《电路分析》课件8.4.ppt

1、 内容简介内容简介 本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分“重计重计算算”及及“重概念重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于数。适用于

2、应用型本科应用型本科及及高职高专高职高专电力类、自动化类、电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。业。第第8章章 磁路和铁芯线圈电路的概念磁路和铁芯线圈电路的概念第一节、磁路的主要物理量和基本性质第一节、磁路的主要物理量和基本性质第二节、铁磁材料的磁化曲线及其分类第二节、铁磁材料的磁化曲线及其分类第三节、磁路定律及磁路、电路的比较第三节、磁路定律及磁路、电路的比较第四节、交流磁路中电压、磁通及电流间的关系第四节、交流磁路中电压、磁通及电流间的关系第五节、第五节、交流铁心线圈的电路模型交流铁心线圈的电路模型8.4 交流

3、磁路中电压、磁通及电流间的关系交流磁路中电压、磁通及电流间的关系 直流磁路中，电流不发生变化，磁通是恒定不变的，线直流磁路中，电流不发生变化，磁通是恒定不变的，线圈及铁心中无感应电动势，当线圈电压给定时，其电流仅圈及铁心中无感应电动势，当线圈电压给定时，其电流仅决定于线圈的电阻，与磁路的状态无关，磁通在铁心中无决定于线圈的电阻，与磁路的状态无关，磁通在铁心中无功率损耗。功率损耗。交流磁路中，电流和磁通都是交变的，线圈及交流磁路中，电流和磁通都是交变的，线圈及铁心中均存在感应电动势，电路中的电流、电压要受磁路铁心中均存在感应电动势，电路中的电流、电压要受磁路影响，铁心中有磁滞损耗、涡流损耗，比直

4、流磁路复杂。影响，铁心中有磁滞损耗、涡流损耗，比直流磁路复杂。8.4.1 交流铁心线圈电压与磁通的关系交流铁心线圈电压与磁通的关系 图示铁心线圈由交流电压源供电，忽略漏磁通、忽略图示铁心线圈由交流电压源供电，忽略漏磁通、忽略磁损耗，设线圈中主磁通为磁损耗，设线圈中主磁通为 sinm 线圈的感应电动势总是要阻碍磁通随时间变化，则线圈的感应电动势总是要阻碍磁通随时间变化，则mmmmdd(sin)cosdd 2sin(90)sin(90)ueNNtNtttfNtEt 电压超前电压超前磁通磁通90度度感应电动势感应电动势 的有效值的有效值 电压电压有效值有效值 24.4422mmmEfNEfN4.44

5、4.44 mmUEfNfNB S mmmmdd(sin)cosdd 2sin(90)sin(90)ueNNtNtttfNtEt 表明：当频率当频率f、线圈匝数、线圈匝数N一定时，线圈电压一定时，线圈电压的有效值与磁通的最大值成正比，与磁路的状态无的有效值与磁通的最大值成正比，与磁路的状态无关；供电电压的有效值不变，则主磁通的最大值不关；供电电压的有效值不变，则主磁通的最大值不变；电压为正弦波时，磁通也为正弦波。变；电压为正弦波时，磁通也为正弦波。8.4.2 正弦电压作用下磁化电流的波形正弦电压作用下磁化电流的波形 i c点为点为 曲线的曲线的磁饱和点，进入磁饱和后，磁饱和点，进入磁饱和后，电流

6、增长很多才能换取磁通电流增长很多才能换取磁通少许的增长。少许的增长。交流铁心线圈若进入了磁饱和，电压和磁交流铁心线圈若进入了磁饱和，电压和磁通虽然同为正弦波，而电流却畸变成尖顶波。通虽然同为正弦波，而电流却畸变成尖顶波。波形畸变由曲线的非线性引起，波形畸变由曲线的非线性引起，其实质是铁心的磁饱和。其实质是铁心的磁饱和。尖顶波的电流中含尖顶波的电流中含有明显的三次谐波成分，有明显的三次谐波成分，磁饱和越深畸变越严重。磁饱和越深畸变越严重。将尖顶波的磁化电流分解为基波成分及三次谐波成分，则将尖顶波的磁化电流分解为基波成分及三次谐波成分，则13()sinsin(3180)mmi tItIt此时的电压

7、为此时的电压为 msin(90)uUt该电流不消耗有功功率，其作用仅是产生磁通，称为磁化电流。该电流不消耗有功功率，其作用仅是产生磁通，称为磁化电流。若电流为正弦波，磁饱和则使磁通变为平顶波，电压若电流为正弦波，磁饱和则使磁通变为平顶波，电压为尖顶波。为尖顶波。如果考虑磁损耗，波形畸变会加剧。如果考虑磁损耗，波形畸变会加剧。8.4.3 交流铁心线圈的磁滞损耗交流铁心线圈的磁滞损耗hP 由于铁心的磁滞作用，在反复交变磁化的过程中，磁由于铁心的磁滞作用，在反复交变磁化的过程中，磁材料中的磁畴反复转向，相互摩擦产生磁滞损耗材料中的磁畴反复转向，相互摩擦产生磁滞损耗 。磁。磁滞损耗正比于交变磁化的频率

8、、铁心体积和磁滞回线所包滞损耗正比于交变磁化的频率、铁心体积和磁滞回线所包围的面积。可用下列经验公式计算：围的面积。可用下列经验公式计算：nhhmPfB V8.4.4 交流铁心线圈的涡流损耗交流铁心线圈的涡流损耗eP 铁心本身是电流的导体，交变磁通会在铁心中产生铁心本身是电流的导体，交变磁通会在铁心中产生感应电动势，使铁心中产生旋涡状的感应电流（涡流），感应电动势，使铁心中产生旋涡状的感应电流（涡流），引起涡流损耗引起涡流损耗 。涡流损耗可用下列涡流损耗可用下列 经验公式计算经验公式计算：22eemPf B V 磁滞、涡流损耗统称为铁损磁滞、涡流损耗统称为铁损PFe 。为了减小涡流损耗，铁心由绝缘漆浸润过的硅钢薄片为了减小涡流损耗，铁心由绝缘漆浸润过的硅钢薄片叠装而成，浸漆可阻断涡流的流通路径，硅钢片的叠装方叠装而成，浸漆可阻断涡流的流通路径，硅钢片的叠装方向使硅钢片平面与磁感线平行，硅钢片是导电率较低而向使硅钢片平面与磁感线平行，硅钢片是导电率较低而值较大的软磁材料。值较大的软磁材料。=4.444.44mmUfNfNB S2200.00135Wb4.444.44 50 733mUfN-40.001351.04T13 10mmBSp66 例例85