直流電機(jī)及單相電機(jī)-在線瀏覽
2025-06-17 02:53本頁面
【正文】 NIRF?? ??mSlR??SlEREI???? N I + _ E I R 4. 磁路分析的特點(diǎn) (1)在處理電路時(shí)不涉及電場(chǎng)問題，在處理磁路時(shí)離不開磁場(chǎng)的概念； (2)在處理電路時(shí)一般可以不考慮漏電流，在處理磁路時(shí)一般都要考慮漏磁通； (3)磁路歐姆定律和電路歐姆定律只是在形式上相似。 基本公式 : nn2211 lHlHlHNI ??????? 設(shè)磁路由不同材料或不同長(zhǎng)度和截面積的 n 段組成，則基本公式為： ???niii lHNI1即 基本步驟 : （由磁通 ? 求磁通勢(shì) F=NI ） (1) 求各段磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bi 各段磁路截面積不同，通過同一磁通 ? ，故有： nn SBBSB??? ??? , ... , S , 2211(2) 求各段磁場(chǎng)強(qiáng)度 Hi 根據(jù)各段磁路材料的磁化曲線 Bi=f ( Hi) ,求 B1， B2 ， …… 相對(duì)應(yīng)的 H1， H2 ， …… 。 (2)鐵心材料為硅鋼片時(shí)線圈中的電流。 如線圈中通有同樣大小的電流 ，則鐵心中的磁場(chǎng)強(qiáng)度是相等的，都是 260 A/m。 因 ? =BS，如要得到相同的磁通 ? ，則鑄鐵鐵心的截面積必須是硅鋼片鐵心的截面積的 17倍。 查鑄鋼的磁化曲線， B= T 時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度 H1=500 A/m 例 2: 有一環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為 10cm，外徑為 5cm，鐵心材料為鑄鋼。 設(shè)線圈中通有 1A 的電流， 如要得到 的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。 結(jié)論： 當(dāng)磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，必須增大勵(lì)磁電流（設(shè)線圈匝數(shù)一定）。 漏磁通 ??： 經(jīng)過空氣或其它非導(dǎo)磁媒質(zhì)閉合的磁通。 電壓電流關(guān)系 根據(jù) KVL: ? ?? + – – + – + e e? u N i eeRi u ??? σ式中： R是線圈導(dǎo)線的電阻 L? 是漏磁電感 )(dd etiLRi σ ???? 當(dāng) u 是正弦電壓時(shí) ，其它各電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)可視作正弦量，則電壓、電流關(guān)系的相量式為： )()( σ EEIRU ???? ?????)(j σ EIXIR ??? ????設(shè)主磁通 則 t,??? s i nm?)s i n(dddd m ttNtNe ??? ????tN ??? cosm??)90t(s i n2 m ??? ??π fN )90(s i nm ??? tE ?有效值 mmm 444222??? ??? 由于線圈電阻 R 和感抗 X?（或漏磁通 ??）較小，其電壓降也較小，與主磁電動(dòng)勢(shì) E 相比可忽略，故有 EU ?? ??( V ) 444444 mm Sf N ??? ?式中： Bm是 鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，單位 [T]； S 是鐵心截面積，單位 [m2]。 1. 銅損（ ?Pcu） 在交流鐵心線圈中 , 線圈電阻 R 上的功率損耗稱銅損，用 ?Pcu 表示。 2. 鐵損（ ?PFe） 在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用 ?PFe 表示。 ? + – u i （ 1）磁滯損耗（ ?Ph） 由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為 磁滯損耗（ ?Ph）。 O H B 磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。變壓器和電機(jī)中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。 (2)渦流損耗（ ?Pe） 渦流損耗 : 由渦流所產(chǎn)生的功率損耗。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流。 減少渦流損耗措施： 提高鐵心的電阻率。 ? ? 鐵心線圈交流電路的有功功率為： Fe2c o s ΔPRIUIP ??? ? 先將實(shí)際鐵心線圈的線圈電阻 R、漏磁感抗 X?分出，得到用理想鐵心線圈表示的電路； ? + – – + u eu ???i R X? + + – – uR u? 實(shí)際鐵心線圈電路 理想鐵心線圈電路 線圈電阻 漏磁感抗 ? ?? + – – + – + e e? u i 三、等效電路 用一個(gè)不含鐵心的交流電路來等效替代鐵心線圈交流電路。 理想鐵心線圈的等效電路 理想鐵心線圈有能量的損耗和儲(chǔ)放，可用具有電阻 R0和感抗 X0串聯(lián)的電路等效。 IUIUXRZ ????? 20200故有： ? ?? + – – + – + e e? u 阻 其中：電阻 R0是和鐵心能量損耗 (鐵損 )相應(yīng)的等效電阻，感抗 X0是和鐵心能量?jī)?chǔ)放相應(yīng)的等效感抗。 1 1 4042 2 01 0 0c o s .UIP ?????解 : (1) (2) 鐵心線圈的等效阻抗模為 Ω 5542 2 0 ???? IUZ等效電阻為 0Ω ??????? 25641 0 0220等效感抗為 0σΩ X..RXXX??????????? 6 5425655Z 22220 例 2: 要繞制一個(gè)鐵心線圈，已知電源電壓 U= 220 V，頻率 f=50Hz ，今量得鐵心截面為 cm2,鐵心由硅鋼片疊成，設(shè)疊片間隙系數(shù)為 (一般取 ~)。 變電壓： 電力系統(tǒng) 變阻抗： 電子線路中的阻抗匹配 變電流： 電流互感器 變壓器的主要 功能有 ： 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率 P =UI cos? 及負(fù)載功率因數(shù) cos? 一定時(shí)： 電能損耗小 節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)） 變壓器空載運(yùn)行 U ? I ?P = I178。具體如下： 發(fā)電廠 輸電線 220kV 升壓 儀器 36V 降壓 … 實(shí)驗(yàn)室 380 / 220V 降壓 變電站 10kV 降壓 降壓 變壓器的結(jié)構(gòu) 變壓器的磁路 繞組： 一次繞組 二次繞組 1u 2uLZ1i2iΦ單相變壓器 + – + – 由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成 厚 或 鐵心 變壓器的電路 一次 繞組 N1 二次 繞組 N2 鐵心 變壓器的結(jié)構(gòu) 變壓器的分類 電壓互感器 電流互感器 按用途分 電力變壓器 (輸配電用 ) 儀用變壓器 整流變壓器 按相數(shù)分 三相變壓器 單相變壓器 按制造方式 殼式 心式 變壓器符號(hào) 二、變壓器的工作原理 1u 2uLZ1i2iΦ單相變壓器 + – + – 一次 繞組 N1 二次 繞組 N2 鐵心 一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。 0i02 ?i1u+ – 20u+ – 2e+ – 1σe+ – 1e + – ??1 1N 2N? 1u dd11 tΦNe ??i0 ( i0N1) ? ??1 dd 011 tiLe σσ ??tΦNedd 22 ??空載時(shí)，鐵心中主磁通 ?是由一次繞組磁通勢(shì)產(chǎn)生的。 1u+ – 1σe+ – 1e + – ??1 1N 2N? 1u dd11 tΦNe ??? ??1 dd 111 tiLe σσ ??tΦNedd 22 ??i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 有載時(shí)，鐵心中主磁通 ?是由一次、二次繞組磁通勢(shì)共同產(chǎn)生的合成磁通。 X1=?L?1 為 一次側(cè) 繞組的感抗 (漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生 )。 222222222j UIXIRUEIRE????????????? σ2式中 R2 為 二次 繞組的電阻 。 2U?變壓器空載時(shí) : + – u2 1u+ – 1σe+ – 1e+ – ? 1N 2Ni1 i2 + – e2 + – e?2 式中 U20為變壓器空載電壓。即有 不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有 由上式，若 U f 不變，則 ?m 基本不變，近于常數(shù)。 2211 NiNi ??所以或 2211 NINI ?? ??2211 NINI ?所以 KNNII 11221 ??結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。 1U?2U?1I? 2I?Z+ – + – 1U?1I?Z?+ – (1) 變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為 ： 信號(hào)源 I?E?R0 RL + – 108800LL21 ?????RRNNKI?E?1N2U?2I?LR2NR0 + – + – 解 : 例 1: 如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì) E= 120V，內(nèi)阻 R 0=800?，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=8?。 結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。今測(cè)得其鐵心截面積為22mm?41mm（如圖）。試計(jì)算一次、二次繞組匝數(shù)及導(dǎo)線線徑。 二次繞組線徑為 一次繞組線徑 為 ? ?mm2
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