磁滞损耗涡流损耗.pptx
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1、项目项目6 磁路与变压器磁路与变压器1第1页/共58页任务一任务一磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识2第2页/共58页任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识1.磁感应强度磁感应强度一、磁路的基本物理量一、磁路的基本物理量磁感应强度是用来描述磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度方向与产生磁场的电流方向之间满足右手螺旋定则。3第3页/共58页可用垂直于磁场的通电导体所受的力的大小来衡量 特斯拉(简称特特斯拉(简称特T)B在电磁单位制中用高斯(在电磁单位制中用高斯(Gs),),1T=104Gs。l磁感应强度磁感应强度B大小大小l单位:单位:4磁场中通电导体的长度,单位米
2、(m)导体中流过的电流,单位安(A)导体所受的磁场力的大小,单位牛(N)第4页/共58页在均匀磁场中,磁感应强度B与垂直于B的某一截面积S的乘积,称为通过该截面的磁通(也称为磁通量),即 韦伯韦伯(Wb)在电磁单位制中用麦克斯韦在电磁单位制中用麦克斯韦(Mx),1Wb=108Mx。2.磁通磁通 磁感应强度磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向相垂直在数值上可以看成为与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通,故又称的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度磁通密度,简称,简称磁密磁密。l单位:单位:5第5页/共58页表征磁场的另一个矢量物理量,它表示励磁电流表征磁场的另一个矢量物理量,它表示励磁电流
3、 I 在空间在空间产生的磁化力。产生的磁化力。3.磁磁场场强度强度安培安培/米(米(A/m)l单位:单位:6第6页/共58页磁导率是表示介质导磁能力的物理量。真空的磁导率为0=410-7H/m,是个常数。空气的磁导率与之接近。对非磁性材料,如铜、铝、纸张、空气等,其对非磁性材料,如铜、铝、纸张、空气等,其r1。4.磁磁导率导率l单位:单位:磁介质中磁感应强度与磁场强度之比称磁导率或绝对磁导率。l相对磁导率相对磁导率 任意一种物质的磁导率和真空的磁导率0的比值,称为该物质的相对磁导率r,即亨/米(H/m)7第7页/共58页 常用磁性材料的磁导率材料名称材料名称铸铁铸铁硅钢片硅钢片镍锌铁氧体镍锌铁
4、氧体锰锌铁氧体锰锌铁氧体坡莫合金坡莫合金相对磁导相对磁导率率r2004007000100001010003005000210421058第8页/共58页磁性材料主要是指钢、铁、镍、钴及其合金等材料,是制造电机、变压器和各种电器元件铁心的主要材料。从工程应用观点,磁性材料的磁性能可用磁化曲线及其磁饱和性、高导磁性、磁滞回线及其磁滞性来表征。任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识1.高导磁性高导磁性二二、铁铁磁磁材料性能材料性能磁性材料的磁导率很高,具有被强烈磁化(呈现磁性)的特性。9第9页/共58页l磁化曲线磁化曲线2.磁饱和性磁饱和性当铁心线圈的励磁电流I从零增大时,磁性材料被
5、磁化力磁化产生磁感应强度B,B值随磁场强度H(由电流I引起)值变化曲线称为磁性材料的BH磁化曲线。磁性物质磁场不随外磁场的增强而增强,称磁感应强度B达饱和值。10第10页/共58页l磁滞回线磁滞回线3.磁滞性磁滞性当铁心线圈中通有交变电流时,铁心就受到交变磁化,磁感应强度B随磁场强度H的变化。当H回到零值时,B还未回到零值。这种磁感应强度H滞后于磁场强度B变化的性质,称为磁性材料的磁滞性!表示B和H变化关系的闭合曲线称为磁滞回线!-HcHB0BrHc11第11页/共58页l磁滞回线磁滞回线3.磁滞性磁滞性-HcHB0BrHc在铁心反复交变磁化的情况下,当H=0(即励磁电流i=0)时,铁心中保留
6、的磁感应强度,称为剩磁感应强度Br。欲使剩磁消失,必须改变励磁电流方向,以得到反向的磁场强度。使B=0的H值,称为矫顽磁力Hc。12第12页/共58页 根据磁性材料的磁滞回线,可将磁性材料分为三种类型:磁滞回线较窄,矫顽磁力较小,磁滞损耗较小。任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识1.软磁材料软磁材料三三、磁性物质的分类、磁性物质的分类常用的材料有铸铁、硅钢、坡莫合金和软磁铁氧体等。一般用来制造电机、变压器及电器等的铁心等。13第13页/共58页磁滞回线较宽,矫顽磁力较大,磁滞损耗较大。任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识2.硬磁材料硬磁材料三三、磁性物质的分
7、类、磁性物质的分类常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。一般用来制造永久磁铁。14第14页/共58页磁滞回线接近矩形,剩磁大,矫顽磁力小,稳定性良好。矩磁材料去掉外磁场后,与饱和磁化时方向相同的剩磁能稳定地保持下去,所以具有记忆性。3.矩磁材料矩磁材料任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识三三、磁性物质的分类、磁性物质的分类在数字信息存储系统中,用作记忆元件和逻辑元件。常用的有:镁锰铁氧体及1J51型铁镍合金等。15第15页/共58页任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识1.磁滞损耗磁滞损耗四、磁滞损耗和涡流损耗四、磁滞损耗和涡流损耗铁磁材料在交变磁场的作用下而反复磁化
8、过程中,磁畴之间不停地互相摩擦,消耗能量,因此引起损耗。这种损耗称为磁滞损耗。无外磁场情况有外磁场情况l磁畴磁畴16第16页/共58页涡流涡流损耗转化为热能,引起铁心发热。损耗转化为热能,引起铁心发热。2.涡流涡流损耗损耗由涡流所产生的功率损耗。交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流,称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。l涡流涡流 17第17页/共58页任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识1.安培环路定律(全电流定律)安培环路定律(全电流定律)五、磁路定律五、磁路定律在磁路中,磁场强度沿任一闭合路径 的线积分等于此闭合路径所包围的电流的代数和。若闭合回路上各点的磁场强度相等
9、且其方向与闭合回路的切线方向一致。则FNI称为磁动势单位:安培(A)N为线圈的匝数,为线圈的匝数,l为磁路的平均长度为磁路的平均长度。18第18页/共58页磁路欧姆定律2.磁路欧姆磁路欧姆定律定律设一段磁路长为l,磁路面积为S的环形线圈,磁力线均匀分布于横截面上,这时B、H与 之间的关系为根据安培环路定律得磁路的欧姆定律得:式中:Rm称为磁阻,是反映磁路对磁通阻碍作用的物理量;F 称为磁动势,单位是安匝,磁通就是由F 产生的。19第19页/共58页2.磁路欧姆磁路欧姆定律定律空气隙的磁导率 很小,而且是常数,所以空气隙中的磁阻很大,且磁阻是线性的。铁磁材料的磁导率 不是常数,它随励磁电流而变,
10、所以铁磁材料的磁阻是非线性的,但磁阻很小(很多情况可以忽略)。20第20页/共58页任务一任务一 磁路与铁磁材料的认识磁路与铁磁材料的认识六、交流铁心线圈六、交流铁心线圈线圈又叫绕组,是由导线缠绕而成,缠绕一圈称为一匝。线圈的匝与匝之间彼此绝缘。l线圈线圈变压器、交流电动机及各种交流电器的铁芯线圈都通入交流电来励磁。由硅钢片叠压制成的铁心磁路。21第21页/共58页六、交流铁心线圈六、交流铁心线圈iu在交流系统中,电压和磁通的波形非常接近于时间的正弦函数。式中:m为铁心磁通的幅值;Bm为磁密的幅值;=2 f为角频率,f 为电源频率。假设线圈的横截面积为S,铁心磁通 正弦变化。22第22页/共5
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- 损耗 涡流
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