電器原理第一章-電磁電器概論1.ppt

1、電器原理及應(yīng)用,第一章 緒論,問(wèn)題：要吸起一塊10kg的鐵塊，需要多大的磁鋼？,一.什么是電器？ 電器：用來(lái)自動(dòng)或非自動(dòng)地 通斷、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、檢測(cè) （電機(jī)、電路、非電過(guò)程、機(jī)械） 的用電設(shè)備。 特點(diǎn)：數(shù)量大、品種多。,電磁式電器：,二.典型電器介紹 電磁鐵 繼電器 接觸器 電磁閥 斷路器 電磁離合器 炭片調(diào)壓器 磁放大器 傳感器,第一章 緒論,繼電器：,第一章 緒論,二.典型電器介紹 電磁鐵 繼電器 接觸器 電磁閥 斷路器 電磁離合器 炭片調(diào)壓器 磁放大器 傳感器,第一章 緒論,電磁鐵+執(zhí)行機(jī)構(gòu),三.電器分類 1、按電壓等級(jí)分：,第一章 緒論,高壓電器：額定電壓3KV 低壓電器：額定電壓

2、1200V,自動(dòng)切換電器 手動(dòng)電器 低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備,三.電器分類 2、按使用場(chǎng)所分：,第一章 緒論,一般工業(yè)用電器 礦山電器 船用電器 航空航天電器 等等,四.電器現(xiàn)狀和發(fā)展 1、現(xiàn)狀： 已達(dá)到國(guó)際電工IEC標(biāo)準(zhǔn) 2、發(fā)展趨勢(shì) 智能化、電子化、組合化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化,第一章 緒論,五.航天航空電器 發(fā)展趨勢(shì) 1、小型化、低功耗 2、高可靠性 3、固態(tài)電器 4、混合型,第一章 緒論,六.課程性質(zhì)和目的 性質(zhì)：電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)理論課。 目的：為電磁式電器的分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算提供必要的理論基礎(chǔ)和基本計(jì)算方法。,第一章 緒論,總結(jié)： 一.電器 二.典型電器介紹 三.電器分類 四.電器現(xiàn)狀

3、和發(fā)展 五.航天航空電器,第一章 緒論, 2.1概述 電磁電器：電磁原理工作 電磁鐵 磁系統(tǒng)分類： 1、直流磁系統(tǒng) 2、交流磁系統(tǒng) 3、極化電磁機(jī)構(gòu) 4、交直流同時(shí)磁化系統(tǒng),第二章 直流磁路計(jì)算,電磁鐵 1、拍合式 2、吸入式 3、盤式 4、旋轉(zhuǎn)式,一、直流磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,1）結(jié)構(gòu)共性： 線圈、導(dǎo)磁體（銜鐵、軛）、氣隙 2）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 3）工作過(guò)程 線圈通電磁通電磁吸力銜鐵運(yùn)動(dòng) 4）要解決的問(wèn)題 電能機(jī)械力 電流磁通 磁通機(jī)械力 銜鐵運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)特性,一、直流磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,磁場(chǎng)： 1）磁感應(yīng)強(qiáng)度 2）磁力線（磁感應(yīng)線） 3）磁通（磁通管） 4）磁場(chǎng)強(qiáng)度 5）磁導(dǎo)率 6）磁鏈 7）磁通勢(shì) 8）

4、磁位和磁位差,二、 磁場(chǎng)的基礎(chǔ)概念,磁場(chǎng)：電流產(chǎn)生磁場(chǎng) 1)、磁感應(yīng)強(qiáng)度 （磁通密度）B： 衡量磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁力的大小和方向 單位：T 特斯拉 2)、磁力線（磁感應(yīng)線）,磁場(chǎng),特點(diǎn)： 1、閉合曲線 2、與電流交鏈,3)、磁通量（磁通）： 穿過(guò)某一面積的總磁力線數(shù)。,單位：Wb（韋伯） 磁通管：假想的管子，管壁處的線與磁密一致。,特點(diǎn)： 1、閉合曲線 2、與電流交鏈,磁場(chǎng),4)、磁場(chǎng)強(qiáng)度H： 宏觀電流在真空中產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度 單位：A/m，安/米 5)、磁導(dǎo)率,單位：H/m，亨/米 6）、磁鏈： =W 7）、磁通勢(shì)（磁勢(shì)）F： 全電流數(shù) F=WI （安匝）,磁場(chǎng),8）、磁位和磁位差：,等磁位面：,

5、與磁力線正交,磁場(chǎng),9）、高斯定理（磁通連續(xù)性原理） 磁場(chǎng)中通過(guò)任意閉合曲面的磁通量必為零。,磁通處處連續(xù),磁場(chǎng),10）、安培環(huán)路定律（全電流定律） 磁場(chǎng)中沿任一閉合路徑上磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分，等于穿過(guò)該閉合路徑內(nèi)的導(dǎo)體電流的代數(shù)和。,磁場(chǎng),11)、電磁感應(yīng)定律（楞次定律） 任一線圈中所匝鏈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中便產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)， 此感應(yīng)電勢(shì)的大小等于磁鏈對(duì)時(shí)間的變化率， 方向總是企圖產(chǎn)生感應(yīng)電流來(lái)阻止線圈中磁鏈的變化。,磁場(chǎng),12)、電磁力定律 磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體要受到磁場(chǎng)的作用力,磁場(chǎng),2-2 磁系統(tǒng)的磁通分布規(guī)律,一、磁系統(tǒng)的磁通分布 1、力線與線圈總是互鏈 2、力線充滿整個(gè)空間 3、力線在氣

6、隙處發(fā)生擴(kuò)散 4、力線形狀是逐漸變化的 5、力線不相交,問(wèn)題：什么是磁路？,磁化特性,二、磁極間磁力線的形狀與規(guī)律 1、平面間 2、互成角度 3、尖角處 4、凹入部分 5、表面形狀轉(zhuǎn)折處,2-2 磁系統(tǒng)的磁通分布規(guī)律,一、磁路參數(shù) 1、磁通 2、磁壓 3、磁阻 4、磁導(dǎo) 5、磁勢(shì),2-3 磁路的基本定律,磁通（或磁力線）所經(jīng)過(guò)的閉合回路。,磁路參數(shù),整個(gè)磁場(chǎng)由許許多多的磁路并聯(lián)而成,磁路參數(shù)一、磁阻、磁導(dǎo)和磁壓降,：磁阻系數(shù)。,磁壓降：磁阻兩端的磁位差。,磁路歐姆定律：,問(wèn)題：截面不相等,二、等值磁路圖,磁路和電路在這里有所不同，在磁路中，構(gòu)成磁路的各個(gè)部分的材料和截面會(huì)有所不同，這樣在分析時(shí)

7、，我們要將磁路進(jìn)行分段，每段有相同的材料和截面，即B和要相同。,簡(jiǎn)單磁路,復(fù)雜磁路,問(wèn)題：漏磁呢？,四、磁路的基爾霍夫第二定律,三、磁路的基爾霍夫第一定律,1、磁路歐姆定律 2、磁路的基爾霍夫第一定律,* 磁路的基本定律,3、磁路的基爾霍夫第二定律,五、磁路與電路的比較,2-3 磁路的基本定律,2-4 磁性材料,磁性材料 非磁性材料,特性、主要參數(shù) 一、磁化曲線,磁化曲線 磁感應(yīng)強(qiáng)度隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的關(guān)系曲線,1、起始磁化曲線,由完全去磁狀態(tài)磁化所得 b: bc: 磁導(dǎo)率 微分磁導(dǎo)率d,非線性,飽和性,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs 磁導(dǎo)率,2、磁滯回線,極限磁滯回線 剩磁Br 矯頑力Hc 矩形系數(shù)Br / Bs,磁滯損耗 硬磁材料 軟磁材料,3、基本磁化曲線,磁滯性：和歷史有關(guān),二、影響B(tài)-H曲線的主要因素,1、材料本身性能 2、熱處理工藝 3、磁化電流 4、動(dòng)態(tài)