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未解决

磁路不同,为什么会影响磁场强度?

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jey0807
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本网技工
  • 2018-11-18 14:00:44
10问答币
对于相同的磁芯材料,相同的匝数和电流,选取不同的环路,使用安培环路定律时求解的磁场强度为什么不一样呢?是不是有哪一点我没有考虑到?谢谢各位大牛的指点。 222.jpg
jey0807
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本网技工
  • 2018-11-18 14:01:38
 
参考的是王成元编写的《现代电机控制技术》第一章中的内容
nc965
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版主
  • 2018-11-18 17:30:08
 
磁场强度、磁感应强度不是一回事。
jey0807
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本网技工
  • 2018-11-18 19:54:59
 
这里都是使用磁场强度的概念啊?
greendot
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总工程师
  • 2018-11-18 20:10:21
 
不会不一样,气隙的H是大于磁体里的,怎可以忽略?忽略磁体里的H才差不多。
jey0807
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本网技工
  • 2018-11-18 22:05:41
 
是的,我应该是表达错了,假设没有气隙的话??也就是全闭合的磁路。那我采用整个磁路的安培环路定律和采用abcd的安培环路定律得到的结果也不一样啊,整个磁路时,HmLm=NI,而采用abcd时,Hm(cd+da+ab)=NI.
and3518
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初级工程师
  • 2018-11-19 10:18:44
 
公式中L是有效磁路长度,而磁路是闭合的,此例子中有效磁路就是绕磁芯一圈,固定的。不能认为abcd一部分。
greendot
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总工程师
  • 2018-11-19 11:13:43
 
正如7楼所言, abcd时,Hm*(cd+da+ab) + Hbc*bc = NI 才对。
lahoward
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总工程师
  • 2018-11-20 16:36:04
 
ABCD以不适用安培环路定律,BC没有磁通。
greendot
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总工程师
  • 2018-11-20 17:54:59
 
尽管BC的磁通接近零,但BC的H场颇大, 安培定律在任何环路都适用,即便其中一段H等于零。
lahoward
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总工程师
  • 2018-11-26 14:57:15
 
不太理解“BC的H场颇大”,BC什么也没有,怎么会有H场呢?
另外,安培环路定律的前提是闭合磁路,BC 没有磁场怎么适合安培环路定律呢?(闭合磁路绕铁芯一圈)
greendot
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总工程师
  • 2018-11-26 21:22:33
 
"BC什么也没有" ---其实 BC 什么都有。即使BC什么也没有,也不妨碍它是闭环的一部分。你随便在空气中画一个环,安培定律都适用。



nc965
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版主
  • 2018-11-26 22:49:39
 
没有空气,安培环路也适用
lahoward
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总工程师
  • 2018-11-27 14:46:05
 
这个说法显然是不对的:“随便在空气中画一个环,安培定律都适用”。


BC有什么?没磁场,没磁力线,与安培定律何干?


举例如下,摘自教科书
mag.jpg

这个说得很清楚了,BC什么也没有。




joezzhang
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副总工程师
  • 2018-11-27 16:49:17
 
中英文阅读理解都还须加强
and3518
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初级工程师
  • 2018-11-27 17:30:37
 
上面教科书的安培定律,有前提条件,即螺旋管电流无限长,如果不是,不适用。安培定律使用范围抄书如下。

利用安培环路定理求磁场的适用范围:在磁场中能否找到上述的环路,取决于该磁场分布的对称性,而磁场分布的对称性又来源于电流分布的对称性。因此,只有下述几种电流的磁场,才能够利用安培环路定理求解。
1.电流的分布具有无限长轴对称性
2.电流的分布具有无限大面对称性
3.各种圆环形均匀密绕螺绕环
利用安培环路定理求磁场的基本步骤
1.首先用磁场叠加原理对载流体的磁场作对称性分析;
2.根据磁场的对称性和特征,选择适当形状的环路;
3.利用公式求磁感强度。


lahoward
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总工程师
  • 2018-11-28 07:56:35
 
不要只是抄书,要理解。
and3518
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初级工程师
  • 2018-11-28 13:16:39
 
我的理解如下,不对之处请指教。

你举例的安培定律计算公式,前提条件是螺旋管无限长。
但楼主的例子,线圈不是无限长,所以不能用安培定律公式计算。

应按以下公式计算。Le是测试样品的有效磁路长度,即样品铁芯的磁路长度。
磁场强度的计算公式:H = N × I / Le
式中:H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位位A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。

lahoward
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总工程师
  • 2018-11-28 14:17:40
 
你一定没有理解我这个例子说明什么问题。

另外你写的这个公式和楼主写的安培环路公式有何区别?楼主想求的是什么问题你是否清楚?你这个Le是什么长度?
and3518
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初级工程师
  • 2018-11-28 15:15:15
 
你的例子可以再解释一下想说明什么问题吗? 我确实没有理解,楼主的例子不是无线长的线圈,你给的是无限长的线圈时,适用的公式,前提条件不同。

楼主的公式单看没有问题,但是对公式中的参数中,磁路长度没有找对,所以算出的结果不同。
磁路长度并非是楼主想的线圈的长度(或不是磁路的一部分长度),只有线圈无限长的时候,才可以截断一部分的分析,看成线圈的长度(上面的抄书部分,请再看一下)。
我给的公式的下面对磁路长度的参数,定义很清楚,Le为测试样品的有效磁路长度即样品磁芯的闭合磁路长度。

lahoward
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总工程师
  • 2018-11-29 08:15:12
 
楼主的公式摘自《现代电机控制技术》,如下,你的意思这书是错的?

Ampere.jpg

你写的公式 H = N × I / Le 与楼主写的公式 HL = NI 有何区别?你的意思 HL = NI 是错的?

楼主这个帖子是为了求解什么问题你是否清楚?

and3518
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初级工程师
  • 2018-11-29 09:03:02
 
这个问题,我前面回复过了,没办法,再回复一次。
楼主的公式,单看没有问题,但是计算结果不对,是因为计算时磁路长度选错了。

你上面的公式也很清楚,需要对所有的磁路都要积分,磁路是闭合的。铁芯上(不仅绕线圈部分)都有磁场强度,按例子Lm就是绕铁芯一圈的长度。

如果以上的理解不对,请说明一下。

lahoward
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总工程师
  • 2018-11-29 09:17:22
 
书上说这是安培环路定律,你说这不符合安培环路定律,因此请问:


  • 你写的公式 H = N × I / Le 与楼主写的公式 HL = NI 有何区别?你的意思 HL = NI 是错的?


什么是单看没问题?单看什么?

你觉得楼主这个帖子是为了求解什么问题呢?
and3518
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初级工程师
  • 2018-11-29 09:52:28
 
经这么一说我不明白楼主的问题了,你能否说明一下楼主问的问题是什么问题吗?
呆头鹅
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副总工程师
  • 2018-11-29 13:33:20
 
磁力线是闭合的,外面怎会没有磁场
lahoward
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总工程师
  • 2018-11-29 15:10:15
 
书上说没有你说有,不是书错就是你错。
呆头鹅
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副总工程师
  • 2018-11-29 15:26:01
 
同意。直线型螺旋线圈有外磁场。闭合螺旋线圈没有外磁场。与是否无限长无关
joezzhang
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副总工程师
  • 2018-11-26 22:57:31
 
要是磁路都这么听话,只在铁心里跑,那辐射干扰基本不用担心了
lahoward
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总工程师
  • 2018-11-27 09:16:52
 
磁路在铁芯中跑那是肯定的,所谓干扰之类的那是泄漏,忽略不计,与本主题没有什么关系。
joezzhang
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副总工程师
  • 2018-11-27 16:47:34
 
各有理解。

条条大路通罗马,多数人走高速,不代表走国道的就可以忽略。

无气隙也就几百到两万左右的差距,加了气隙分流更多。
lahoward
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总工程师
  • 2018-11-27 17:19:31
 
这并非高速与国道的区别,而像是一条水管,水只能在水管里流,水管如有沙眼则会有少量的水泄漏。
greendot
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总工程师
  • 2018-11-28 11:00:55
 
bc段是不是什么都没有? 实在可以利用安培定律算出bc段的H场。
看图: 205.jpg

考虑蓝红闭环befc,因为环里没电流穿过,所以蓝段的HL乘积+红段HL乘积=0,即HL(蓝)= - HL(红)
得 Hbc= -Hm*红线长/蓝线长。(这里有假设和近似)可见bc段的H不仅有,而且比磁芯里的还要强。



deep_thought
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副总工程师
  • 2018-11-29 08:52:25
 
了解。这个很类似于基尔霍夫定律之一--任意回路电动势与电压降总和为零。
greendot
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总工程师
  • 2018-11-29 11:08:12
 
可以这样类比拟。
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-4 09:07:37
 
大师说 bc段的H不仅有,而且比磁芯里的还要强” ,这真让我大跌眼镜。再看一遍文档载录:

mg.jpg
greendot
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总工程师
  • 2018-12-4 11:22:16
 
我可没跌眼镜,阁下 flux 和 H 是傻傻分不清的。
joezzhang
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副总工程师
  • 2018-12-4 18:33:50
 
受教了。我理解的是就算flux density也不为0;倒没有考虑到计算field strength。确实H更高

所以我建议他加强中英文阅读理解
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-5 08:15:03
 
楼上吹捧一下G大师,然后G大师笑纳,有意思。

本人英文阅读能力不强,让两位见笑了。

说什么H更高确定不是在说笑话?
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-6 08:16:20
 
虚心接受你的建议,需要加强中英文阅读理解。


对46楼G大师的计算有何评论?赞美几句?以便G大师笑纳。或者虽有不同见解但碍于G大师的面子不便发表?
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-5 08:16:03
 
大师再次让我大跌眼镜。
greendot
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总工程师
  • 2018-12-5 12:18:04
 
再讲多次,22楼的例子里,尽管bc处的B很小(比起磁芯里的),但bc的H比磁芯里的大,用安培定律已证明了。
如果你认为不是这样,请拿出你的反驳论证来。
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-5 12:34:21
 
你用 “什么安培定律已证明了” 呢?B小、Lux没有,BC的 H 比磁芯中的 H 还要大?H和B和Lux还能分开?你让我证明,没有的东西怎么证明?你指着地上说有块砖我说没有砖,你让我证明没有砖我怎么证明?
greendot
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总工程师
  • 2018-12-5 12:43:24
 
1. 所以证明了你不懂安培定律,
2. 好比在一个线路里,其中有2个电阻,一个通过的电流小,另一个大,能说电流小的那个上的压降一定比另一个小吗?
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-5 13:07:11
 
好吧,我不懂安培定律。

大师再仔细研究研究,过几年想通了,我们再继续讨论。
deep_thought
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  • 2018-12-5 13:33:51
 
大师,把你的观点量化,把计算过程摆出来,就一目了然了,哈哈。
greendot
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总工程师
  • 2018-12-5 13:58:27
 
就如22楼的证明,假设磁芯里的Hm是1000A/m ,红线长是蓝线长的2倍,那Hbc = 1000A/m *2 = 2000A/m > Hm。
磁芯里的磁密 Bm = μr*μo*1000A/m,bc的Bbc=μo*2000A/m,设μr=2000,那Bbc是Bm的 1/1000。
deep_thought
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副总工程师
  • 2018-12-5 16:13:59
 
是这个道理。我算了一下此时的磁芯磁通密度有3Tesla, 远高于铁氧体磁芯的饱和值。所以,实际磁芯里的磁场强度一般不会有1000A/m那么高。
greendot
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总工程师
  • 2018-12-5 19:36:31
 
数字是随意的,旨在说明问题。忘了说,Hbc是沿着bc且平行于bc的分量。
deep_thought
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  • 2018-12-6 06:57:50
 
恩。
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-6 08:12:47
 
舅服你,能算出 3 Tesla。
deep_thought
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副总工程师
  • 2018-12-6 08:57:05
 
不是Testa, 是Tesla.
要多读书!
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-6 09:05:27
 
是,谢指教,已改正。又一次服你。顺便问下这3个Tesla是怎么算出来的啊?
deep_thought
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副总工程师
  • 2018-12-6 09:36:04
 
用GD大师的45楼的算式。有问题吗?你算出来多少嘛?
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-6 09:40:41
 
有问题啊,我不会算,G大师的公式是自己发明的吗?
deep_thought
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副总工程师
  • 2018-12-6 10:25:22
 
这个公式,是公认的。教科书有。
不会的话,就说明要加强学习了。不要只满足于做个网络愤青。
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-6 12:58:50
 
三个句号,只有中间那个句号的话是对的。

第一句,说这个公式是公认的,有造谣的嫌疑啊,第三句说我是个网络愤青,那就大错了,我可是竭力和大家一起探讨,共同进步。

顺便问,如果三五天后G大师说自己是错的,你又该如何说呢?
and3518
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初级工程师
  • 2018-12-6 09:35:29
 
铁心外面的磁场更强?能画个磁力线解释吗?
蓝色bc部分多出来的磁力线,形成怎么样的闭合回路?
lahoward
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LV10
总工程师
  • 2018-12-6 09:43:33
 
那位G大师正在紧张的翻书,估计一时三刻不会答复,少则一天,多则三五天。
greendot
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总工程师
  • 2018-12-6 12:54:16
 
指的是H, Field Intensity , 垂直于XY线段的,自己看,这是FEA仿真的结果:
1.jpg 111.jpg


lahoward
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总工程师
  • 2018-12-6 13:07:45
 
大师啊,人家请你画个磁力线,你从天边飘来一片云,还是彩云,还让别人自己看,看什么啊?看七彩吗?
and3518
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初级工程师
  • 2018-12-6 13:30:27
 
强!但这个是空气中的仿真值吧。铁芯内部是多少?没有对比啊。
Y旁边的铁芯上开个气隙,再仿真一下吗? 铁芯的u值设多少?




aa64034f78f0f7363a7019250855b319ebc41303.jpg
greendot
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总工程师
  • 2018-12-6 13:53:41
 
图看不懂? XY线段横过磁芯和空气,右图已显示了,磁芯的H大概700(红色处),小蓝圈处(XY的中点)大概是2200吧。μ=2500。
and3518
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初级工程师
  • 2018-12-6 14:12:47
 

感觉磁芯处的是空气的结果,不是磁芯内部的。
Y处的磁芯开个气隙(缺口),再仿真一下吗?
greendot
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总工程师
  • 2018-12-6 14:55:43
 
明明就是磁芯内部的,仿真数据:安匝20A,磁芯平均长度0.035m,算得H=570A/m,线组处磁芯仿得H=625A/m,大概没错吧。
您不相信这结果,再仿个有气隙的,又有何意义?
and3518
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初级工程师
  • 2018-12-6 15:34:45
 
如果这个结果违背了常理。安匝20A,磁芯又没有气隙,有没有可能磁芯饱和了?
这个仿真,开气隙可以看成反激变压器,我们都知道反激变压器的空气中的磁场最强的就是开气隙的附近,因为磁芯的磁场从这里跑出来。
如果空气中的磁场比磁芯内部还强,变压器用磁芯的意义是什么?

辛苦再仿真一下,开气隙,安匝再小一点。
greendot
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总工程师
  • 2018-12-6 17:31:20
 
没有违背了常理,可能是您的概念不正确。我所仿的磁芯特性都是线型不饱和的。
带气隙的H分布图:

3.jpg 33.jpg


and3518
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初级工程师
  • 2018-12-6 17:58:02
 
我觉得这个结果才是符合的。
气隙部分磁场最强,因为这部分是磁芯内部跑出来的磁场。
空气对磁场不是绝缘,所以有一部分漏磁引起的磁场,但比磁芯内部小很多,因大部分磁场走磁阻小的磁芯内部。
greendot
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总工程师
  • 2018-12-6 18:14:09
 
忘了答您这句 : -  "如果空气中的磁场比磁芯内部还强,变压器用磁芯的意义是什么?"  ----  意义是把磁通(Flux) 限制在磁芯里。



前后两个仿真的结果都是符合理论的,如我所说,您概念不清。
气隙部分磁场最强,因为这部分是磁芯内部跑出来的磁场。...." --- 我就不明所以。
and3518
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初级工程师
  • 2018-12-7 09:21:53
 
是什么原因,会让磁通限制在磁芯内?
磁通和磁场强度无关吗?单位面积一定时,磁通越多不是磁场越强吗?
磁通,磁感应强度,磁场强度虽然会有些不同,但是一定条件下,大小是密切相关的。

如果这些概念上的理解不同,所以我说过,可以画磁力线说明为什么空气的磁场大于磁芯内部,这样比较容易理解,不用纠结概念。
我认为绝大大部分的磁力线要经过磁芯内部的,即您所说的磁通限制在磁芯内。磁芯内部的磁力线是密集的,空气中的磁力线是稀疏的,为什么稀疏的地方磁场强度更大?

第1张图,我怀疑是磁芯饱和了,才能得出那个仿真结果。

greendot
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总工程师
  • 2018-12-7 11:13:12
 
"磁通和磁场强度无关吗?单位面积一定时,磁通越多不是磁场越强吗?" -  有关,不一定是。
“为什么(磁力线)稀疏的地方磁场强度更大?” ---  想想稀疏的是在什么地方 。
(这么简单的答案您自己领会较好,我就不说了)

and3518
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初级工程师
  • 2018-12-7 13:51:24
  • 倒数10
 
"磁通和磁场强度无关吗?单位面积一定时,磁通越多不是磁场越强吗?" -  有关,不一定是。

---磁通是垂直穿过某一横截面的磁力线根数(所有根数),而磁感应强度是单位面积穿过的根数(部分根数)磁感应强度主要表达的是磁力线的疏密,相当于密度。磁感应强度即单位面积的磁通。
磁场强度是磁感应强度的辅助物理量,常用于计算介质中的磁场。磁感应强度计算真空中磁场比较方便。在线性介质中两者是线性关系



“为什么(磁力线)稀疏的地方磁场强度更大?” ---  想想稀疏的是在什么地方 。
(这么简单的答案您自己领会较好,我就不说了)




----磁力线又叫做磁感线,是用以形象地描绘磁场分布的一些曲线。人们将磁力线定义为处处与磁感应强度相切的线,磁感应强度的方向与磁力线方向相同,其大小与磁力线的密度成正比。了解磁力线的基本特点是掌握和分析磁路的的基础。磁力线是人为的假设的曲线。


joezzhang
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副总工程师
  • 2018-12-6 18:39:05
 
磁场是磁场,磁通是磁通。

磁场的单位是A,磁通的单位是Wb。

磁场强度单位是A/m (Oe),磁感应密度的单位是T=Wb/m2 (G)
deep_thought
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副总工程师
  • 2018-12-7 16:32:44
  • 倒数8
 
从图表可以看出,磁芯开了气隙后,磁芯内部的磁场强度接近于零。远小于气隙处的,甚至比其围住的空气中的中点的也远小。
问题:怎么围住的空气部分颜色不是对称形?
and3518
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初级工程师
  • 2018-12-7 16:54:44
  • 倒数7
 
怎么看出来磁芯内部的磁场强度接近于0? 气息部分的强磁场是从哪里来的?
deep_thought
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  • 2018-12-7 17:14:06
  • 倒数5
 
看右边的波形图,文字CORE下面对应的线段幅度是指CORE中的磁场强度。接近零。
一定要分清楚磁场强度和磁通的概念。磁路欧姆定律中的磁通(对应于电路欧姆定律的电流)是连续的,所以磁芯中的磁通等于气隙处的磁通。
但是,磁场强度不是连续的。它正比于磁通密度,反比于磁导率。普通功率铁氧体磁芯的磁导率是空气的2300倍左右。
deep_thought
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  • 2018-12-7 17:37:02
  • 倒数4
 
没事做,备忘一下。磁动势=电流×匝数。
磁阻=长度/(磁导率×面积)。
磁路欧姆定律:磁通=磁动势/磁阻。
安培环路定律:总磁动势=(磁场强度1×长度1+磁场强度2×长度2+。。。)。
磁路基尔霍夫定律:任意磁回路,总磁动势=总磁压降。
磁压降=磁场强度×长度。
磁场强度=磁通密度/磁导率。
磁通密度=磁通/面积。




and3518
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  • 2018-12-7 17:46:25
  • 倒数3
 
了解此例子中磁场是为什么产生的吗? 线圈中有电流,磁场强度为什么0? 按此道理磁芯中的磁场强度与电流无关?
那解释一下,我们电源中的变压器的磁芯为什么会饱和?为什么电流越大时越容易饱和?

lahoward
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  • 2018-12-8 08:39:03
  • 倒数2
 
看看 deep_thought 怎么自圆其说。
deep_thought
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最新回复
  • 2018-12-8 08:46:35
  • 倒数1
 
了解此例子中磁场是为什么产生的吗?---------大师不是说了吗?怎能不了解。


线圈中有电流,磁场强度为什么0? ----------了解电路欧姆定律吧,了解电压降吧,在同一个电流回路中,一个1欧姆电阻与一个100欧姆电阻串联,同时被一个10.1V电动势供电,哪个电压降高?磁压降的原理类似,磁芯磁阻类似于1欧姆电阻,气隙磁阻类似于100电阻。磁芯的磁导率非常高,对磁动势的阻力很小,所以其磁压降也非常小。在固定长度里磁压降小意味着磁场强度也非常小。


按此道理磁芯中的磁场强度与电流无关? --------没人这么说过。

那解释一下,我们电源中的变压器的磁芯为什么会饱和?为什么电流越大时越容易饱和?-------磁芯饱和时因为磁通密度超了,不是因为磁场强度。


也许,让GD大师再给你仿真一个磁通密度的图,你就明白了。

不要混淆磁通,磁通密度,磁场强度三个概念。

不要混淆磁通,磁通密度,磁场强度三个概念。
不要混淆磁通,磁通密度,磁场强度三个概念。

and3518
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  • 2018-12-7 17:01:09
  • 倒数6
 
线圈的左边没有磁芯,所以空气中正常的分布,线圈的右边有磁芯,磁力线走磁阻小的磁芯内部,所以线圈右边空气中分布少。
deep_thought
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  • 2018-12-6 16:09:24
 
大师,仿真基本跟理论符合。磁芯材质有选择吗?饱和磁密多少?如果磁芯饱和,软件能否判断出,并在仿真图中体现出来?



greendot
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总工程师
  • 2018-12-6 17:41:22
 
磁材BH特性可以自定义,这里仿的磁芯是不会饱和的。如果饱和,起码可以对比H和B就知道。
个别软件如 Jmag Designer 的Library里, 记得有 TDK 的 ferrite 磁材可选用。
deep_thought
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  • 2018-12-7 15:46:13
  • 倒数9
 
恩,那就没疑问了。
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