【正文】 磁性材料在交變磁場(chǎng)中反復(fù)磁化，其 BH關(guān)系曲線是一條回形閉合曲線，稱為 磁滯回線 。 磁滯回線 O H B ? ? ? ? Br Hc 剩磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br (剩磁 ) ： 當(dāng)線圈中電流減小到零 (H=0)時(shí)，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 磁性物質(zhì)不同，其磁滯回線和磁化曲線也不同。 一般用來制造電機(jī)、電器及變壓器等的鐵心。 (2)永磁材料 具有較大的矯頑磁力，磁滯回線較寬。常用的有碳鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。 在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中用作記憶元件、開關(guān)元件和邏輯元件。 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 磁路的分析方法 1. 磁路的概念 在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。 + – N If N S S 直流電機(jī)的磁路 交流接觸器的磁路 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 2. 磁路的歐姆定律 磁路的歐姆定律是分析磁路的基本定律 環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均 勻的，磁導(dǎo)率 為 ?， 試計(jì)算線圈內(nèi)部 的磁通 ? 。 2. 磁路的歐姆定律 若某磁路的磁通為 ?， 磁通勢(shì)為 F ，磁阻為 Rm，則 即有： SlNIΦ??此即 磁路的歐姆定律。由于 ? 不是常數(shù)，其隨勵(lì)磁電流而變，磁路歐姆定律不能直接用來計(jì)算，只能用于定性分析； (4)在電路中，當(dāng) E=0時(shí)， I=0；但在磁路中，由于有剩磁，當(dāng) F=0 時(shí)， ? 不為零 ； 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 3. 磁路的分析計(jì)算 主要任務(wù) : 預(yù)先選定磁性材料中的磁通 ? (或磁感應(yīng)強(qiáng)度 )，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料 ,求產(chǎn)生預(yù)定的磁通所需要的磁通勢(shì) F=NI ， 確定線圈匝數(shù)和勵(lì)磁電流。 (3) 計(jì)算各段磁路的磁壓降 （ Hi li ） (4) 根據(jù)下式求出磁通勢(shì)（ NI ） ???niii lHNI1下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 例 1:一個(gè)具有閉合的均勻的鐵心線圈，其匝數(shù)為 300， 鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ，磁路的平均長(zhǎng)度為 45cm，試求： (1)鐵心材料為鑄鐵時(shí)線圈中的電 流 。 解： （ 1）查鑄鐵材料的磁化曲線， 當(dāng) B= T 時(shí)， A 5133 0 0 4509 0 0 0 ..NHlI ????(2)查硅鋼片材料的磁化曲線， 當(dāng) B= T 時(shí)， A 3903 0 0 4502 6 0 ..NHlI ????磁場(chǎng)強(qiáng)度 H=9000 A/m，則 磁場(chǎng)強(qiáng)度 H=260 A/m，則 結(jié)論： 如果要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可以降低線圈電流，減少用銅量。 查磁化曲線可得， 在例 1(1)， (2)兩種情況下，如線圈中通有同樣大小的電流 ，要得到相同的磁通 ? ，鑄鐵材料鐵心的截面積和硅鋼片材料鐵心的截面積，哪一個(gè)比較??？ 【 分析 】 B硅鋼 是 B鑄鐵 的 17倍。 B鑄鐵 = 、 B硅鋼 =, 結(jié)論： 如果線圈中通有同樣大小的勵(lì)磁電流，要得到相等的磁通，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可使鐵心的用鐵量大為降低。磁路中含有一空氣隙， 其長(zhǎng)度等于 。 解 : 空氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度 A / 57000 ????? ???BH cm 390 . 2 2391 ???? .ll ?鑄鋼鐵心的磁場(chǎng)強(qiáng)度， 鐵心的平均長(zhǎng)度 磁路的平均總長(zhǎng)度為 cm 2392 1510 .l ??? ?下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 對(duì)各段有 A 16351951440110 ????? lHHNI ?A 144010202227 250 ????? ?..H ?A 1951039500 211 ???? ?lH 總磁通勢(shì)為 1 6 3 511 6 3 5 ??? ININ 線圈匝數(shù)為 磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，磁通勢(shì)幾乎都降在空氣隙上面。 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 交流鐵心線圈電路 .1 電磁關(guān)系 ? ?? – + e – + e? + – u N i u (Ni)i ?σ? ddtΦNe ??tΦNe σσ dd ??（磁通勢(shì)） 主磁通 ? ： 通過鐵心閉合的磁通。 tiLσ dd ??線圈 鐵心 ??? i， 鐵心線圈的漏磁電感 常數(shù)?? iN ΦL σσ? 與 i不是線性關(guān)系。 )(j σ EIXIRU ???? ????下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) .3 功率損耗 交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。 ?Pcu = RI2 式中： R是線圈的電阻； I 是線圈中電流的有效值。 鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。 磁滯損耗的大?。? 單位體積內(nèi)的磁滯損耗正比與磁滯回線的面積和磁場(chǎng)交變的頻率 f。 減少磁滯損耗的措施： 選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)選擇值以減小鐵心飽和程度。 渦流 ： 交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，稱為渦流。 渦流 損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。 等效條件： 在同樣電壓作用下，功率、電流及各量之間的相位關(guān)系保持不變。 + – – + u eu ???i R X? + + – – uR u? X0 R0 2Fe0ΔIPR ?2Fe0 IQX ?式中： ?PFe為鐵損， QFe為鐵心儲(chǔ)放能量的無功功率。其參數(shù)為： 等效電路 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 例 1: 有一交流鐵心線圈，電源電壓 U= 220 V電路中電流 I=4 A，功率表讀數(shù) P=100W，頻率 f=50Hz，漏磁通和線圈電阻上的電壓降可忽略不計(jì)，試求 :(1)鐵心線圈的功率因數(shù)；（ 2）鐵心線圈的等效電阻和感抗。（ 1）如取 Bm=，問線圈匝數(shù)應(yīng)為多少 ? (2)如磁路平均長(zhǎng)度為 60cm,問勵(lì)磁電流應(yīng)多大 ? 2cm 527910230 ...S ???鐵心的有效面積為 (1)線圈匝數(shù)為 (2)查磁化曲線圖， Bｍ = ,Ｈ ｍ =700 Ａ／ｍ，則 300105272150444 220444 4m??????? ?...SfB. UN A13002106070022m ?????? ?NlHI解 : 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 變壓器 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。 Rl I ? S 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) (1) 空載運(yùn)行情況 1. 電磁關(guān)系 一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) (2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況 1. 電磁關(guān)系 一次側(cè)接交流電源，二次側(cè) 接負(fù)載 。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? dd 2tiLe σ2σ2 ??下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 2. 電壓變換 （設(shè)加正弦交流電壓） t)s i n(tNtN m111 ??? d ddde ????tN ??? c o sm1??)90t(s i nm1 ??? ?E1m1 NfE ??222111mm fNEE ??? ?有效值 : 同 理： )90t(s i nm22 ??? ?Ee2m2 NfE ??主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為 則 t,??? s i nm?(1) 一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 根據(jù) KVL： 1111111111j EIXIREEIRU σ?????????????變壓器一次側(cè)等效電路如圖 1m1111 444 ?????? ?? 由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通 )較小 ,其兩端的電壓也較小 ,與主磁電動(dòng)勢(shì) E1比較可忽略不計(jì)，則 1E?1R1I?1U? 1?E?– – – + + + (2) 一次、二次側(cè)電壓 式中 R1 為 一次側(cè) 繞組的電阻 。 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) KNNEEUU ???2121201（匝比） K為 變比 對(duì)二次側(cè)， 根據(jù) KVL： 2m22022 4440 ,I ?????結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。 X2=?L?2 為二次繞組的感抗； 為二次繞組的端電壓。 故有 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 三相電壓的變換 1) 三相變壓器的結(jié)構(gòu) A??B??C??CBA ????? ???三相心式變壓器的結(jié)構(gòu) A B C 下一頁(yè) 總目錄 章目錄 返回 上一頁(yè) 三相電壓的變換 A B C X Y Z a b c z y x 1) 三相變壓器的結(jié)構(gòu) 高壓繞組： AX BY CZ X、 Y 、 Z ：尾端 A、 B、 C ： 首端 低壓繞組： ax by cz a、 b、 c：首端 x、 y、 z：尾端 2) 三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式 Δ///// 000 YΔYYYYYYY 、聯(lián)結(jié)方式 ： 高壓繞組接法 低壓繞組接法 :YY 0/三相配電變壓器 : ΔY /動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明） : Δ Y0 /高壓、超高壓供電系統(tǒng) 常用