Φ3 Φ1 b Φ1+Φ2=Φ3 在磁路的分支點(diǎn)，所連各 支路磁通的代數(shù)和等于零。 I2 I1 N2 N1 l1 l3 l2 l339。 每段磁路的磁位差 22112211 ININlHlH ?????? ? ? ??? ? NIHINIF?? ?? FU M選擇磁場(chǎng)與中心線的方向相同時(shí) HlUm ?右邊回路 左邊回路 可得 磁通勢(shì) 單位 :A 有 Φ4 ∑Φ=0 有 l4 H2 H1 H39。3 H4 H3 例題 : 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? 前面已提到，磁路的形式與電路的形式有其相似之處，但它們?nèi)杂兴煌? ? （ 1)磁路中鐵磁材料的磁導(dǎo)率 μ 不是常數(shù)，見(jiàn)圖 1一 3，使磁路的計(jì)算成為非線性的問(wèn)題． ? (2)氣隙磁導(dǎo)率 μ 0雖然是常數(shù)，但由于長(zhǎng)度和面積不易算準(zhǔn)，因而磁阻或磁導(dǎo)很難計(jì)算，但是它對(duì)整個(gè)磁路計(jì)算的準(zhǔn)確性影響卻極大． ? ? (3)磁路中有分布的漏磁通，如圖 1一 6所示．漏磁的存在將使圖 1一 8等的等效磁路復(fù)雜，它不再只有一個(gè)回路；不能用一個(gè)集中磁動(dòng)勢(shì) IN表示．而且使導(dǎo)磁體內(nèi)的 Φ,B和 H都不是常數(shù)，因此考慮漏磁后的磁路計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的。 ? 由于以上三個(gè)特點(diǎn)，致使磁路計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的，而且也不容易算得很準(zhǔn)確。但在并不需要十分準(zhǔn)確的工程計(jì)算中，或在初步估算中，可以忽略漏磁通的計(jì)算。 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? 一、氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算 ? 對(duì)于有氣隙的磁路計(jì)算，雖然鐵磁體的長(zhǎng)度通常比氣隙的長(zhǎng)度大得多，但由于空氣的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)比鐵磁物質(zhì)小得多，故氣隙磁導(dǎo)比鐵磁導(dǎo)小得多，致使氣隙磁壓降占整個(gè)線圈磁動(dòng)勢(shì)的絕大部分。因此氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算對(duì)整個(gè)磁路的計(jì)算十分重要。 ? 氣隙磁導(dǎo)取決于構(gòu)成氣隙的極面的幾何形狀和相對(duì)位置。下面推導(dǎo)兩種特定形狀的氣隙磁導(dǎo)計(jì)算公式。 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? ? 平行平面的板面間磁力線見(jiàn)圖 1一 10. ? 空氣隙中磁場(chǎng)的磁力線，有企圖占據(jù)可能的最大空間的作用，所以磁通會(huì)向外擴(kuò)張，造成邊緣擴(kuò)散現(xiàn)象。氣隙邊緣的磁力線不是直線，而是向外凸出，因而增加了氣隙的有效面積。對(duì)于兩個(gè)平行的平面極，由于邊緣擴(kuò)散作用，其磁力線分布形狀如圖 1一 10所示，氣隙愈大，則這種邊緣擴(kuò)散作用愈大。 ? 插圖 10 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? 只有當(dāng)磁極的端面比氣隙大很多時(shí)（ δ ／ a0. 2及δ /b0. 2 )，邊緣擴(kuò)散作用才可以忽略不計(jì)，而認(rèn)為氣隙中磁場(chǎng)是均勻磁場(chǎng)，這時(shí)氣隙磁導(dǎo)可用下式表示 ∧ δ＝ 181。 .ab/δ（ H） (1— 11) ? 如果氣隙教大需考慮邊緣擴(kuò)散作用時(shí) ,可在公式中引入修正系數(shù) ,于是上式為 : ∧ δ＝ 181。 /δ（ a+Kδ） (b+Kδ)（ H） 式中， K＝ 0. 307/π ? 插圖 10 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? 間 互成角度面的板面見(jiàn)圖 1一 11。 對(duì)于互成角度極面間氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算，可以把氣隙分成許多厚為 dx、寬為 b的平行平面磁極并聯(lián)來(lái)看，然后再取內(nèi)徑 r1到外徑 r2的積分， 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? 求得 ∧ b =181。 ∫ds/L =181。 ∫r2r1(bdx)/θx =181。 (b/θ)ln(r2/ r1) （ H) （ 1一 12) ? 在實(shí)際的磁路結(jié)構(gòu)中，磁極形狀除上述以外，還有其它多種型式，現(xiàn)將常用氣隙磁導(dǎo)計(jì)算 ? 公式列于表 1一 3中。 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? 二、簡(jiǎn)單磁路計(jì)算 ? 磁路計(jì)算可以歸結(jié)為正反兩類任務(wù)。第一類任務(wù)是已知主磁通，求所需的線圈磁動(dòng)勢(shì)。 ? 第二類任務(wù)則相反，即已知線圈磁動(dòng)勢(shì)，求主磁通。 ? 下面以圖 1一 8所示的拍合式電磁鐵為例來(lái)介紹以上正反兩類任務(wù)的計(jì)算方法。 ? (1)第一類任務(wù)：已知主磁通，求線圈磁動(dòng)勢(shì) IN，導(dǎo)磁體的材料為硅鋼片 D21。 ? 解： ? 第一步：計(jì)算各氣隙（ δ1, δ2, δ3）的磁導(dǎo)（ ∧ δ1,∧ δ2 ∧ δ3 ）。 ? 第二步：求導(dǎo)磁體各部分的 Bmi和 Hmi。 ? 按照材料和截面積的不同，將導(dǎo)磁體分段。 ? 第三步：按式（ 1一 10）的求所需的磁動(dòng)勢(shì)，即： ? ＩＮ＝ Φδ/ ∧ δ1 ＋ Φδ／ ∧ δ２ ＋ Φδ ／ ∧ δ３ ? ＋Ｈ m1 Ｌ m1＋Ｈ m2Ｌ m2 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? (2)第二類任務(wù)：已知線圈磁動(dòng)勢(shì) IN，求主磁通 Φ。 已知磁動(dòng)勢(shì)，要求磁通，當(dāng)然需要先知道各部分的磁阻。但是，鐵磁材料的磁阻本身又和待求的磁通有關(guān)，因此無(wú)法直接求得答案，必須采用猜試法或圖解法。 ? ? 第一步：在求得各氣隙磁阻 Rδi后，先粗略估計(jì)一個(gè)值 Φδ。 若氣隙較大，而鐵磁材料又不飽和時(shí)，磁動(dòng)勢(shì)的絕大部分將分配在氣隙中。因此，在估計(jì) Φδ值時(shí)可以先忽略鐵磁阻，即 Φδ= IN/(Rδ1＋ Rδ2＋ Rδ3) 顯然，如果考慮鐵磁阻 , Φδ會(huì)比上式所得的結(jié)果小。 第一章直流磁路及其計(jì)算 1— 3直流磁路的計(jì)算 ? 第二步：修改（減?。┥鲜龃致怨烙?jì)的 Φδ值，按第一類任務(wù)求