《电路分析》-吴安岚-电子教案 8.4

电路分析,主编 吴安岚 副主编 智贵连 编写组 ： 吴安岚 智贵连 姬昌利 李博森 中国水利水电出版社 2009、9、版,内容简介 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 “重计算”及“重概念”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数。适用于应用型本科及高职高专电力类、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业。,第8章 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 第四节、交流磁路中电压、磁通及电流间的关系 第五节、 交流铁心线圈的电路模型,8.4 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 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 功率损耗。 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 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,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,线圈的感应电动势总是要阻碍磁通随时间变化，则,电压超前 磁通90度,感应电动势 的有效值,电压 有效值,表明：当频率f、线圈匝数N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。,8.4.2 正弦电压作用下磁化电流的波形,c点为 曲线的磁饱和点，进入磁饱和后，电流增长很多才能换取磁通少许的增长。,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。,波形畸变由曲线的非线性引起， 其实质是铁心的磁饱和。,尖顶波的电流中含有明显的三次谐波成分，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,此时的电压为,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，电压为尖顶波。 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,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 。磁 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：,8.4.4 交流铁心线圈的涡流损耗,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），引起涡流损耗 。,涡流损耗可用下列 经验公式计算：,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值较大的软磁材料。,p66 例85,