新能源汽车驱动电机电磁基础
正是由于铁磁材料具有磁化特性,才使其磁导率较非铁磁材料大得多。所以,磁化是铁磁材料的重要 特性之一。
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问题3:铁磁材料有哪些性质? 2)磁滞回线:若铁磁材料处于交变的磁场中,将进行周期性磁化,此时B和H之间的关系变为磁滞回 线。
当通曲磁密线场度下强也降度为,最H而从大是零值沿增B曲m加线;到a之b最下后大降减值;小H当Hm,时H减B,不小铁是到磁沿零材着时料起,饱始B和不磁,是化磁 零强而,度这而B种r,磁等把通于这密Br。时度在的B的去磁变掉通化外密落磁度后场叫于后做磁剩,场余铁强磁磁度通材H密料的度内变还,化保简的留称现磁剩象通磁,。 叫磁滞现象。要想使剩磁为零,必须对材料进行反向磁化, 即B力将加H为c上是零相铁,应磁此的材时反料的向的磁磁两场场个强。重度当要H反参c称向数为磁。矫场顽H力为。-H剩c时磁,B磁r和通矫密顽度
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问题3:铁磁材料有哪些性质? 1)铁磁材料的磁化:铁磁材料可看做由无数小的磁畴组成,磁畴用一些小的磁铁表示出来。铁磁材 料在不受外磁场作用时,这些磁畴杂乱无章排列,其磁效应相互抵消,对外不显示磁性。当铁磁材料 受到外磁场作用时,磁畴在外磁场作用下,轴线趋于一致,如图 所示,内部形成一附加磁场,叠加在 外磁场上,使合成磁场大为曾强。铁磁材料这种在外磁场作用下呈很强的磁性的现象,叫做铁磁材料 的磁化。
驱动电机及控制技术
学习情境二 新能源汽车驱动电机电磁基础
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知识准备:司南;磁生电、电生磁;磁与人类的生产和生活紧密相关。发电机、电动机、变压器、日 关灯、电磁阀、继电器、收音机中的扬声器、电视机中的显像管、磁悬浮列车等,都是与磁分不开的。
问题1:磁场是如何产生的?
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问题4:什么是旋转磁场? 1)旋转磁场:磁感应矢量在空间以固定频率旋转的一种磁场;是电能和转动机械能之间相互转换的 基本条件。。 (2)旋转磁场的转向:只要将接入三相电源的定子三相绕组中的任意两相对调,就能改变旋转磁场的 转向,从而改变电动机的旋转方向。
用来产生磁通的电流叫励磁电 流(也称励磁电流)。根据励 磁电流的特质不同,磁路又分 为直流磁路和交流磁路。
电机和变压器中,常把线圈套装在铁芯上。当线圈内有电流流过时,线圈周围(包括铁心内外)形成 磁场。由于铁心导磁性能比空气好的多,因此,大部分磁通在铁心内部通过,称为主磁通,相应的路 径为主磁路;少量的磁通经过部分铁心和空气而闭合,这部分磁通为漏磁通,漏磁通经过的路径为漏 磁路。
问题1:磁场是如何产生的? 1)磁铁:物体有吸引铁、钴、镍一类物质的性质成为磁性。具有磁性的物体成为磁体。磁体可分为 天然磁体和人造磁体。
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问题1:磁场是如何产生的? 2)磁极:磁体上磁性最强的两端称为磁极。任何磁体,无论多小,都有连个磁极,即磁极总是成对 出现并且强度相等,不存在独立的磁极。可以在水平面内自由转动的磁体,静止时总是一个磁极指向 南方,另一个磁极指向北方,指向南方的称为南极,记作S(极),常用蓝颜色表示;指向北方的称 为北极,记作N(极),常用红颜色表示。
B=Φ/S
所以磁感应强度也称为磁通密度。
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问题1:磁场是如何产生的? 7)磁导率:磁导率是表示物质导磁性能的参数,用符号μ表示,单位是亨每米(H/m)。 真和空绝中缘的材导料磁等率非(铁p磁e材rm料e的ab磁ili导ty率of和fr真ee空s磁pa导ce率)大一致般相用同μ,0表而示铁,、μ镍0=、4π钴×等10铁-7磁H材/m料。及空其气合、金铜的、磁铝导 率比真空磁导率μ0大很多,为10~105倍。 把为物质磁导率与真空磁导率的比值定义为相对磁导率,用符号μr表示,则铁磁材料的磁导率可以表示
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问题2:磁路是怎么一回事? 3)磁路的基尔霍夫第一定律:如果铁心不是一个简单的闭合回路,而是带有并联分支的分支磁路, 从而形成了磁路的节点。当忽略漏磁通时,在磁路中任何一个节点处,磁通的代数和恒等于零
与电路的基尔霍夫第一定律 σ 푖 = 0 形式上相似,称为磁路的基尔霍夫第一定律,也叫磁路连续性定律。 此定律表明:穿出(或进入)任一闭合面的总磁通恒等于零(或者说,进入任一闭合面的磁通是恒等 于穿出该闭合面的磁通)。
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问题1:磁场是如何产生的? 3)磁场:磁极之间的相互作用力是通过磁极周围的磁场传递的。磁场是磁体周围存在的一种特殊的 物质。磁场和电场一样,是物质存在的另一种形式,是客观存在的物质,具有力和能的特征。与电场 中用检验电荷区检验电场存在的方法相似,可借磁极之间存在相互作用力的特性,用小磁针来检验某 一个磁体周围磁场的存在。
μ=μr μ0
相电对机磁和导变率压是器一中个所无使量用纲的的铁参磁数材料。相非对铁导磁磁材率料一的般相在对磁20导00率~μ8,00接0近0。于1,而铁磁材料的μr远远大于1,
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问题1:磁场是如何产生的? 8)磁场强度:在各向同性的媒质中, 磁场中某点的磁感应强度与该点磁导率的比值定义为该点的磁 场强度,用符号H表示。
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问题3:铁磁材料有哪些性质? 3)铁磁材料的分类:铁磁材料根据磁滞回线形状及其在工程上的不同应用,可分为三大类。 (1)硬磁材料:其特点是磁滞回线很宽,这类材料难磁化、难退磁,所以也称为永磁材料,如钴钢、 碳钢等。它们用于:制造永久铁磁和扬声器的磁钢等。 (2)软磁材料:其特点是磁滞回线较窄,这类材料易磁化,也容易退磁,如硅钢片、铸铁等。它们用 于制造电动机、变压器和继电器的铁心等。 (3)矩磁材料:其特点是磁滞回线接近矩形,这类材料在很弱的磁场中就能磁化,撒掉外磁场后,仍 能保持与磁饱和状态相同的状态,如锰—镁铁氧体、锂—镁铁氧体等。它们用于制造计算机中磁存储 元件的磁心、磁棒和磁膜等。
当中间铁心柱上加有磁动势F时,磁通 的路径如图所示。如令进入闭合面A的 磁通为负,穿出闭合面的磁通为正, 则有
-Φ1+Φ2+Φ3=0
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问题2:磁路是怎么一回事? 4)磁路的基尔霍夫第二定律:工程上遇到的磁路并不都是采用同一种铁磁材料构成,磁路中可能含 有气隙,各处的截面积也不一定相同,比如电机和变压器的磁路总是有数段不同截面和不同铁磁材料 的铁心组成。磁路计算时,总是把整个磁路分成若干段,每段为同一材料和相同截面积,且各段内磁 通密度处处相等,从而磁场强度也处处相等。
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问题1:磁场是如何产生的? 4)磁感线:
磁感线有如下特点。 (1) 磁感线上每一点的切线方向与该点磁场方向相同。 (2) 磁感线在磁体的外部从N极指向S极,在磁体的内部从S极指向N极。 (3) 感线的疏密表示磁场强弱的程度。
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问题2:磁路是怎么一回事? 1)安培环路定律:安培环路定律又称为全电流定律,即在磁路中,沿任一闭合路径,磁场强度矢量 的线积分ׯ퐿 퐻 · 푑푙等于该闭合回路所包围电流的代数和。
式中,N为闭合路径所交链的线圈匝数。 当电流的方向与闭合路径的环形方向符号右手螺旋定则时,电流i取正号,否则取负号。若沿着闭合回 路,磁场强度H的方向总在切线方向,且大小处处相等,则可表示为
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问题2:磁路是怎么一回事? 2)磁路的欧姆定律: 磁注阻意R的m是的,大铁小磁与材磁料路的的磁平导均率长μ度不l成是正常比数,,与所磁以路由的铁截磁面材积料S构及成构的成磁磁路路,材其料磁的阻磁也导不率是μ成常反数比,。而值是得随 着磁路中磁通密度的大小而变化,即铁磁材料的磁路具有非线性。
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问题1:磁场是如何产生的? 4)磁感线:磁场是一种特殊的物质,不能被肉眼所看到。人们通过铁屑在磁场的作用下形成的图案, 即用一组闭合的曲线来描述这种磁场。这种形象地描绘磁场的曲线,称为磁感线。在磁感线上,每一 点的切线方向都与该点的磁场方向相同。 地球本身就是一个巨大的磁体,地球的磁场与条形磁条的磁场相似。均匀磁场:在某一区域内,若磁 场的强弱和方向都相同,这部分磁场称为均匀磁场。
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问题1:磁场是如何产生的?
6)磁通:在磁场中,穿过任意一面积的磁力线总量称为该截面的磁通量,简称磁通,符号为Φ。 均匀磁场中,磁通等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积:
Φ=BS 磁通是一个标量,它的单位在国际单位制中为韦伯(weber),简称韦,符号为Wb,在电磁电位制 中磁通的单位为麦克斯韦,简称麦,符号为Mx(系非法定计量单位)。1Mx=1Wb。 均匀磁场中,磁感应强度可以表示为单位面积上的磁通。
H=B/μ
式中 H——磁场强度,单位为A/m B——磁感应强度,单位为T μ——磁导率,单位为H/m
磁场强度只与产生磁场的电流及电流的分布有关,与磁介质的磁导率无关,单位为安每米(A/m)。 磁场强度概念的引入只是为了简化计算,没有物理意义。 问题2:磁路是怎么一回事?
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问题2:磁路是怎么一回事? 磁通所通过的路径称为磁路。
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问题4:什么是旋转磁场? 1)旋转磁场:磁感应矢量在空间以固定频率旋转的一种磁场;是电能和转动机械能之间相互转换的 基本条件。。 (1)旋转磁场的产生:
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问题4:什么是旋转磁场? 1)旋转磁场:磁感应矢量在空间以固定频率旋转的一种磁场;是电能和转动机械能之间相互转换的 基本条件。。 (2)旋转磁场的转向:只要将接入三相电源的定子三相绕组中的任意两相对调,就能改变旋转磁场的 转向,从而改变电动机的旋转方向。
问题1:磁场是如何产生的? 4)磁感线:
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问题1:磁场是如何产生的? 5)磁感应强度:磁感应强度又叫磁通密度,它是表示磁场内某点磁场强弱的物理量,是表征磁场特 性的基本场量。其大小是通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数目,符号为B。 磁感应强度B的电位在国际单位制中是特斯拉,简称特,符号T,在电磁单位制(CGS)中为高斯 (gauss),简称高,符号为Gs(系非法定计量单位)。两者的关系为1T=104Gs。