华北电力大学：《电机学》绪论 第二节 电机学中的基本电磁定律

第二节电机学中的基本电磁定律

第二节 电机学中的基本电磁定律

知识结构 °人耦合/全电流律 变压 电流 器 小电流 电 大磁通 场 铁心 能量转换 铁心增磁功能 电磁感 电磁力 应定律 制约 定律 制约 感应 电磁转矩铁心 铁心中 电势 饱和 的气隙 变压器、发电机、电动机

变 压 器 、 电机 磁 场 耦合 电流 全电流定律 铁心 小电流 大磁通 铁心增磁功能 铁心 饱和 铁心中 的气隙 制约 制约 电磁转矩 电磁力 定律 电磁感 应定律 感应 电势 能量转换 变压器、发电机、电动机 知 识 结 构

磁路的基本定律 1、电机中的典型磁路 单相变压器 输入电能 NI N 输出电能 L2 电能→磁场→电能

单相变压器 1、电机中的典型磁路 N1 N2 电能 i1 输入电能 电能 i2 输出电能 磁 场 一、磁路的基本定律

旋转电机 转子 定子绕组 机械端口电端口定子铁心

旋转电机 机械端口 转子 定子绕组 电端口 定子铁心 A B C

旋转电机横截示意图面 电能磁场一机械能 磁路:磁通所走的路径

电能 磁 场 机械能 磁路: 磁通所走的路径。 旋转电机横截示意图面

2、安培环路定律 21安培环路定律 安培环路定律:沿空间任意条闭合回路,磁场强 度H的线积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。 ∮=∑ 其中 H:磁场强度,安米(4m) h dl 注:若玙l合右手螺旋关系,取正号,否则取 负号。其中大拇指所指为i的方向,四指为l方向

2、安培环路定律 2.1 安培环路定律 安培环路定律:沿空间任意条闭合回路，磁场强 度H的线积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。 i3 l H dl i1 i2 注：若i与l符合右手螺旋关系， 取正号，否则取 负号 。其中大拇指所指为i的方向，四指为l方向。 l  H dl i  = 其中 H： 磁场强度，安/米(A/m)

当气隙长度6远远小于两侧 的铁心截面的边长时,铁心和 气隙中为均匀磁场,则 F= Ni=hl+hs 其中 F=Ni:磁路的磁动势 H2lme:铁心上的磁压降 带气隙的铁心磁路 Hb6:气隙上的磁压降 注:i与l符合右手螺旋关系,电机学中习惯大拇指所 指为l的方向,四指为多匝线圈中i方向

F Ni H l H Fe Fe  = = +  其中 F=Ni：磁路的磁动势 H Fe lFe：铁心上的磁压降 H δδ：气隙上的磁压降 注：i 与 l 符合右手螺旋关系,电机学中习惯大拇指所 指为 l 的方向，四指为多匝线圈中 i 方向。 当气隙长度δ远远小于两侧 的铁心截面的边长时， 铁心和 气隙中为均匀磁场，则 带气隙的铁心磁路 

设有向回路l与圆 环的中心圆重合,则沿 着回线l磁场强度H处 处相等且其方向处处与 截面积A 回线切线方向相同(称 为均匀磁场),同时闭 螺管线圈 合回线所包围的总电流 由通有电流i的N匝线 圈提供,则: Hl=Ni N:作用在磁路上的安匝数(磁路磁动势),单位A

螺管线圈 设有向回路 l 与圆 环的中心圆重合，则沿 着回线 l 磁场强度 H 处 处相等且其方向处处与 回线切线方向相同（称 为均匀磁场），同时闭 合回线所包围的总电流 由通有电流 i 的 N 匝线 圈提供，则： Hl＝Ni Ni：作用在磁路上的安匝数（磁路磁动势），单位A

2.2磁路的欧姆定律 1.均匀磁路的欧姆定律 ①=BA 其中 B:磁通密度,特斯拉(T) φ:磁通,韦伯(W) A:铁心的截面积,平方米(m2) 在线性或可以近似地认为是线性的介质中有 B=uH 其中是磁导率,H/m

2.2 磁路的欧姆定律 1.均匀磁路的欧姆定律  = BA 其中 B :磁通密度，特斯拉（T） Φ ：磁通，韦伯（Wb） A：铁心的截面积 ，平方米（m2 ） 在线性或可以近似地认为是线性的介质中有 B=μH 其中μ是磁导率， H/m

将=BA和B=H代入N=H,得 B Ni A 定义:R R∷:磁路的磁阻,A 定义:Am=1=4Am:磁路的磁导,WA 则可写为 F=R①或Φ=FAn 欧姆定律 欧姆定律:作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通

B l Ni l  A = =  将φ=BA和B=μH 代入Ni ＝Hl，得 F R =  m 或  = F m 欧姆定律 则可写为 欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。 定义： m l R A = m :磁路的磁阻，A/Wb R 定义： 1 m m A R l   = = :磁路的磁导，Wb  m /A