電路與電工基礎(chǔ)參考項目84-恒定磁通磁路的計算84-恒定磁通磁路的計算課件

1項目8.1磁場的基本物理量和基本定律項目8.2鐵磁物質(zhì)的磁化項目8.3磁路的基本定律模塊八磁路和鐵芯線圈項目8.5交流鐵芯線圈中的波形畸變與磁損耗項目8.4恒定磁通磁路的計算項目8.6電磁鐵1項目8.1磁場的基本物理量和基本定律項目8.2鐵磁12【知識目標(biāo)】理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁導(dǎo)率和磁場強(qiáng)度的概念理解鐵磁物質(zhì)的起始磁化曲線、磁滯回線、基本磁化曲線的性質(zhì)理解磁通連續(xù)性原理、安培環(huán)路定律、磁路的基爾霍夫定律、歐姆定律與磁阻掌握恒定磁通磁路的計算理解交流鐵心線圈中波形畸變及磁滯損耗、渦流損耗的性質(zhì)模塊八磁路和鐵芯線圈【技能目標(biāo)】【教學(xué)難點】恒定磁通磁路的計算【課時安排】6課時。2【知識目標(biāo)】模塊八磁路和鐵芯線圈【技能目標(biāo)】23項目8.4恒定磁通磁路的計算8.4.1有關(guān)磁路計算的一些概念8.4.2無分支磁路的計算8.4.3對稱分支磁路的計算3項目8.4恒定磁通磁路的計算8.4.1有關(guān)磁路計算的一38.4.1有關(guān)磁路計算的一些概念1.磁路的長度

2.鐵磁物質(zhì)截面積磁路中鐵磁物質(zhì)部分的截面積用磁路的幾何尺寸直接計算。在磁路計算中，磁路的長度一般都取其平均長度，即中心線長度。如圖8-11所示：磁路中有空氣隙時，氣隙邊緣的磁感應(yīng)線將有向外擴(kuò)張的趨勢，稱為邊緣效應(yīng)，如圖8-12所示。圖8-11磁路的長度2.鐵磁物質(zhì)截面積圖8-12氣隙的邊緣效應(yīng)8.4.1有關(guān)磁路計算的一些概念1.磁路的長度2.鐵磁物質(zhì)4空氣隙截面積S0

工程上一般認(rèn)為，當(dāng)氣隙較小時候，可用下面兩式計算氣隙的有效面積：若鐵心是涂有絕緣漆的電工硅鋼片疊成的,則：S=K*S0矩形截面：

圓形截面：其中：S—有效面積；S0—視在面積；K—填充系數(shù)；圖8-12氣隙的邊緣效應(yīng)空氣隙截面積S0工程上一般認(rèn)為，當(dāng)氣隙較小時58.4.2無分支磁路的計算6１.已知磁通求磁通勢無分支磁路的主要特點是磁路有相等的磁通，如已知磁通和各磁路段的材料及尺寸，可按下述步驟去求磁通勢：8.4.2無分支磁路的計算6１.已知磁通求磁通勢67

例題8-1：圖8-13(a)所示磁路，圖上標(biāo)明尺寸單位為

，鐵芯所用硅鋼片上的基本磁化曲線如圖8-13（b）,填充因數(shù)

，線圈匝數(shù)為120，試求在該磁路中獲得磁通

所需的電流？解:（1）該磁路由硅鋼片和空氣隙構(gòu)成，硅鋼片有兩種截面積，所以該磁路分為三段來計算。圖8-13例8-1圖

7

例題8-1：圖8-13(a)所示磁路，圖上標(biāo)明尺寸單位78（2）求每段磁路的平均長度和截面積圖8-13例8-1圖

8（2）求每段磁路的平均長度和截面積圖8-189（3）求每段磁路的感應(yīng)強(qiáng)度

圖8-13例8-1圖

9（3）求每段磁路的感應(yīng)強(qiáng)度圖8-13例8-1圖910

（4）求每段磁路的磁場強(qiáng)度：圖8-13（b）所示曲線查得圖8-13例8-1圖

10（4）求每段磁路的磁場強(qiáng)度：圖8-13（b）所示曲線查1011（5）求每段磁路的磁壓降圖8-13例8-1圖

11（5）求每段磁路的磁壓降圖8-13例8-1圖1112

(6)求總磁通勢圖8-13例8-1圖

12(6)求總磁通勢圖8-13例8-1圖12132.已知磁通勢求磁通試探法：要先假定一個磁通，然后按已知磁通求磁通勢的步驟，求出磁通的磁壓降的總和，再和給定磁通勢比較。如果與給定磁通勢偏差較大，則修正假定磁通，再重新計算，直到與給定磁通勢相近時，便可認(rèn)為這一磁通就是所求值。由于磁路的非線性緣故，對于已知磁通勢求磁通的問題，不能根據(jù)上面的計算倒推過去。因此，對這類問題一般采用試探法。132.已知磁通勢求磁通試探法：要先假定一1314例題8-2

如圖8-14所示磁路，中心線長度

，磁路橫截面面積是

，氣隙長度

，線圈匝數(shù)1650匝，電流為

時。鐵芯為鑄鋼材料，基本磁化曲線可查附錄一，試求磁路中的磁通？

解：此磁路由鐵芯段和氣隙段組成。氣隙段的平均長度和面積為：鐵芯段的平均長度和面積為：磁路中的磁通勢為磁通為查附錄一，得14例題8-2如圖8-14所示磁路，中心線長度，磁路橫1415從表8-3中，可看出第4次試探值作為最后結(jié)果，即所求磁通為

空氣隙的磁場強(qiáng)度磁通勢為經(jīng)過過幾次試探，試探結(jié)果如表8-3所示。15從表8-3中，可看出第4次試探值作為最后結(jié)果，即所求磁通1516

8.4.3對稱分支磁路的計算對稱分支磁路就是磁路存在著對稱軸，軸兩側(cè)磁路的幾何形狀完全對稱，相應(yīng)部分的材料也相同，兩側(cè)作用的磁通勢也是對稱的，如圖8-15所示的軸

。圖8-15對稱分支磁路16

8.4.3對稱分支磁路的計算對稱分支1617根據(jù)磁路定律，這種磁路的磁通分布也是對稱的。因此，當(dāng)已知對稱分支磁路的磁通求磁通勢時，只要取對稱軸的一側(cè)磁路計算即可求出整個磁路所需的磁通勢。取對稱軸一側(cè)磁路計算時，中間鐵芯柱（對稱軸）的面積為原鐵芯柱的一半，中間柱（對稱軸）的磁通也減為原來的一半。但磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通勢卻保持不變。這種磁路的計算也有兩類問題：一類是已知磁通求磁通勢；另一類是已知磁通勢求磁通。具體的計算步驟及方法同無分支磁路。17根據(jù)磁路定律，這種磁路的磁通分布也是對稱1718181819重點串聯(lián)19重點串聯(lián)1920項目8.1磁場的基本物理量和基本定律項目8.2鐵磁物質(zhì)的磁化項目8.3磁路的基本定律模塊八磁路和鐵芯線圈項目8.5交流鐵芯線圈中的波形畸變與磁損耗項目8.4恒定磁通磁路的計算項目8.6電磁鐵1項目8.1磁場的基本物理量和基本定律項目8.2鐵磁2021【知識目標(biāo)】理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁導(dǎo)率和磁場強(qiáng)度的概念理解鐵磁物質(zhì)的起始磁化曲線、磁滯回線、基本磁化曲線的性質(zhì)理解磁通連續(xù)性原理、安培環(huán)路定律、磁路的基爾霍夫定律、歐姆定律與磁阻掌握恒定磁通磁路的計算理解交流鐵心線圈中波形畸變及磁滯損耗、渦流損耗的性質(zhì)模塊八磁路和鐵芯線圈【技能目標(biāo)】【教學(xué)難點】恒定磁通磁路的計算【課時安排】6課時。2【知識目標(biāo)】模塊八磁路和鐵芯線圈【技能目標(biāo)】2122項目8.4恒定磁通磁路的計算8.4.1有關(guān)磁路計算的一些概念8.4.2無分支磁路的計算8.4.3對稱分支磁路的計算3項目8.4恒定磁通磁路的計算8.4.1有關(guān)磁路計算的一228.4.1有關(guān)磁路計算的一些概念1.磁路的長度

2.鐵磁物質(zhì)截面積磁路中鐵磁物質(zhì)部分的截面積用磁路的幾何尺寸直接計算。在磁路計算中，磁路的長度一般都取其平均長度，即中心線長度。如圖8-11所示：磁路中有空氣隙時，氣隙邊緣的磁感應(yīng)線將有向外擴(kuò)張的趨勢，稱為邊緣效應(yīng)，如圖8-12所示。圖8-11磁路的長度2.鐵磁物質(zhì)截面積圖8-12氣隙的邊緣效應(yīng)8.4.1有關(guān)磁路計算的一些概念1.磁路的長度2.鐵磁物質(zhì)23空氣隙截面積S0

工程上一般認(rèn)為，當(dāng)氣隙較小時候，可用下面兩式計算氣隙的有效面積：若鐵心是涂有絕緣漆的電工硅鋼片疊成的,則：S=K*S0矩形截面：

圓形截面：其中：S—有效面積；S0—視在面積；K—填充系數(shù)；圖8-12氣隙的邊緣效應(yīng)空氣隙截面積S0工程上一般認(rèn)為，當(dāng)氣隙較小時248.4.2無分支磁路的計算25１.已知磁通求磁通勢無分支磁路的主要特點是磁路有相等的磁通，如已知磁通和各磁路段的材料及尺寸，可按下述步驟去求磁通勢：8.4.2無分支磁路的計算6１.已知磁通求磁通勢2526

例題8-1：圖8-13(a)所示磁路，圖上標(biāo)明尺寸單位為

，鐵芯所用硅鋼片上的基本磁化曲線如圖8-13（b）,填充因數(shù)

，線圈匝數(shù)為120，試求在該磁路中獲得磁通

所需的電流？解:（1）該磁路由硅鋼片和空氣隙構(gòu)成，硅鋼片有兩種截面積，所以該磁路分為三段來計算。圖8-13例8-1圖

7

例題8-1：圖8-13(a)所示磁路，圖上標(biāo)明尺寸單位2627（2）求每段磁路的平均長度和截面積圖8-13例8-1圖

8（2）求每段磁路的平均長度和截面積圖8-12728（3）求每段磁路的感應(yīng)強(qiáng)度

圖8-13例8-1圖

9（3）求每段磁路的感應(yīng)強(qiáng)度圖8-13例8-1圖2829

（4）求每段磁路的磁場強(qiáng)度：圖8-13（b）所示曲線查得圖8-13例8-1圖

10（4）求每段磁路的磁場強(qiáng)度：圖8-13（b）所示曲線查2930（5）求每段磁路的磁壓降圖8-13例8-1圖

11（5）求每段磁路的磁壓降圖8-13例8-1圖3031

(6)求總磁通勢圖8-13例8-1圖

12(6)求總磁通勢圖8-13例8-1圖31322.已知磁通勢求磁通試探法：要先假定一個磁通，然后按已知磁通求磁通勢的步驟，求出磁通的磁壓降的總和，再和給定磁通勢比較。如果與給定磁通勢偏差較大，則修正假定磁通，再重新計算，直到與給定磁通勢相近時，便可認(rèn)為這一磁通就是所求值。由于磁路的非線性緣故，對于已知磁通勢求磁通的問題，不能根據(jù)上面的計算倒推過去。因此，對這類問題一般采用試探法。132.已知磁通勢求磁通試探法：要先假定一3233例題8-2

如圖8-14所示磁路，中心線長度

，磁路橫截面面積是

，氣隙長度

，線圈匝數(shù)1650匝，電流為

時。鐵芯為鑄鋼材料，基本磁化曲線可查附錄一，試求磁路中的磁通？

解：此磁路由鐵芯段和氣隙段組成。氣隙段的平均長度和面積為：鐵芯段的平均長度和面積為：磁路中的磁通勢為磁通為查附錄一，得14例題8-2如圖8-14所示磁路，中心線長度，磁路橫3334從表8-3中，可看出第4次試探值作為最后結(jié)果，即所求磁通為

空氣隙的磁場強(qiáng)度磁通勢為經(jīng)過過幾次試探，試探結(jié)果如表8-3所示。15從表8-3中，可看出第4次試探值作為最后結(jié)果，即所求磁通3435

8.4.3對稱分支磁路的計算對稱分支磁路就是磁路存在著對稱軸，軸兩側(cè)磁路的幾何形狀完全對稱，相應(yīng)部分的材料也相同，兩側(cè)作用的磁通勢也是對稱的，如圖8-15所示的軸

。圖8-15對稱分支磁路16

8.4.3對稱分支磁路的計算對稱分支3