主磁通

概念定义

主磁通（main flux）是电机、变压器等电气设备中，通过铁芯并构成磁通主体的部分，通常以Φ表示。线圈通电后会建立磁场；由于铁芯的导磁性能优于空气，绝大部分磁通沿铁芯形成闭合路径，这部分磁通称为主磁通。少量不完全沿铁芯、而经空气等路径闭合的磁通称为漏磁通，通常以Φσ表示。

主磁通与漏磁通的主要差别在于磁路及其交链对象。以具有一次侧和二次侧绕组的设备为例，主磁通同时与两侧绕组交链，承担能量传递的媒介作用；漏磁通则只与一次侧绕组交链，并会产生电压降。两者共同存在，但在磁路设计与设备运行中发挥不同作用。

电流通过线圈时产生磁场，铁芯为磁通提供导磁路径，使大部分磁通集中在铁芯内并沿磁路闭合。主磁通的大小与导体中的电流强度、磁介质的磁导率、磁场强度以及磁路的几何结构相关，因此线圈状态、铁芯材料和铁芯形状都会影响磁通的建立与分布。

在适用的交流绕组关系中，工作电压、频率、绕组匝数和主磁通可用U=4.44×f×N×Φ表示，其中U为电压、f为频率、N为绕组匝数、Φ为主磁通。当绕组匝数和电源频率保持不变时，主磁通随工作电压呈线性变化；在电压和匝数不变时，公式也反映出频率与主磁通之间的对应关系。

形成主磁通的磁路主要由铁芯及相应励磁部分构成。铁芯通常包含铁芯柱和铁轭：铁芯柱用于布置绕组并成为磁通路径的一部分，铁轭连接各铁芯柱，使磁通能够沿铁芯闭合。按照绕组与铁芯的布置方式，铁芯结构可分为芯式和壳式。

铁芯可由0.35毫米或更薄的优质硅钢片叠成。叠片结构用于控制铁芯中的磁滞和涡流损耗，部分设备也采用冷轧晶粒材料以降低相关损耗。铁芯材料的导磁性能及磁路几何结构，会直接参与决定主磁通的大小和分布；未沿主要铁芯路径闭合的部分则形成漏磁通。

在变压器中，主磁通与一次侧、二次侧绕组交链，是两侧绕组之间传递能量的磁场媒介。一次侧通电后在铁芯中建立主磁通，主磁通再与二次侧绕组交链；漏磁通未能同时交链两侧绕组，因此其作用与主磁通不同。

在直流电机中，主磁通通常由定子上的永久磁铁或励磁线圈产生。永久磁铁以自身磁性建立磁场，励磁线圈则在通电后形成磁场；两种方式都可在电机磁路中形成承担主要作用的磁通。主磁通因此是分析电机磁场建立、磁路构成以及电磁能量转换关系时使用的基本技术概念。