南昌航空大学：《电工电子技术》课程教学课件（理论讲稿）3.2交流铁心线圈电路

交流铁心线圈电路

交流铁心线圈电路

在磁路中用来产生磁通的电流励磁电流----直流磁路直流励磁两类励磁交流励磁玄交流磁路直流磁路分析磁路分析交流磁路分析

励磁电流 两类励磁 磁路分析 在磁路中用来产生磁通的电流 直流励磁 - 直流磁路 交流励磁 - 交流磁路 直流磁路分析 交流磁路分析

直流磁路的分析UI=直流磁路的特点：（R为线圈的电阻）RU一定→一定（线圈中没有感应电动势）8磁通势F=IN一定磁通和磁阻成反比(= FI’R功率损耗：

R U I  I U Φ 直流磁路的分析 直流磁路的特点: U 一定 I 一定 磁通势 F=IN 一定 ( ) Rm 磁通和磁阻成反比 Φ F （线圈中没有感应电动势） （R 为线圈的电阻） 功率损耗: I R 2

交流磁路的分析1.电磁关系主磁通Φ：通过铁心闭合的磁通。e7漏磁通Φ。：经过空气或其它非导磁媒质eat闭合的磁通。Nd@铁心e=-NΦ线圈dtu-i(Ni)did@Φ:0=-N（磁通势）P10dtdtN@=常数Φ。αi，铁心线圈的漏磁电感1

1. 电磁关系 – + e – + eσ + – u N i u i (Ni)   σ d d t Φ e  N t Φ e N σ σ d d （磁通势）   主磁通 ：通过铁心闭合的磁通。 漏磁通：经过空气或其它非导磁媒质 闭合的磁通。 t i Lσ d d   线圈 铁心  i， 铁心线圈的漏磁电感   常数 i NΦ L σ σ 交流磁路的分析

交流磁路的分析2.电压电流关系u=Ri-e.-e根据KVL:di=Ri+L+-dt当u是正弦电压时，相量式为：U= Ri+(-E.)+(-E)= Ri+iX.i+(-E)由于线圈电阻R和感抗X。（或漏磁通Φ。）较小，其电压降也较小，与主磁电动势E相比可忽略，故有U~-E

2. 电压电流关系 根据KVL:    + – – +– + e e u N i u  Ri  e  e σ ( ) d d e t i  Ri  Lσ   当 u 是正弦电压时，相量式为： ( ) ( ) U   RI   E  σ  E  j ( )  RI   Xσ I   E  由于线圈电阻 R 和感抗X（或漏磁通）较小，其电压降 也较小，与主磁电动势 E 相比可忽略，故有 U  E    交流磁路的分析

交流磁路的分析Φ2.电压电流关系则设主磁通@=Φsinot,d@d(@.sin ot)-Ne=-Nmdtdt=-NoΦ.cosot=2元fNΦmsin(t-90°)U~-E2元fNΦddbm有效值：E= 4.44 fN Φ二e=-N/2dt(V)U~E=4.44NΦ

设主磁通    m sin t, 则 ( sin ) dd dd m t t N t e N        N  cos  t   m 2 sin ( t 90 ) m  πfN    有效值： m m     4.44fN 2 2 fN E  U E 4.44fN (V)    m t e N dd    U E     + – –+–+ ee u N i 2. 电压电流关系 交流磁路的分析

交流磁路的分析交流磁路的特点U ~ 4.44 f NDm当外加电压U、频率f与线圈匝数N一定时,中便确定下来。根据磁路m欧姆定律IN=ΦR，当中m一定时磁通势IN随磁阻R.的变化而变化

U  4.44 f Nm 磁阻 Rm 的变化而变化。 Φ Rm IN  Φm 当外加电压U、频率 f 与线圈匝数N 一定时， 便确定下来。根据磁路 欧姆定律 ， 当 一定时磁 通势 IN 随 Φm 交流磁路的特点:    + – – +– + e e u N i 交流磁路的分析

U ~ 4.44 f NDm交流磁路的分析D交流磁路中磁阻R，对电流的影响1电磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中ul若外加电压不变，则中基本不变。: IN=Φ R：电磁铁吸合前(气隙大）→Rm大→起动电流大电磁铁吸合后（气隙小）→R小→工作电流小注意：如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏

交流磁路中磁阻 Rm 对电流的影响 电磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中 若外加电压不变, 则 Φ 基本不变。 i u Φ Rm Φ Rm IN   电磁铁吸合前(气隙大） 大 起动电流大 电磁铁吸合后(气隙小） Rm 小 工作电流小  如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中 的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。 注意： 交流磁路的分析 U  4.44 f Nm

交流磁路的分析交流磁路与直流磁路比较INU/三中:R直流磁路Rm(中随Rm变化）（U不变，1不变）UΦmIN =ΦR4.44.fNm交流磁路U不变时（I随R㎡变化）中m基本不变)

R U I  (U不变，I不变） Rm IN Φ ΦR m IN  （ I 随 Rm 变化） fN U Φm 4.44  Φm （ U不变时， 基本不变） 直流磁路 交流磁路 交流磁路与直流磁路比较 （ Φ 随Rm变化） 交流磁路的分析

交流磁路的分析3.功率损耗交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。(1）铜损（△Pcu）在交流铁心线圈中，线圈电阻R上的功率损耗△Pcu = RI2称铜损，用△Pcu表示。式中：R是线圈的电阻；1是线圈中电流的有效值。（2）铁损（△PFe）在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用△PEe表示。铁损由磁滞和涡流产生

3.功率损耗 交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。 （1） 铜损（Pcu） 在交流铁心线圈中, 线圈电阻R上的功率损耗 称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2 式中：R 是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。 （2）铁损（PFe） 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损， 用PFe 表示。 铁损由磁滞和涡流产生。  + – u i 交流磁路的分析