老张谈电机NO12磁场完结篇基本概

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本篇文章,老张决定结束磁场的部分。虽然磁场方面,对于一个电机工程师来说,还需要学习的地方有很多,例如磁路的分析与计算等。不过老张,本着“用外行的角度看内行”的想法,其实对于绝大多数人来说,能了解和吸收我上两篇文章的普及与结论,足矣。那么本篇文章,老张会进行一个高度性的概括和总结,大家也只需要对其有基础的概念即可,如有兴趣,可以自行了解。

在微型电机的工程分析和设计中,通常我们会将比较复杂的电磁问题进行简化。同时,采用等效磁路与等效电路的方法进行分析计算。

磁路一般分为直流磁路和交流磁路。用来激励磁通的载流线圈被称之为励磁线圈(绕组),励磁线圈中的电流被称之为励磁电流。若为直流,磁路中的磁通为恒定,不随时间而变化,也被称之为直流磁路。反之,则是交流磁路。一般直流电机的磁路都是直流磁路。

对于永磁电机,励磁为永磁体,永磁体可以等效为具有恒定电流的励磁线圈,因此永磁电机的主磁路通常也被认为是直流磁路。

这里老张觉得没有必要再把全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一/第二定律拿出来再“说教”大家一回,有兴趣的同学也可以查找相关资料。在这里,老张给大家展示一张电路和磁路的类比关系,方便大家理解。

l导体的电阻率在一定温度下为常数,一般可认为电阻为常数,可以应用叠加原理。铁磁材料的导磁率不是常数,所以磁阻也不是常数,故不能采用叠加原理,只有当磁路不饱和时才可以使用。

l在电路中,可以有电动势但无电流。在磁路中,只要有磁动势,就必须有磁通存在。同理,在电场中可以有单独的正负电荷存在,在磁场中,没有磁荷,有磁场就必有N、S极。

l电路中,只要有电流,电阻就有损耗。磁路中,有磁通却不一定有损耗。

在设计永磁电机的时候,要充分利用永磁材料,缩小永磁体体积以便缩小电机尺寸,所以应该力求最小的永磁体体积在气隙中建立具有最大磁能的磁场。

最大磁能的永磁体最佳工作点需要被考虑,同样最大有效磁能的永磁体最佳工作点也需要被考虑,因为永磁电机中存在有漏磁通。

当然,特殊情况特殊分析。老张还是那句话,没有最好的电机,只有最适合你的电机。电机科技改变生活方式,我是老张,咱们下期再见。

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