欧姆定律I＝U/R
磁路 磁通Φ 磁动势F 磁压降ΦRm 磁阻Rm 磁导Λm=1/Rm 基尔霍夫第一定律ΣΦ＝0
基尔霍夫第二定律ΣHl＝ΣNI
欧姆定律Φ＝Um/Rm
磁路基本定律及计算方法
铁心磁路计算
是电机分析和设计过程中的一项重要工作
已知磁通确 定磁动势
已知磁动势 确定磁通
磁路基本定律及计算方法
1.串联磁路计算
磁路基本定律及计算方法
磁路与电路的主要区别
电路 电阻率恒定 电压、电流线性 不存在饱和现象
磁路 导磁率变化 磁势、磁通非线性 有磁路饱和
磁路和电路的比拟仅是一种数学形式上的 而不是物理本质的相似。
类似、
电路 电流I 电动势E 电压降IE 电阻R 电导g＝1/R 基尔霍夫第一定律Σi＝0
基尔霍夫第二定律ΣU＝Σe
12
铁磁材料的特性
4.交流铁心损耗
pFe
p1
/
50
f 50
Bm2
公式中各量纲见P20
磁路基本定律及计算方法
欧姆定律
磁
Ni
l /(A)
F Rm
mF
路
基
基尔霍夫第一定律
本
0
定
律 基尔霍夫第二定律
F Ni Hl Rm
H dl Hl Ni
H B/ B/ A
Ni
l /(A)
计算出磁动势F’
| F F ' |
Y
'
重新假定φ’ N
磁路基本定律及计算方法
2.并联磁路计算
将磁路分段，保证每段磁路的均匀性 计算每段磁路的截面积和等效长度
列出节点方程和电压方程求解 确定每段磁路磁密和磁场强度
计算磁动势
磁路基本定律及计算方法
计算实例
已知数据：
A1 A2 6 104 m 2
1.铁磁材料的导磁率
B
H
1.所有非导磁材料的磁导率 均为常数，接近真空磁导率
2.铁磁0 材 4料 的 1磁0导7 H率/m 远大于
非导磁材料的磁导率
3.铁磁材料的磁导率在较大 范围内变化，铁磁材料是非 线性的
铁磁材料的特性
在外磁场的作用下，铁磁材料内部的磁筹重 新排列，使得内部磁效应不能抵消，因而在 宏观上对外显示磁性。
铁心段的磁场强度，由磁化曲线查得：HFe 493A / m
H B / 0 1.1 / 4 107 8.75 105 A / m
F HFel H 585.6A
I F/N 1.17A
磁路基本定律及计算方法
第二类问题求解：给定磁动势大小，求磁通和磁密
假定一个磁通值，计算出相应得磁动势，迭代完成 假定一个磁通φ’
发电机、变压器
电能的生产、传输和分配 电
电动机
驱动生产机械和装置 机
控制系统和智能化装置的重要元件
控制电机
电机中的基本电磁定律
1.全电流定律
l H dl I
H dl
l
l' H dl
I I1 I2 I3
电机中的基本电磁定律
2.电磁感应定律
e d N d
dt
dt
d dt dx t x
将磁路分段，保证每段磁路的均匀性
计算每段磁路的截面积和等效长度 根据给定磁通，确定每段磁路磁密 由磁密确定每段磁路的磁场强度
计算每段磁路的磁压降 由基尔霍夫第二定律计算磁动势
磁路基本定律及计算方法
计算实例
已知数据：
1.硅钢片的磁化曲线 2.铁心尺寸：
l 0.3m, A 9 104 m 2 3.气隙尺寸：
0.5 10-4 m
4.线圈砸数：N＝500 5.给定磁通：
9.9 10-4Wb
计算数据： 1.励磁磁动势F 2.励磁电流I
磁路基本定律及计算方法
将磁路分为铁心段和气隙段
l 0.3m, A 9 104 m2
0.5l10.-43m , A 9 104 m2
B /A 1.1T
电机学
第一章 导论
1.电机的定义 2.电机的分类及作用 3.电机中的基本电磁关系 4.电机中的铁磁材料特性 5.磁路基本定律及计算方法 6.电机的机电能量转换过程 7. 总结
电机的定义
什么是 电机？
泛指所有实施电能 生产、传输、使用 和电能特性变换的 机械或装置
电机：依据电磁感应定律和电磁力定律实现 机电能量转换和信号传递与转换的装置
铁磁材料的特性
铁磁材料磁化过程
oa段：H较弱，B缓慢增加
ab段：H较强，B迅速增加 bc段：H继续加强，B增加 变慢（饱和段） c－段：H继续加强，B增 加缓慢（深度饱和段）
铁磁材料的特性
2.磁滞与磁滞损耗
磁滞损耗： ph Kh fBmV
P18~19
铁磁材料的特性
3.涡流与涡流损耗
pw
K2
f 2d 2 Bm2V
x
B
e
e NvlBn (x) Bn (x b)
v
NvlBn
电机中的基本电磁定律
3.电磁力定律
B
i
f
F dF idl B
F Bli
Ts Fr Blir Ts Nlir(B1 B2 )
M
Tem Tcj MNBliD j1
铁磁材料的特性
铁磁材料包括铁、钴、镍以及它们的合金
F Rm
mF
i
磁阻
Rm
l

N
A
磁导
m
1 Rm
A
l
定律内容: 穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说， 进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量)， 这就是磁通连续性定律。
A
2
i
N
1
1 2 3
3 1 2 3 0
0
定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。
电机的分类
电机
静止的电气设备——变压器
直流电机
直流发电机 直流电动机
旋转电机 交流电机
同步电机 异步电机
同步发电机 同步电动机
异步发电机 异步电动机
电机类型
使用中的变压器
电动机
汽轮发电机组
水轮发电机
电能的生产、传输和分配
返回
驱动生产装置和机械
返回
控制系统和智能化装置的重要元件
返回
电机的作用
e N Nv
t
x
变 压 器 电 动 势
运 动 电 动 势
电机中的基本电磁定律
msint
变 压
e Nmcost Emsin(t 90)
器
电
动
势
E Em Nm
2
2
2fNm 4.44fNm
变压器电动势的方向可根据楞次定律来判断
电机中的基本电磁定律
运动电动势
xb
l Bn ( )d
H dl N1i1 F1 H1l1 H3l3
H1
B1
/
1
1
1 A1
H3
B3
/ 3
3
3 A3
F1
1l1
1 A1
3l3
3 A3
1Rm1
3Rm3
Rm1
l1
1 A1
Rm3
l3
3 A3
F1 F2 N1i1 N2i2 H1l1 H2l2 1Rm1 2Rm2
F Ni Hl Rm