电机学学习指导 第一章磁路 代表功率损耗 ◇自然界存在着良好的对电流绝缘的材料,但尚未发现对磁通绝缘的材料。磁路中没有“断路” 的情况,即不存在有磁动势而无磁通的现象。 ◇空气也是导磁的,磁路中存在着漏磁的现象。 ◇含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。一般地,磁路问题是非线性问题,磁阻的概念和磁路 欧姆定律只有在磁路中各段的材料都是线性的或可以作为线性处理时才能适用。在精确的磁路 计算中不用磁阻和磁路欧姆定律,而是直接用全电流定律和各段材料的B-H曲线 1-3在图1-1为一矩形铁心构成的磁路,两线圈分别接在直流电 源上,并已知l1、l2、M1、N2,请回答下列问题 ①总磁动势是多少?回路l上的磁压降是多少? ②若l反向,总磁动势是多少?回路l上的磁压降是多少? ③若在a、b处切开形成一空气隙,总磁动势是多少?此时回 路l上的磁压降主要在铁心中还是气隙中? ④比较①、③两种情况下铁心中B和H的大小 ③比较第③种情况下铁心和气隙中B和H的大小。 答:①总磁动势为F=|N1-N2 ②h2反向后总磁动势为F=N11+N2l2 ③总磁动势同第①种情况。由于气隙中的磁阻较大,磁压降主要在气隙中。 ④在第③种情况下,由于磁路中存在气隙,磁路的磁阻比第①种情况下大,而磁动势没变,所 以磁通减小,铁心中的B和H都比第①种情况下的小 ⑤根据磁通连续性原理,当忽略气隙在边缘效应时,铁心和气隙中的B相等,而气隙的磁导率 比铁心小,所以气隙中的H大。 1-4图1-2所示为一个由DR530硅钢片叠成的环形磁路,其平均半径 r=10cm,横截面积A=5cm2,其上绕有一个匝数№=100的线圈。请回答 下列问题:①设磁路中磁通φ=5×10Wb,求此时磁场强度H为多大? 在线圈中需要通入多大在电流?②当磁路中的磁通为1×10-Wb时,磁 场强度为多大?需要在线圈中通入多大的电流?③若在该环形磁路上 开一气隙δ=1cm,且磁路中磁通φ=5×10-Wb时,需要在线圈中通入 多大的电流(不考虑边缘效应)? B==5×10 图1-2 A5×10- 1.0(T) 查DR530硅钢片在基本磁化曲线,得H=4×102A/m 此时需要在线圈中通入的电流为 HH.2m44×102×2×3.14×10×10-2 =276(A) ②当=1×103Wb时,B=20T,查DR530硅钢片在基本磁化曲线,得H=21×104A/m 此时线圈中应通入电流 H_21×10°×2×3.14 =13188(A) 100 ③由第一问已知磁路中B=1.0T,铁心中磁场强度H=44×102A/m。气隙中磁场强度为电机学学习指导 第一章 磁路 代表功率损耗。 自然界存在着良好的对电流绝缘的材料，但尚未发现对磁通绝缘的材料。磁路中没有“断路” 的情况，即不存在有磁动势而无磁通的现象。 空气也是导磁的，磁路中存在着漏磁的现象。 含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。一般地，磁路问题是非线性问题，磁阻的概念和磁路 欧姆定律只有在磁路中各段的材料都是线性的或可以作为线性处理时才能适用。在精确的磁路 计算中不用磁阻和磁路欧姆定律，而是直接用全电流定律和各段材料的 B-H 曲线。 1-3 在图 1-1 为一矩形铁心构成的磁路，两线圈分别接在直流电 源上，并已知 I1、I2、N1、N2，请回答下列问题： a b l N1 N2 I1 I2 ① 总磁动势是多少？回路 l 上的磁压降是多少？ ② 若 I2 反向，总磁动势是多少？回路 l 上的磁压降是多少？ ③ 若在 a、b 处切开形成一空气隙，总磁动势是多少？此时回 路 l 上的磁压降主要在铁心中还是气隙中？ ④ 比较①、③两种情况下铁心中 B 和 H 的大小。 ⑤ 比较第③种情况下铁心和气隙中 B 和 H 的大小。 答：①总磁动势为 图 1-1 1 1 2 2 F = N I − N I 。 ②I2 反向后总磁动势为 F = N1 I1 + N2 I 2 。 ③总磁动势同第①种情况。由于气隙中的磁阻较大，磁压降主要在气隙中。 ④在第③种情况下，由于磁路中存在气隙，磁路的磁阻比第①种情况下大，而磁动势没变，所 以磁通减小，铁心中的 B 和 H 都比第①种情况下的小。 ⑤根据磁通连续性原理，当忽略气隙在边缘效应时，铁心和气隙中的 B 相等，而气隙的磁导率 比铁心小，所以气隙中的 H 大。 r N 1-4 图 1-2 所示为一个由 DR530 硅钢片叠成的环形磁路，其平均半径 r=10cm，横截面积 A=5cm 2 ，其上绕有一个匝数 N=100 的线圈。请回答 下列问题：①设磁路中磁通Φ=5×10-4Wb，求此时磁场强度 H 为多大？ 在线圈中需要通入多大在电流？②当磁路中的磁通为 1×10-3Wb 时，磁 场强度为多大？需要在线圈中通入多大的电流？③若在该环形磁路上 开一气隙δ=1cm，且磁路中磁通Φ=5×10-4Wb 时，需要在线圈中通入 多大的电流（不考虑边缘效应）？ 图 1-2 解：① 1.0 5 10 5 10 4 4 = × × = = − − A B φ （T） 查 DR530 硅钢片在基本磁化曲线，得 H=4.4×102 A/m 此时需要在线圈中通入的电流为 2.76 100 2 4.4 10 2 3.14 10 10 2 2 = × × × × × = ⋅ = = − N H r N Hl I π （A） ②当Φ=1×10-3Wb 时，B=2.0T，查 DR530 硅钢片在基本磁化曲线，得 H=2.1×104 A/m 此时线圈中应通入电流 131.88 100 2.1 10 2 3.14 10 10 4 2 = × × × × × = = − N Hl I （A） ③由第一问已知磁路中 B=1.0T，铁心中磁场强度 H=4.4×102 A/m。气隙中磁场强度为 -4-