電器理論基礎(chǔ)演示

電器理論基礎(chǔ)演示1第1頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電器理論基礎(chǔ)樂清市工業(yè)電器工程師培訓(xùn)講義演示版劉二00八年八月讓2第2頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電器理論基礎(chǔ)

電器的發(fā)熱和電動力電接觸與電弧理論電磁機(jī)構(gòu)理論什么是電器？什么是電氣設(shè)備？三大內(nèi)容3第3頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章電器的發(fā)熱與電動力第一節(jié)電器中的基本熱源

一電器在工作中的能量損耗

（1）“銅損”，即電流在導(dǎo)體電阻中的損耗；

電阻溫度系數(shù)（TCR）表示電阻當(dāng)溫度改變1度時，電阻值的相對變化，定義式如下：

銅：α0.0043（1/234.5)銀：0.0038鋁：0.004290℃時ρ：電阻率，是溫度的函數(shù)4第4頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

在通過交流時，損耗將加大，存在集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)鄰近效應(yīng)集膚效應(yīng)對銅略去高次項(xiàng)可以這樣計(jì)算電阻5第5頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）“介損”，即絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生的損耗。

以上這些損耗都轉(zhuǎn)換為熱能，使電氣設(shè)備的溫度升高。

（2）“鐵損”，即在導(dǎo)體周圍的金屬構(gòu)件中產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗；直流無此損耗直流無此損耗式中6第6頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)電器的允許溫度和溫升

一電氣設(shè)備工作時的發(fā)熱及不良影響

電氣設(shè)備由正常工作電流引起的發(fā)熱稱為長期發(fā)熱，由短路電流引起的發(fā)熱稱為短時發(fā)熱。發(fā)熱不僅消耗能量，而且導(dǎo)致電氣設(shè)備的溫度升高，從而產(chǎn)生不良的影響。（1）機(jī)械強(qiáng)度下降。銅軟化點(diǎn)為180℃

（2）接觸電阻增加。銅ρ20=0.0175氧化亞銅Cu2Oρ=5×

（3）絕緣性能下降。對變壓器而言溫度每變化6℃，絕緣材料老化壽命降低一半或提高一倍。

7第7頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月二絕緣材料的耐熱等級耐熱等級極限溫度/℃絕緣材料示例Y90未浸漬的棉紗、絲、紙等A105浸漬過或浸在液態(tài)中的棉紗、絲、紙等E120合成有機(jī)薄膜、合成有機(jī)磁漆等B130云母、玻璃纖維、石棉等F155以適當(dāng)?shù)臉渲澈匣蚪n、涂覆后的云母、玻璃纖維、石棉等H180以硅有機(jī)樹脂、浸漬或覆蓋的云母、玻璃纖維、石棉等C＞180以適當(dāng)?shù)臉渲岱€(wěn)定特別優(yōu)良的硅有機(jī)樹脂）粘合或浸漬、涂覆后的云母、玻璃纖維、石棉等溫升一個電器的允許溫升是由構(gòu)成它的最低允許溫升的材料所決定的周圍空氣溫度不超過+40℃且其在24小時內(nèi)平均溫度值不超過+35℃

8第8頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)散熱和綜合散熱系數(shù)

一散熱方式

散熱的過程實(shí)質(zhì)是熱量的傳遞過程，其形式一般有三種:

（1）導(dǎo)熱。使熱量由高溫區(qū)傳至低溫區(qū)。（2）對流。在氣體中，各部分氣體發(fā)生相對位移將熱量帶走的過程。（3）輻射。熱量從高溫以熱射線方式傳至低溫物體的傳播

9第9頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月二綜合散熱系數(shù)綜合散熱系數(shù)對于矩形截面導(dǎo)線對于園形截面導(dǎo)線發(fā)熱體和周圍介質(zhì)的溫度系數(shù)，見書上表1－4溫升為1K的物體每秒鐘經(jīng)由每平方米面積所散發(fā)的熱量計(jì)算綜合散熱系數(shù)可用下列經(jīng)驗(yàn)公式10第10頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月艾薩克·牛頓（IsaacNewton1642.12.25—1727.3.20.）

英國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家

11第11頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)電器的發(fā)熱計(jì)算和牛頓公式左端為熱源在dt時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量，右端第一項(xiàng)為使發(fā)熱體升溫的熱量；第二項(xiàng)為散失到周圍介質(zhì)中的熱量。發(fā)熱功率比熱容質(zhì)量為一公斤的物體，溫度升高1K所需的熱量1焦耳＝W·s＝瓦特·秒＝0.24卡物體質(zhì)量

kg綜合表面散熱系數(shù)散熱面積溫升

K12第12頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月解方程得發(fā)熱體的溫升公式：式中

發(fā)熱體的發(fā)熱時間常數(shù)

單位秒（s）

取決于具體問題初始條件的積分常數(shù)T也可以理解為在絕熱情況下，發(fā)熱體到達(dá)穩(wěn)定溫升所需要的時間13第13頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月自然對數(shù)的底ee同圓周率一樣，是個常數(shù),是一個無理數(shù)。

e這個符號由瑞士數(shù)學(xué)家歐拉(LeonhardEuier1707-1783)在1727年首先引入的。.

e為底數(shù)，許多式子都是最簡單的，用它是最“自然”的，所以叫“自然對數(shù)”，因而在涉及對數(shù)運(yùn)算的計(jì)算中一般使用它，是一個數(shù)學(xué)符號，沒有很具體的意義。

e值是這樣定義的：

當(dāng)n→∞時，(1+1/n)n次方的極限。

它也是一個級數(shù)和的代碼,

e=1+1/1!+1/2!+1/3!+1/4!+......+1/n!+.......=2.718281828459045.......隨著n的增大，底數(shù)越來越接近1，而指數(shù)n趨向無窮大，那結(jié)果到底是趨向于1還是無窮大呢？其實(shí)，是趨向于2.718281828……這個無限不循環(huán)小數(shù)。14第14頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月討論牛頓公式：溫升將達(dá)到其穩(wěn)定溫升12

當(dāng)當(dāng)

時對某導(dǎo)體來講，穩(wěn)定溫升是隨通過的電流而變化的。15第15頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月3

如果電器在接通電源前已經(jīng)有初始溫升方程式解為結(jié)論：建立穩(wěn)態(tài)發(fā)熱過程需要4T或5T的時間發(fā)熱和冷卻的時間常數(shù)相同16第16頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月4電器的冷卻

電器脫離電源后就開始冷卻，由于發(fā)熱體不再吸收能量，公式可改寫成：其解為由于冷卻方程式為

5曲線分析17第17頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)熱曲線和冷卻曲線互為鏡像；冷卻時在T時，物體的溫升為由0點(diǎn)作曲線的切線，交于穩(wěn)定溫升曲線，由此點(diǎn)作垂線，得到T和0.632有初始溫升時18第18頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)電器的工作制和發(fā)熱長期工作制(八小時工作制、不間斷工作制）：可以達(dá)到穩(wěn)定溫升通電時間≥4T短時工作制：通電時間不足以達(dá)到穩(wěn)定溫升，斷電能完全冷卻，通電時間＜4T，斷電時間≥4T反復(fù)短時工作制（斷續(xù)周期工作制）：通電和斷電時間均＜4T通電持續(xù)率TD電流過載系數(shù)功率過載系數(shù)19第19頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月1長期或八小時工作制2大于額定電流的溫升曲線反復(fù)短時工作制20第20頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月導(dǎo)體長期通過電流Ⅰ時,穩(wěn)定溫升為

導(dǎo)體的穩(wěn)定溫升，與電流的平方和導(dǎo)體材料的電阻成正比，而與綜合散熱系數(shù)和散熱面積成反比。由此可知：四提高導(dǎo)體載流量的措施21第21頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

在工程實(shí)踐中，為了保證配電裝置的安全和提高經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)采取措施提高導(dǎo)體的載流量。常用的措施有（1）減小導(dǎo)體的電阻。因?yàn)閷?dǎo)體的載流量與導(dǎo)體的電阻成反比，故減小導(dǎo)體電阻可以有效的提高導(dǎo)體載流量。減小導(dǎo)體電阻的方法。①采用電阻率(ρ)小的材料作導(dǎo)體，如銅、鋁合等；②減小導(dǎo)體的接觸電阻（Rj)；③增大導(dǎo)體的截面積(S)但隨著截面積的增加，往往集膚效應(yīng)也跟著增加，所以單條導(dǎo)體的截面積不宜做得過大，如矩形截面鋁導(dǎo)體，單條導(dǎo)體的最大截面積不超過1250mm2。22第22頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）增大有效散熱面積。導(dǎo)體的載流量與有效散熱表面積（A）成正比，所以導(dǎo)體宜采用周邊最大的截面形式，如矩形截面、槽形截面等，并采用有利于增大散熱面積的方式布置，如矩形導(dǎo)體豎放。（3）提高綜合散熱系數(shù)。提高綜合散熱系數(shù)的方法主要有：①加強(qiáng)冷卻。如改善通風(fēng)條件或采取強(qiáng)制通風(fēng)，采用專用的冷卻介質(zhì)，如SF6氣體、冷卻水等；②室內(nèi)裸導(dǎo)體表面涂漆。利用漆的輻射系數(shù)大的特點(diǎn)，提高換熱系數(shù)，以加強(qiáng)散熱，提高導(dǎo)體載流量。表面涂漆還便于識別相序。23第23頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月五熱穩(wěn)定短路電流作用時間很短，

所以短路過程是全部熱量用以使導(dǎo)體升溫的絕熱過程

電器的熱穩(wěn)定性以熱穩(wěn)定電流的平方與短路電流持續(xù)時間的乘積來表示。根據(jù)已知短路電流、起始溫度和短路持續(xù)時間，校核已知截面的導(dǎo)體的最高溫度是否超過規(guī)定的允許溫度。2根據(jù)已知短路電流、起始溫度和短路持續(xù)時間和材料的允許溫度，確定導(dǎo)體的截面積。熱穩(wěn)定問題就是要解決以下下問題：24第24頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)電動力左手定則電動機(jī)帶電導(dǎo)體在磁場中的受力右手定則發(fā)電機(jī)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動切割磁力線，在導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢（電流）右手螺旋定則確定環(huán)形線圈和U形導(dǎo)線的磁力線方向電動力的優(yōu)缺點(diǎn)25第25頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)形導(dǎo)體所受電動力26第26頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月27第27頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月28第28頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月一兩平行導(dǎo)體間電動力的計(jì)算

1.兩根平行載流導(dǎo)體間的作用力當(dāng)兩個平行導(dǎo)體通過電流時，由于磁場相互作用而產(chǎn)生電動力，電動力的方向與所通過的電流的方向有關(guān)。如圖所示，當(dāng)電流的方向相反時，導(dǎo)體間產(chǎn)生斥力；而當(dāng)電流方向相同時，則產(chǎn)生吸力。29第29頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月2.兩根導(dǎo)體間的電動力

細(xì)長圓截面導(dǎo)體，無限長度且平行導(dǎo)體間的電動力根據(jù)比奧——沙瓦定律，導(dǎo)體間的電動力為

式中

分別通過兩平行導(dǎo)體的電流（A）；

該段導(dǎo)體的長度（m）電動力作用的線段兩平行導(dǎo)體的距離(m)回路系數(shù)真空磁導(dǎo)率除鐵磁物質(zhì)外，其他材料都取此值30第30頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月特殊情況下如兩根導(dǎo)線長度相等則31第31頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

二正弦交流電產(chǎn)生的電動力

單相交流電的電動力隨時間作脈動變化，大小變化而方向不變，脈動頻率為電流頻率的2倍。當(dāng)電流為零時，電動力也為零。電流最大時，電動力也為最大。在單相回路中，兩導(dǎo)線的電流方向相反，所以導(dǎo)體間產(chǎn)生互相排斥的電動力三三相交流電產(chǎn)生的電動力各相所承受的電動力均是交變的，其頻率為電源頻率的2倍，電動力的大小及方向均隨時間變化。中間相導(dǎo)體承受的最大電動力為A相或B相的1.07倍(0.866/0.81)四短路電流產(chǎn)生的電動力1單相短路電動力隨時間變化，但是方向不變。32第32頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

2三相對稱短路兩邊相導(dǎo)體受到斥力，中間相向左向右的最大電動力相等，但是達(dá)到最大值的時間不同。三相導(dǎo)體直列分布時，若發(fā)生三相對稱短路，則以中間相受電動力最大，在同一周期性分量電流下，若發(fā)生單相短路，其最大電動力要比三相對稱短路的電動力大。

33第33頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

在同一系統(tǒng)中，同一點(diǎn)的單相短路電流小于該點(diǎn)的三相短路電流，所以兩相短路時最大電動力小于同一地點(diǎn)三相短路時的最大電動力，故要用三相短路時的最大電動力校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定。

五電器的電動穩(wěn)定性

電器在短路時耐受短路電流的作用、不致產(chǎn)生永久變形或遭到機(jī)械損傷的能力。注意34第34頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章電弧理論和電接觸

第一節(jié)電弧的產(chǎn)生

一電弧產(chǎn)生的條件電壓12－20V；電流0.25－1A；一定的氣隙；二觸頭開斷和閉合都可產(chǎn)生電弧

第二節(jié)電弧的特性和方程

一電弧的電壓方程近陰極區(qū)電壓降；近陽極區(qū)電降；弧柱電降電弧電壓兩近極區(qū)的電壓降基本不變弧柱區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度E近似恒值弧柱區(qū)長度35第35頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓電流低于表中數(shù)值時，開斷時只能產(chǎn)生一為時極短的弧光放電即火花36第36頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月37第37頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)直流電弧及其熄滅電壓平衡方程式38第38頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月39第39頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月A點(diǎn)不是穩(wěn)定燃弧點(diǎn)，B點(diǎn)是電路穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)。要熄滅電弧就必須消除穩(wěn)定燃弧點(diǎn)。1拉長電弧或進(jìn)行人工冷卻：增大弧柱電阻，提高電弧伏安特性向上移。2增大近極區(qū)電壓降：加?xùn)牌?，電弧進(jìn)入柵片區(qū)被分成熄滅直流電弧的方法把電弧分割成若干短弧，電弧電壓降為

n為柵片數(shù)，這比無柵片時增大了電弧的伏安特性也上移3增大弧柱電場強(qiáng)度：增大氣體介質(zhì)的壓強(qiáng)、增大電弧與介質(zhì)的相對運(yùn)動等二熄滅直流電弧的方法40第40頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)交流電弧及其熄滅一交流電弧的特點(diǎn)1電流會自然過零2過零后電弧間隙內(nèi)的絕緣介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)3弧隙電壓恢復(fù)過程二介質(zhì)恢復(fù)過程極性轉(zhuǎn)換后，新的陰極區(qū)可以獲得150－250V的介質(zhì)強(qiáng)度，利用這個近陰極效應(yīng)可以滅弧，短弧滅弧原理。三弧隙電壓恢復(fù)過程電流過零后，弧隙兩端的電壓將由零向反方向的電弧電壓上升，這個過程為電壓恢復(fù)過程?；謴?fù)電壓的大小和速度和電路參數(shù)有關(guān)介質(zhì)恢復(fù)速度＞弧隙電壓恢復(fù)速度電弧熄滅四滅弧裝置41第41頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月42第42頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月43第43頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月44第44頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月45第45頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月46第46頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月47第47頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月48第48頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月49第49頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月50第50頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月提高滅弧裝置開斷能力的輔助方法51第51頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月52第52頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)電接觸電接觸分類固定接觸滾動和滑動接觸可分、合接觸(換接觸頭)工作任務(wù)最重的接觸換接觸頭的基本參數(shù)開距、超程、初壓力、終壓力觸頭的接觸電阻1接觸電阻的成因收縮電阻和表面膜電阻2電接觸導(dǎo)致接觸電阻增加，計(jì)算接觸電阻的經(jīng)驗(yàn)公式與觸頭材料、接觸面加工情況以及表面狀況有關(guān)的系數(shù)（書上表2－3）接觸壓力N與接觸形式有關(guān)的系數(shù)（見教材）

電接觸理論主要研究接觸電阻、溫升、熔焊和磨損等幾個重要現(xiàn)象的機(jī)理和計(jì)算問題53第53頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月四閉合狀態(tài)下的觸頭：考慮溫升和電動斥力觸頭的接通和分?jǐn)?/p>

1觸頭接通時的彈跳彈跳是觸頭磨損和粘接的重要原因減小動觸頭的質(zhì)量和閉合速度、增大初壓力，對減輕觸頭振動是有益的。

2觸頭分?jǐn)鄷r由于電弧造成的材料損失是觸頭磨損的主要原因。如銀及銀合金的最大磨損量為觸頭原厚度的1/3—3/4。這與超程大小有關(guān)。觸頭閉合時的第一次彈跳時間計(jì)算：54第54頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月六觸頭電動力的補(bǔ)償55第55頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)導(dǎo)電膏和觸頭材料一栓(固定)連接（母線之間連接）1化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生氧化膜2電化學(xué)腐蝕，原電池作用以上都使接觸電阻加大3搪錫或鍍錫二導(dǎo)電膏是由金屬粉末和有機(jī)油混合物，電阻率高導(dǎo)電膏的作用：1除膜作用2密封作用3隧道效應(yīng)導(dǎo)電作用三觸頭材料由分析可知接觸電阻、接觸電壓、觸頭溫升、觸頭振動、觸頭電動力、觸頭熔焊、觸頭磨損等都與觸頭材料的特性有關(guān)。56第56頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月57第57頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月58第58頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月59第59頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月60第60頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月1、定義：

彈簧剛度是指使彈簧產(chǎn)生單位變形的載荷，用K和KT分別表示拉（壓）彈簧的剛度與扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度，其表達(dá)式如下：

對于拉壓彈簧

對于扭轉(zhuǎn)彈簧

其中：F---彈簧軸向拉（壓）力；

λ---彈簧軸向伸長量或壓縮量；

T---扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩；

?---扭轉(zhuǎn)彈簧的扭轉(zhuǎn)角。

2、彈簧剛度與彈簧特性的關(guān)系

圖a）所示的直線型彈簧，其剛度為一常數(shù)。這種彈簧的特性曲線越陡，彈簧剛度相應(yīng)愈大，即彈簧愈硬；反之則愈軟。

圖b）所示的彈簧特性曲線為剛度漸增型，即彈簧隨變形量的增大其剛度越大，且在最大或沖擊載荷作用時，仍具有較好的緩沖減振性能，故多使用彈簧特性曲線具有該型曲線的走向。

圖c）所示彈簧特性曲線為剛度漸減型，即彈簧剛度隨變形的增大而越小。為了在沖擊動能一定時，獲得較小沖擊力，則應(yīng)使用具有剛度漸減型特性曲線的彈簧為宜。

彈簧的剛度61第61頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)由于磁導(dǎo)體的相對磁導(dǎo)率μ通常并非常數(shù)，而是磁感應(yīng)強(qiáng)度B(因而也就是磁通φ)的函數(shù)，故在一般場合，磁路是非線性的。(2)電路問題中雖然也有泄漏電流，但由于電導(dǎo)體與電介質(zhì)的電導(dǎo)率相差極大(其比值高達(dá))，故在非高電壓及非高頻場合，忽略漏泄電流對工程計(jì)算結(jié)果幾乎沒有影響。磁路則不然。磁導(dǎo)體與一般媒質(zhì)的磁導(dǎo)率比值，通常只有。因此，忽略漏磁通有時會給工程計(jì)算結(jié)果帶來相當(dāng)大的誤差。(3)電流和漏泄電流在電阻上要產(chǎn)生電一熱能的轉(zhuǎn)換，而磁通和漏磁通并不會在磁阻上進(jìn)行磁能與熱能的轉(zhuǎn)換，即它們不會產(chǎn)生焦耳熱損耗。(4)磁導(dǎo)體外部(如工作氣隙和漏磁通的路徑)的磁通管的幾何參數(shù)一般均屬未知，故與它相關(guān)的磁路參數(shù)(如工作氣隙的磁導(dǎo)和漏磁尋)均應(yīng)根據(jù)磁場的基本性質(zhì)和基本定律來確定。(5)由于必須考慮漏磁通，磁路中的磁勢和磁阻等，都是分布參數(shù)，所以磁路是分布參數(shù)性質(zhì)的路。此外，磁路與電路的物理性質(zhì)還有著本質(zhì)上的差異。例如，電路是帶電粒子實(shí)際的運(yùn)動路徑，其的確有帶電粒子在作定向運(yùn)動；磁路和磁通則只不過是人們借以分析磁場問題的一種手段而已，因?yàn)椴]有實(shí)體的磁通，更談不上它的“流動”。磁路計(jì)算是很復(fù)雜的，這里僅就磁路和電路的區(qū)別作一介紹62第62頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章電磁機(jī)構(gòu)理論電磁機(jī)構(gòu)由磁系統(tǒng)（銜鐵、鐵芯、氣隙、彈簧）和勵磁線圈組成。電磁機(jī)構(gòu)具有能量轉(zhuǎn)換和控制兩個方面的作用。

第一節(jié)電磁機(jī)構(gòu)的特性一基本特性：63第63頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械特性是電磁機(jī)構(gòu)的負(fù)載特性，是電磁機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。64第64頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月吸力特性；

它是電磁系統(tǒng)的電磁吸力F與銜鐵的機(jī)械行程δ之間的關(guān)系。在電路參數(shù)保持不變的穩(wěn)態(tài)過程中得到的吸力特性稱為靜態(tài)吸力特性，它也稱為靜特性或簡稱吸力特性。在考慮了電路參數(shù)在過渡過程中的變化后得到的吸力特性稱為動態(tài)吸力特性或動特性。反力特性：

反力彈簧或其他反力裝置作用于銜鐵的反作用力Ff與銜鐵行程δ的關(guān)系稱為電磁系統(tǒng)的反力特性。65第65頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁機(jī)構(gòu)的反力特性1反力不隨氣隙變化而變化直動式銜鐵的重力；2反力隨氣隙直線變化預(yù)壓力的彈簧；3反力隨氣隙成折線變化帶觸頭和彈簧的電器66第66頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月δ力矩不變，歸化到鐵芯中心二反力特性的計(jì)算67第67頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁機(jī)構(gòu)的吸力計(jì)算電磁機(jī)構(gòu)的線圈獲得的能量轉(zhuǎn)換成消耗在電路中的能量和轉(zhuǎn)換成磁能。磁鏈指的是通過線圈的磁通量與線圈匝數(shù)的乘積

磁勢=電流×線圈匝數(shù)=I×NI是電流N是匝數(shù)

磁鏈=磁通×線匝圈數(shù)=φ×Nφ是磁通N是匝數(shù)2麥克斯韋的電磁力計(jì)算公式（適用于小氣隙）68第68頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月3各種電磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)吸力特性A

轉(zhuǎn)動式U型電磁機(jī)構(gòu)B轉(zhuǎn)動式E型電磁機(jī)構(gòu)電磁吸力也比U型的陡峭。恒磁勢（直流）曲線1恒磁鏈（交流）曲線2恒磁勢（直流）曲線1恒磁鏈（交流）曲線269第69頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月D直動式E型電磁機(jī)構(gòu)電磁吸力比U型的大，在直流時更為明顯C

直動式U型電磁機(jī)構(gòu)恒磁勢（直流）恒磁鏈（交流）電磁吸力是和工作氣隙磁通的平方成正比和氣隙平方成反比直流比交流曲線陡，直動式的吸力比拍合式大70第70頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月1直流磁路：

（1）并聯(lián)線圈（電壓線圈）：當(dāng)外加電壓一定時，電阻不變，線圈中的電流是一定的，也即線圈的磁勢()是一定的，不隨工作氣隙變化而變化。

（2）串聯(lián)線圈（電流線圈）：線圈本身電阻很小，線圈電流等于負(fù)載電流，故線圈電流也不隨工作氣隙變化而變化。因此直流電磁系統(tǒng)稱為恒磁勢系統(tǒng)。2交流磁路：

（1）并聯(lián)線圈：線圈的電壓、電流都是交變的，故磁勢、磁通、磁通密度及磁場強(qiáng)度等均是交變的。E：線圈中的感應(yīng)電勢（反電動勢）由于電阻較小，電阻壓降可以忽略線圈電壓一定，頻率一定時，基本上是恒定的，不隨氣隙變化。因此是恒磁鏈系統(tǒng)。（2）串聯(lián)線圈：線圈電流不隨工作氣隙變化，因此是恒磁勢系統(tǒng)。四恒磁勢和恒磁鏈71第71頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月注意點(diǎn)：

交流并聯(lián)系統(tǒng)的線圈的磁鏈不隨工作氣隙的大小變化，其磁路中的磁通也基本上不隨工作氣隙的