電機中的能量轉(zhuǎn)換與磁路ppt課件

1、 1N2N2i1i2i1i1N2N同步發(fā)電機任務(wù)原理同步發(fā)電機任務(wù)原理同步電機機械能到電能轉(zhuǎn)換過程同步電機機械能到電能轉(zhuǎn)換過程機械端口機械端口轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子繞組定子繞組定子鐵心定子鐵心電端口電端口ABCnS N定子鐵心定子鐵心定子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組1i2i1W2Wi1輸入電能輸入電能電能電能磁磁場場電氣回路電氣回路輸出電能輸出電能i2電能電能磁磁場場機械承力部件電氣回路機械能機械能電能電能電機變壓器磁場最重要的一個物理量是磁通。電機變壓器磁場最重要的一個物理量是磁通。 磁通所經(jīng)過的途徑就是磁路。磁路主要由鐵磁資磁通所經(jīng)過的途徑就是磁路。磁路主要由鐵磁資料構(gòu)成，稱為鐵心磁路。料構(gòu)成，稱為

2、鐵心磁路。 發(fā)電機磁極單獨存在時磁路發(fā)電機磁極單獨存在時磁路發(fā)電機磁極與定子鐵心構(gòu)成的磁路發(fā)電機磁極與定子鐵心構(gòu)成的磁路有線圈有鐵心時磁路有線圈有鐵心時磁路有線圈沒有鐵心時磁路有線圈沒有鐵心時磁路B7041000H2FeFeIHrH0BH002IHrFe 能量轉(zhuǎn)換需求磁場能量轉(zhuǎn)換需求磁場 - -磁場由電流產(chǎn)生磁場由電流產(chǎn)生磁場強弱與產(chǎn)生該磁場的電流磁場強弱與產(chǎn)生該磁場的電流是什么關(guān)系是什么關(guān)系? ?由全電流定律來描畫由全電流定律來描畫H-i H-i 之間關(guān)系之間關(guān)系 安培環(huán)路定律：沿空間恣意一條閉合回路，磁場安培環(huán)路定律：沿空間恣意一條閉合回路，磁場強度強度 的線積分等于該閉合回路所包圍的電流

3、的代數(shù)的線積分等于該閉合回路所包圍的電流的代數(shù)和。和。注：假設(shè)注：假設(shè) 與與 符合右手符合右手螺旋關(guān)系，取正號，否那螺旋關(guān)系，取正號，否那么取負。其中大拇指所指么取負。其中大拇指所指為為 的方向，四指為的方向，四指為 方方向。向。lH dli123()iii Hliill1i2i3i4iHdl螺管線圈線圈螺管線圈線圈HlNiNi1liFNiHlF FNiHl1l2li假設(shè)磁回路中存在氣隙分段假設(shè)磁回路中存在氣隙分段均勻磁路。均勻磁路。 當氣隙長度當氣隙長度 遠遠小于兩側(cè)的遠遠小于兩側(cè)的鐵心截面的邊長時，以為鐵心鐵心截面的邊長時，以為鐵心和氣隙中為均勻磁場，那么和氣隙中為均勻磁場，那么 Fe F

4、eFNiH lHFe FeH lH1N2N1i2i1 12 2FN iN iHl B A B=H mFRFeFeBlNiFlA limFelRAmR1FemmARlmmFR思索：從磁路歐姆定律出發(fā)，磁路中磁通思索：從磁路歐姆定律出發(fā)，磁路中磁通 的大小的大小受哪些因數(shù)的影響？受哪些因數(shù)的影響？FeFeBlNiFlA mF 0FemFemFelFRRAA其中其中 : : 鐵心部分對應(yīng)的磁阻鐵心部分對應(yīng)的磁阻 : : 氣隙部分對應(yīng)的磁阻氣隙部分對應(yīng)的磁阻 mFeRmRmRmFeR: : 鐵心中耗費的磁動勢鐵心中耗費的磁動勢: : 氣隙中耗費的磁動勢氣隙中耗費的磁動勢FelFe02mN imF Li

5、2mLNN22mAXLNNlmf2NXFe0.5.4 0.5.4 電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律eddeNdtdt dieLdt turneeeBlvabcdefvlBeeBlvlB0sB dS()fiB lrrrfB liBliiB鐵磁資料包括鐵、鎳、鈷以及它們的合金其它資料鐵磁資料包括鐵、鎳、鈷以及它們的合金其它資料稱之為非鐵磁資料。將這些資料放入磁場后，資料稱之為非鐵磁資料。將這些資料放入磁場后，資料內(nèi)的磁場會顯著加強。鐵磁資料在外磁場中呈現(xiàn)很強內(nèi)的磁場會顯著加強。鐵磁資料在外磁場中呈現(xiàn)很強的磁性，此想象稱為鐵磁資料的磁化。的磁性，此想象稱為鐵磁資料的磁化。未磁化未磁化 磁化后磁化后i0.6.

6、1. 鐵磁資料具有增磁作用有很高導(dǎo)磁才干鐵磁資料具有增磁作用有很高導(dǎo)磁才干 上圖為同步電機轉(zhuǎn)子線圈電上圖為同步電機轉(zhuǎn)子線圈電流產(chǎn)生的磁場很弱磁力線流產(chǎn)生的磁場很弱磁力線稀少且分布在無限寬廣的空稀少且分布在無限寬廣的空間。間。 一旦轉(zhuǎn)子插入定子，定轉(zhuǎn)子磁一旦轉(zhuǎn)子插入定子，定轉(zhuǎn)子磁路中的磁場大大加強，且磁通路中的磁場大大加強，且磁通根本被約束在定子外圓以內(nèi)的根本被約束在定子外圓以內(nèi)的范圍。范圍。思索：為什么？思索：為什么？由于鐵磁資料的磁導(dǎo)率由于鐵磁資料的磁導(dǎo)率 要遠遠高于非鐵磁資料要遠遠高于非鐵磁資料的磁導(dǎo)率的磁導(dǎo)率 非鐵磁資料的磁導(dǎo)率普通都可近似認非鐵磁資料的磁導(dǎo)率普通都可近似認為等于真空的磁

7、導(dǎo)率為等于真空的磁導(dǎo)率 ， 。通常。通常 。那么，一定的線圈電流在鐵心磁路中激發(fā)的磁通比那么，一定的線圈電流在鐵心磁路中激發(fā)的磁通比空氣磁路中磁通大得多?？諝獯怕分写磐ù蟮枚?。Fe040410/H m00(20006000)Fe0.6.2 0.6.2 鐵磁資料具有磁飽和特性鐵磁資料具有磁飽和特性BH0()Bf H0BH()Fef Habc鐵磁資料的磁化曲線不鐵磁資料的磁化曲線不是一條直線，是一條直線， 會隨鐵磁資料內(nèi)磁密會隨鐵磁資料內(nèi)磁密 的變化而變化，當磁密的變化而變化，當磁密到達點后，鐵磁資料內(nèi)到達點后，鐵磁資料內(nèi)磁密磁密 呈現(xiàn)飽和想象，呈現(xiàn)飽和想象，也就是說，此時磁場強也就是說，此時磁場

8、強 度繼續(xù)添加，鐵磁材度繼續(xù)添加，鐵磁材料的磁導(dǎo)率料的磁導(dǎo)率 會迅速變會迅速變小，磁密小，磁密 添加會越來添加會越來越慢。越慢。/FeB HFeBBHBBH0B1.5BH?H倍( )( ) ii(?)i倍0200040006000800000.20.40.60.811.21.41.61.80.6.3 0.6.3 鐵磁資料具有磁滯特性鐵磁資料具有磁滯特性BH0mBmHmBmHcHBiBH0BcHBH0mBmHmBmHcHBfVhhmPK f BG思索：如何盡量減小渦流損耗？思索：如何盡量減小渦流損耗？215050FemfPPBG1.21.62134i01-1-鐵磁資料的磁化曲線鐵磁資料的磁化曲線2-2-空氣的磁化曲線空氣的磁化曲線3 3、4-4-帶氣隙的鐵心磁路的帶氣隙的鐵心磁路的磁化曲線磁化曲線 (3 4) (3 4) 12i1iBANiHliBH電電 路路磁磁 路路電流 I A磁通： Wb電流密度