磁路及其剖析办法

2017-05-09 09:38分类：电工基础知识阅读：

1、磁场的底子物理量

在变压器、电机、电磁铁等电工设备中常用磁性资料做成必定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或别的物质的磁导率高得多，因而铁心线圈中电流发作的磁通绝大有些经过铁心而闭合。这种磁通的闭合途径，称为磁路。图1和图2别离标明四极直流电机和沟通触摸器的磁路。磁通经过铁心(磁路的首要有些)和空气隙(有的磁路中没有空气隙)而闭合。


图1直流电机的磁路	图2沟通触摸器的磁路

磁路疑问也是局限于必定途径内的磁场疑问。磁场的特性可用下列几个底子物理量来标明。

(1) 磁感应强度

磁感应强度B是标明磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。它是一个矢量。它与电流(电流发作磁场)之间的方向联络可用右手螺旋定则来判定。

假如磁场内各点的磁感应强度的巨细持平，方向一样，这么的磁场则称为均匀磁场。

(2) 磁通

磁感应强度B(假如不是均匀磁场，则取B的均匀值)与笔直于磁场方向的面积S的乘积，称为该面积的磁通Φ，即

或　　　(1)

由上式可见，磁感应强度在数值上能够看变成与磁场方向笔直的单位面积所经过的磁通，故称为磁通密度。

依据电磁感应规则的公式

可知，磁通的单位是伏秒(V·s)，一般称为韦[伯](Wb)。

磁感应强度的单位是特[斯拉](T)，特[斯拉]也即是韦[伯]每平方米(Wb/)。

(3) 磁场强度

磁场强度H是核算磁场时所引证的一个物理量，也是矢量，经过它来判定磁场与电流之间的联络。

磁场强度的单位是安[培]每米(A/m)。

(4) 磁导率

磁导率μ是一个用来标明磁场媒质磁性的物理量，也即是用来衡量物质导磁才干的物理量。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即

　　　(2)

磁导率μ的单位是亨[利]每米(H/m)。即

式中的欧秒()又称亨[利](H)，是电感的单位。

由实验测出，真空的磁导率

因为这是一个常数，所以将别的物质的磁导率和它去比照是很便当的。

恣意一种物质的磁导率μ和真空的磁导率μ0的比值，称为该物质的相对磁导率μr，即

　　　(3)

1.2 磁性资料的磁功用

剖析磁路首要要了解磁性资料的磁功用。磁性资料首要是指铁、钴、镍及其合金，常用的几种列在表1中。它们具有下列磁功用。

(1) 高导磁性

磁性资料的磁导率很高，μr>>1，可达数百、数千、甚至数万之值。这就使它们具有被激烈磁化(出现磁性)的特性。

因为高导磁性，在具有铁心的线圈中通入不大的鼓励电流，便可发作满意大的磁通和磁感应强度。这就处理了既要磁通大，又要鼓励电流小的敌对。运用优异的磁性资料可使同一种容量的电机的分量和体积大大减轻和减小。

表1常用磁性资料的最大相对磁导率、剩磁及矫顽磁力

资料称号
铸铁	200	0.475~0.500	800~十40
硅钢片	8000~十000	0.800~1.200	32~64
坡莫合金(78.8%Ni)	20000~200000	1.十0~1.400	4~24
碳钢(0.45%C)		0.800~1.十0	2400~3200
铁镍铝钴合金		1.十0~1.350	4000~52000
稀土钴		0.600~1.000	320000~690000
稀土钕铁硼		1.十0~1.300	600000~900000

(2) 磁饱满性

将磁性资料放入磁场强度为H的磁场(常为线圈的励磁电流发作)内，会遭到激烈的磁化，其磁化曲线(B-H曲线)如图3.3所示。开端时，B与H近于成正比地添加。然后，跟着H的添加，B的添加缓慢下来，终究趋于磁饱满。

磁性物质的磁导率，因为B与H不成正比，所以μ不是常数，随H而变(图3)。

因为磁通Φ与B成正比，发作磁通的励磁电流I与H 成正比，因而存在磁性物质的情况下，Φ与I也不成正比。

(3) 磁滞性

当铁心线圈中通有沟通电时，铁心就会遭到交变磁化。在电流改动时，磁感应强度B随磁场强度H而改动的联络如图4所示。有图可见，当H已减到零时，B并未回到零值。这种磁感应强度滞后于磁场强度改动的性质称为磁性物质的磁滞性。图4所示的曲线也即是磁滞回线。

当线圈中电流减到零值(即H=0)时，铁心在磁化时所取得的磁性还未彻底不见。这时铁心中所保存的磁感应强度称为剩磁感应强度(剩磁)，在图4中即为纵坐标O-2和O-5，持久磁铁的磁性即是由剩磁发作的。但对剩磁也要一分为二，有时它是有害的。例如，当工件在平面磨床上加工结束后，因为电磁吸盘有剩磁还将工件吸住。为此，要通入反向去磁电流，去掉剩磁，才干将工件取下。再如有些工件(如轴承)在平面磨床上加工后得到的剩磁也有必要去掉。