电机拖动基础—绪论

课程笔记源b站YSU肖莹和伞国成老师课程

通用物理概念和定律

磁感应强度B

磁场：电流在其周围会产生磁场。“电生磁”

磁感应强度：磁通密度B。描述磁场强弱以及方向的物理量，矢量。

磁力线：无头无尾的闭合曲线
 

磁通Ø

磁通：

在均匀磁场中：

 均匀磁场：磁力线稀密一致，方向相同

磁通/磁密/面积

磁场强度H

磁场强度H

安培环路定律

安培环路定律：

在磁场中，沿任何一个闭合磁回路的磁场强度线积分=该回路所环链的所有电流的代数和

电流的方向与积分路径方向符合右手螺旋定律→电流为正，反之为负

为了简化计算，把磁路分成若干段，每一段都看成均匀磁场，每一段的磁场强度H为常数

分类

磁性材料和非磁性材料

按照磁导率大小分；

非磁性材料：

磁性材料：

软磁硬磁矩磁

按照磁滞回线的不同：

软磁材料：电机铁芯

硬磁材料：永磁体

矩磁材料：计算机的记忆单元

铁磁材料的磁化特性

（1）高导磁性

在外磁场的作用下，磁畴顺着外磁场方向转向，排列整齐，显示出磁性。

（2）原始磁化曲线（非线性和饱和性）

当外磁场比较小的时候，拉力很小，只磁化了部分磁畴。

oa：起始段，μ小，B随着H的增加比较慢

ab：线性段，μ迅速增大，B-H线性关系

bc：饱和区，μ变小至μ0，B基本不变

cd：直线区，磁导率μ近似为真空磁导率μ0

a是跗点；b是膝点；c是饱和点，过饱和点c，铁磁材料磁导率趋近μ0。

B=μ×H：μ是变化的，刚开始μ比较大，随着外磁场H的增加，B增加很快，μ也增加很快；但是随着B的增加逐渐饱和，B过度饱和，μ变到和μ0差不多的地方。

磁化曲线非线性和饱和性

（3）磁滞性

当我们的磁路被交变磁化（交变电流）的时候，就有一个磁滞回线，铁心受到交变磁化，得到的B-H曲线不是单值的，而是具有磁滞回线的特点。

B的变化滞后于H的变化，即磁滞现象。

当铁磁材料的磁滞回线较窄时，可以用它的平均磁化曲线，即基本磁化曲线来进行计算

铁心损耗

磁滞损耗：

涡流损耗：

                 导磁体也是导电体，只要磁通发生交变时，就会产生感应电动势，对应于铁芯中某两个点存在电势差，将有电流流过，形成一个涡流。

铁心损耗：

               Bm：变磁化的最大磁密

简单磁路的计算方法

磁路的欧姆定律：

                           

基尔霍夫第一定律

任一封闭面内，磁通的代数和为0

穿入任一封闭面内的磁通量=穿出此封闭面内的磁通量

基尔霍夫第二定律

安培力定律

电流导体在磁场中的安培力

在磁场中的载流导体将受到电磁力的作用，电磁力是由磁场和电流相互作用而产生的，即“电磁生力”

当均匀磁场和载流导体互相垂直时，则电磁力大小：

                                         

                                         

如何改变电磁力的方向？

答： 改变电流/磁场的方向。但是同时改变是不变的。

电磁感应定律

变化的磁场会产生电场，使得导体中产生感应电动势，这就是电磁感应现象。

切割电动势：

        导体与磁场内有相对运动，导体切割磁力线，导体内产生感应电动势，称为切割电动势

大小：

         

如何改变电动势的方向？

 答：改变运动方向/磁场方向

         不能两个同时改变

电磁转矩的产生

小结

总结：电生磁，磁变生电，电磁生力

（1）有电流必定产生磁场，即“电生磁”

         方向由右手螺旋定则确定，大小符合全电流定律

（2）磁场变化时在导体或者线圈中产生感应电动势，即“磁变生电”。

         分变压器电动势与切割电动势。

（3）载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力”

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