电机电磁转矩产生原理的一点疑惑！

zengxiaodong

十二飞帝 发表于 2019-11-7 21:20
这些天，好多问题让我越来越不解，要是条件允许，我倒是想念个高中或者出国留个学什么的。

你们都说导 ...

这些天，好多问题让我越来越不解，要是条件允许，我倒是想念个高中或者出国留个学什么的。

你们都说导体切割磁力线的本质是磁通变化，我就是想不明白啊，一根导体，不是闭合的线圈啊，就是一根铜棒棒，垂直于磁场方向运动，也就是切割磁力线，在导体的两端也产生了电势啊，请问这个过程哪的磁通是怎么变化的？

哈哈，早就等着你的这个问题了！这是很自然能够引申出来的一个经典问题。

为此，我构建了一个变压器模型，费劲心机制作了变压器磁力线动画，为了不失一般性，用的是轴对称模型，而且铁心周围用空气包围，在适当的距离处用了无穷远边界条件。先假设铁心的材料为线性材料，相对磁导率为100，为了分辨磁力线的需要，总磁力线数增加到60根，结果如下：







补充内容 (2019-11-16 12:04):
链接：ht-tps://pan.baidu.com/s/1Or6BjPK9azuc4YvJIjEWwQ
提取码：8bf6

zengxiaodong

这个变压器动画绝对是电磁学领域划时代的案例，由于文件大小限制，楼上的动画每0.5度电角度一帧，激磁电流为纯正弦波。
同样的，如果需要更精细的结果，请下载下面的每0.25度电角度一帧动画文件。

变压器磁力线动画.part2.rar (1.66 MB, 下载次数: 9)

2019-11-11 16:06 上传

点击文件名下载附件

变压器磁力线动画.part1.rar (4 MB, 下载次数: 12)

2019-11-11 16:06 上传

点击文件名下载附件

mawentao

zengxiaodong 发表于 2019-11-11 16:06
这个变压器动画绝对是电磁学领域划时代的案例，由于文件大小限制，楼上的动画每0.5度电角度一帧，同样的， ...

“划时代”，汉语词组，意思是开辟新时代。

张老五

mawentao 发表于 2019-11-11 16:16
“划时代”，汉语词组，意思是开辟新时代。

做个仿真动画就是“划时代”了。。。。。

那位的牛皮吹得，怕是快爆了

zengxiaodong

新名词，磁力黑洞

张老五

又有新名词了，可喜可贺
其实，编新名词是曾老师最擅长的，远胜仿真水平

虽然这种新名词，我一分钟可以编八个，但实在做不到曾老师这般清闲脱俗

zengxiaodong

什么是“磁力黑洞”？

“磁力黑洞”就是磁力线突然产生的本初源泉，也是磁力线突然消失的最终归宿！

在“磁力黑洞”这个奇异点，突然发生磁场大爆炸（就像宇宙大爆炸一样一样的），大爆炸发生10的负55次方秒后，产生了无穷小的一个磁力线“气泡”，这个磁力线“气泡”迅速长大，以极其惊人的速度（据说相当于第5宇宙速度）飞向高导磁率的物体例如铁心，直到铁心拥挤不堪时，磁力线甚至恋恋不舍地向无穷远的太空迁移发散......

相反的过程也会发生，那就是磁力线从无穷远处的太空向铁心归拢聚集——倦鸟归巢，当铁心感觉到hold不住时，磁力线又从铁心脱离出来形成“气泡”，该“气泡”越来越小，最后湮灭成“磁力黑洞”中的奇异点！

上述相反的过程究竟是属于哪个阶段，完全取决于激磁电流的原动力大小！


磁场大爆炸产生的一圈圈涟漪，产生磁力波而在线圈中回荡交链，令人惊奇的是，虽然线圈切割磁力线的方向相反，但是产生的电动势却总是同方向叠加的！！！

张老五

曾老师确实是大才

个人觉得，发明引力波的郭英森，比起曾老师来说，还是欠缺三分火候

小小鸟儿

187楼真是天才啊，这让我想到了生命的起源，估计187楼的生命也是这样爆炸产生的：刚开始是一个点，然后变成一条线，再后是一个面，最终10个月后成体，破茧而出。

小小鸟儿

如果这个模型是3D的平面拉伸模型，那么明显与实际不符，无论是双柱铁心变压器还是单柱旁轭铁心，其铁心右侧磁路尺寸都与实际变压器相差甚远； 如果是3D轴对称模型，那么右侧磁路部分就是完全将线圈包在其中，更与实际严重不符，仿真变压器空载状况没有任何意义。（以经验来看这是3D轴对称模型）

张老五

小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:39
187楼真是天才啊，这让我想到了生命的起源，估计187楼的生命也是这样爆炸产生的：刚开始是一个点，然后变成 ...

能从一个简单的磁力线图中，悟出宇宙的起源和人类的变迁这样高大上的道理，曾老师确实是大材

在这里研究电机，有些屈才了，鸟兄有没有什么途径，可以推荐曾老师去神盾局，研究些更高端的东西，比如灭霸的响指之类的？

小小鸟儿

张老五 发表于 2019-11-12 10:46
能从一个简单的磁力线图中，悟出宇宙的起源和人类的变迁这样高大上的道理，曾老师确实是大材

在这里研 ...

就这样的仿真动画，十几年前就做烂了，竟然被拿出来开天辟地 ，对一个并不懂变压器的来说，怼它干嘛

张老五

小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:44
如果这个模型是3D的或2D的平面模型，那么明显与实际不符，无论是双柱铁心变压器还是单柱旁轭铁心，其铁心尺 ...

对一个不懂变压器还要开天辟地的

认真你就输了

zengxiaodong

小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:44
如果这个模型是3D的或2D的平面模型，那么明显与实际不符，无论是双柱铁心变压器还是单柱旁轭铁心，其铁心尺 ...

鸟兄你不必太当真，本帖楼主提出的问题，如何有效地简单明了说明白？需要采取一些图文并茂的方式，你说十几年前搞烂了的动画，不妨发上来能说明问题说服楼主就万事大吉了。

电机槽内线圈没有切割磁力线怎么有反电势？这是楼主的一个镜像问题，通过前面的电机动画，才好不容易说服了楼主，承认确实一根不少切割了磁力线。当然，仁者见仁智者见智，也有另外的人从线圈磁链变化的角度解释反电势的来源。问题是磁链变化的解释也有硬伤，那就是单根导体在磁场中切割磁力线，有没有反电势？有的话又是如何产生的？

很自然也能联想到类似于变压器（包括电感器）的工作情形，我发的动画就是试图说明，变压器这种情形，也是可以用切割磁力线的理论来解释反电势的产生！也就是说完全不需要通过磁链变化理论，也是可以解释线圈电压的来源！

我发的轴对称模型，说是变压器也好，电感器也罢；单个线圈也好，多个线圈也罢；空载可以，满载亦可！我认为均不会影响问题的实质，真要仿真实际的变压器的话，倒可能由于关注点和侧重点不同，对于本帖讨论的问题未必有很直接的帮助。

变压器一般是正弦稳态激励，用时谐场求解分析，可能出不来我这样的动画。如果用正弦波形瞬态分析，能够出来类似的结果，不过除非特殊需要，变压器也许很少进行我这种仿真分析。

zengxiaodong

真要仿真出令人信服的结果，不是那么容易的，喝口凉水就解决了？


本人认为，难点如下：

1、在激磁电流很小时，由于磁力线本身很稀疏，加上铁心和线圈区域磁密又相差大，叠加导致线圈区域磁力线分布近乎没有，即使有也是移动速度非常快，如何捕捉到？

2、前面帖子也说过了，磁力线是等矢量磁位线，因此并不代表绝对的物理量，也就是假设定下来总磁力线数目30根，则任何磁密分布下都可以绘制出30根磁力线的场图；

3、一致的（uniform）的场图，对于磁密高低区域的分辨力难以兼顾，因此最好的方式是绘制对数场图，这样低磁密区域能大幅度提高显示度，恰好满足期望结果；

4、时间步也要足够小，这就导致计算量很大。为了缩短仿真时间，应充分利用对称性，只仿真90度电角度，延拓到360度电角度。

zengxiaodong

世上的任何事情就怕“认真”两个字，凡是预则立不预则废。为了回答楼主的问题，我至少是很认真的，还花了88元钱注册迅捷GIF编辑器这个软件！我相信我写的文字，制作的图片和动画，也不是粗制滥造的，而是反复构思反复调整，这点天地可鉴！

站着说话不会腰疼，这个我也会，那个我也懂！其实呢，大家都懂！楼主开贴问了问题，懂的话那就赶紧写成文字发帖发出来，哪怕是错的也可以发出来，至少热心助人是不会有错的，再说对自己也未必就不是一个提高呀。没时间工作忙，那也没问题，让别人去回答自己敲敲边鼓，来个锦上添花则更好，实在不行鼓励鼓励也是善莫大焉！

张老五

小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:57
就这样的仿真动画，十几年前就做烂了，竟然被拿出来开天辟地 ，对一个并不懂变压器的来说，怼它 ...

说好要开天辟地的，我就坐等了
鸟兄以为呢？

欧阳庆

zengxiaodong,你这样真是有点找怼的感觉，而且这种感觉你是越来越发不可收拾了。你的那些东西确实是几十年前就有人在研究了，只是碍于没有现在的电脑技术。何必去糊弄那些个觉得聪明的人，他们的思想只会被你的那种东西，比如17机，19极电机（宇宙电机）搞糊涂。对于磁力线，只是人们为了描述磁场的存在而形象化添加的一种描述磁场的方法，不能说你没看见就不存在磁场，也像你看到有胡子的是爷爷，没胡子的就是奶奶，但也可能没胡子的是奶奶的娘。你没办法解释单根导体在磁场中切割”磁力线“，就是匝链有问题或匝链解释不了单根导体在磁场中运动产生电势？难到真难解释单根导体在磁场中运动产生电势吗？说明你就是个糊涂蛋。这时单根导体在磁场中运动，当然会产生电势，这个电势是由于导体中的电子随导体运动在磁场中受到磁场力（也应该叫洛伦茨力吧），电子就会从一端跑向另一端，就形成了导体两端的电势。单根导体当然谈不上匝链，这个概念只是在交变磁场中存在闭环导体回路来解释“切割磁力线”的问题，运动由简单的直线运动转换了形式而已，相对的导体“切割了磁场”。你就用那种来着经典理论的有限元计算来糊弄人，说这个不对那个不对，经典也不对，就你的那个对？你根本就没有弄懂有限元计算是什么，这些计算的目的又是什么？还是早点息着吧！

小小鸟儿

张老五 发表于 2019-11-12 12:59
说好要开天辟地的，我就坐等了
鸟兄以为呢？

不懂变压器的也懒的和他理论，学会了砸我的饭碗咋办

十二飞帝

完美正弦 发表于 2019-11-11 15:26
楼主这个问题我也曾疑惑过、思考过，说说我的理解。

楼主的问题刨根问底应该是：电机电磁转矩产生原理-- ...

我觉得0和—1层区别好像不大。
现在看来，有两个亟待解决的问题：
1、为什么磁导率变化的磁质在磁场中会有电磁力？
2、永磁体和永磁体之间的力产生的原理？