1/2372/237663/2371.11.1电磁转矩电磁转矩1.21.2直、交流电机电磁转矩直、交流电机电磁转矩1.31.3空间矢量空间矢量1.41.4矢量控制矢量控制4/2371.11.11.1.1磁场与磁能主磁路由铁芯磁路和气隙磁路串联构成，两段磁路的断面面积均为S。假设外加电压和电流为任意波形。5/237流入线圈时，便会在铁芯内产生磁场。式中，H为磁场强度；i为该闭合回线闭合回线中，取铁芯断面的中心线为闭合回线，环行方向为顺时针方处处相等，方向与积分路径一致，气隙内H亦如此。于是，有为铁芯磁路的长度；δ为气隙长度。7/237δ为磁压降，式(1-2)表明线圈A提供的磁动势f将消耗在铁芯和气隙磁压降中。此时，f相当于产生磁场H的“源”，类似于电路中的电动势。8/237Fe为磁导率；μ电机中常用的铁磁材料的磁导率μFe约是线倍。空气磁导率与线铁磁材料的磁导率是非线性的，通常将)关系曲线所示。可以看出，达到一定值时，随着H增加越来越慢，这种现象称为饱和。图1-3铁磁材料的磁化曲线mA称为铁芯磁路主磁通;称为气隙磁通；11/237由于磁通具有连续性，显然有，υmA称为铁芯和气隙磁压降。12/237通常，将式(1-7)称为磁路的欧姆定律。串联磁路的模拟电路可用图1-4表示。图1-4串联磁路的模拟电路13/237由于μFe尽管铁芯磁路长度比气隙磁路长得多，气隙磁路磁阻还是要远大于铁芯磁路的磁阻。对于这个具有气隙的串联磁路，总磁阻将取决于气隙磁路的磁阻，磁动势大部分将消耗在气隙的磁压降内。在很多情况下，为了问题分析的简化，可将铁芯磁路的磁阻忽略不计，此时磁动势f(1-8c)16/237因为主磁通υmA是穿过气隙后而闭合的，它提供了气隙磁通，所以又将υmA称为励磁磁通。mAmA(1-10)17/237定义线圈A的励磁电感LmAmAmAmA表征了线圈A单位电流产生磁链

　　mA的能力。对于图1-1所示的具体磁路，又将LmA称为线圈A的励磁电感。mA的大小与线圈A的匝数二次方成正比，与串联磁路的总磁导成正比。18/237由于总磁导与铁芯磁路的饱和程度(μFe值)有关，因此LmA是个与励磁电流i若将铁芯磁路的磁阻忽略不计(μFe作用下，还会产生没有穿过气隙，主要经由铁芯外空气磁路而闭合的磁场，称之为漏磁场。19/237近乎为常值，且在数值上远小于LmAAA是线圈A中电流i产生的磁场链过自身线圈的磁链，称为自感磁链。定义mAmA两部分构成。21/237这样，通过电感就将线圈A产生磁链的能力表现为一个集中参数。电感是非常重要的参数。磁场能量分布在磁场所在的整个空间，单位体积内的磁能w在一定磁感应强度下，介质的磁导率μ越大，磁场的储能密度就越小，否则相反。(1-15)22/237对于图1-1所示的电磁装置，九游会 J9官方网站由于μFe此，当铁芯的磁感应强度由零开始上升时，九游会 J9官方网站大部分磁场能量将储存在气隙中；当磁感应强度减小时，这部分磁能将随之从气隙中释放出来。铁芯磁路的磁能密度很低，铁芯储能常可忽略不计，此时则有为气隙体积。23/237变化时，磁链

　　AA将发生变化。根据法拉第电磁感应定律，

　　AA的变化将在线圈A中产生感应电动势eAA。如图1-1所示，若AA的正方向分别υmA和方向之间符合右手螺旋法则，则有dtAAAA根据电路基尔霍夫第二定律，线圈A的电压方程可写为dt(1-18)24/237在时间dt内输入铁芯线圈A的净电能dWeAA若忽略漏磁场，则有AA(1-19)mA在没有任何机械运动情况下，由电源输入的净电能将全部变成磁场能量的增量dW，于是mA(1-20)25/237当磁通是从0增长到υmA时，相应地线增长到

　　mA，则磁场能量W式(1-21)是线圈A励磁的能量公式，此式考虑了铁芯磁路和气隙磁路内总的磁场储能。(1-21)26/237若磁路的

　　—i曲线所示，面积OabO就代表了磁路的磁场能量，将其称为磁能。图1-5所示，磁路的

　　—i曲线中，磁共能可用面积OcaO来表示。显然，在磁路为非线性情况下，磁能和磁共能不相等，磁能和磁共能之和等于mA若忽略铁芯磁路的磁阻，图1-5中的

　　—i曲线此时忽略铁芯磁路磁阻，磁路为线性，故可以采用叠加原理，分别由磁动势f计算出各自产生的磁通。同线圈A一样，可以求出线圈B产生的磁通υmB分别为线圈B的漏电感、励磁电感和自感。且有LmB30/237线圈B产生的磁通同时要与线圈A交链，同样，线圈A产生的磁通同时要与线圈B交链。mB全部与线圈A交链，故电流i在线圈A中产生的互感磁链

　　mAB定义线圈B对线圈A的互感LABmBmBmABmABAB(1-29)31/237同理，定义线圈A对线圈B的互感LABmBABA由式(1-30)和式(1-32)，可知，线圈A和线圈B的互感相等，即BAAB方向同为正时，两者产生的励磁磁场方向一致，因此两线圈互感为正值，若改变的i正方向，或者改变其中一个线圈的绕向，则两者的互感便成为负值。，则有LmA两线圈不仅励磁电感相等，而且励磁电感与互感也相等。33/237(1-34)(1-33)di(1-35)(1-36)34/237在时间dt内，由外部电源输入铁芯线圈A和B的净电能dW将全部转化为磁场能量的增量，即有(1-39)35/237J9九游会登录入口首页J9九游会登录入口首页