電機(jī)學(xué)課后答案

1、第 1 章 導(dǎo)論電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅鋼片。特點(diǎn)：導(dǎo)磁率高。電路：紫銅線。特點(diǎn)：導(dǎo)電性能好，電阻損耗小.電機(jī)：熱軋硅鋼片，永磁材料鐵氧體稀土鈷釹鐵硼變壓器：冷軋硅鋼片。磁滯損耗和渦流損耗是什么原因引起的？它們的大小與哪些因素有關(guān)？解：磁滯損耗：鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下反復(fù)磁化，磁疇會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，相互間產(chǎn)生摩擦，消耗能量，產(chǎn)生功率損耗。與磁場(chǎng)交變頻率f,磁通密度B,材料，體積，厚度有關(guān)。渦流損耗：由電磁感應(yīng)定律，硅鋼片中有圍繞磁通呈渦旋狀的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流產(chǎn)生叫渦流，渦流在其流通路徑上的等效電阻中產(chǎn)生的損耗叫渦流損耗。與磁場(chǎng)交變頻率 f ,磁通

2、密度，材料，體積，厚度有關(guān)。變壓器電動(dòng)勢(shì)、運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關(guān)？解：變壓器電勢(shì)：磁通隨時(shí)間變化而在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。運(yùn)動(dòng)電勢(shì)：線圈與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的eT與磁密B,運(yùn)動(dòng)速度v,導(dǎo)體長(zhǎng)度l ,匝數(shù)N 有關(guān)。自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？有兩個(gè)匝數(shù)相等的線圈，一個(gè)繞在閉合鐵心上，一個(gè)繞在木質(zhì)材料上，哪一個(gè)自感系數(shù)大？哪一個(gè)自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個(gè)自感系數(shù)是變數(shù)，隨什么原因變化？解：自感電勢(shì)：由于電流本身隨時(shí)間變化而在線圈內(nèi)感應(yīng)的電勢(shì)叫自感電勢(shì)。對(duì)空心線圈：所以自感：所以，L的大小與匝數(shù)平方、磁導(dǎo)率科、磁路截面積A、磁路平均長(zhǎng)度l有關(guān)。閉合鐵心科？科0,所以

3、閉合鐵心的自感系數(shù)遠(yuǎn)大于木質(zhì)材料。因?yàn)榭?0是常數(shù)，所 以木質(zhì)材料的自感系數(shù)是常數(shù)，鐵心材料的自感系數(shù)是隨磁通密度而變化。 在圖中，若一次繞組外加正弦電壓u1、繞組電阻 R1、電流i1時(shí)，問（ 1）繞組內(nèi)為什么會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)？（ 2）標(biāo)出磁通、一次繞組的自感電動(dòng)勢(shì)、二次繞組的互感電動(dòng)勢(shì)的正方向；（ 3）寫出一次側(cè)電壓平衡方程式；（ 4）當(dāng)電流i1 增加或減小時(shí)，分別標(biāo)出兩側(cè)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向。解：（1） u1為正弦電壓，電流i1也隨時(shí)間變化，由i1產(chǎn)生的磁通隨時(shí)間變化，由電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).（2） 磁通方向：右手螺旋定則，全電流定律方向：阻止線圈中磁鏈的變化，符合右手螺旋定則

4、：四指指向電勢(shì)方向，拇指為磁通方向。（3）（4） i1 增加，如右圖。i1 減小在圖中，如果電流i1 在鐵心中建立的磁通是， 二次繞組的匝數(shù)是， 試求二次繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的計(jì)算公式，并寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量關(guān)系的復(fù)數(shù)表示式。解： （1）（2）有一單匝矩形線圈與一無限長(zhǎng)導(dǎo)體在同一平面上，如圖所示，試分別求出下列條件下線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：（ 1）導(dǎo)體中通以直流電流I ，線圈以線速度從左向右移動(dòng)；（ 2）導(dǎo)體中通以電流，線圈不動(dòng)；（ 3）導(dǎo)體中通以電流，線圈以線速度從左向右移動(dòng)。解：關(guān)鍵求磁通;a+vt 處的 B 值（2） 只有變壓器電勢(shì)N=1（3） 運(yùn)動(dòng)電勢(shì)ev 變?yōu)椋海ò眩?）中的 I 用

5、 代）變壓器電勢(shì)變?yōu)椋壕€圈中感應(yīng)電勢(shì)在圖所示的磁路中，兩個(gè)線圈都接在直流電源上，已知、 ，回答下列問題：（ 1）總磁動(dòng)勢(shì)F 是多少？（ 2）若反向，總磁動(dòng)勢(shì)F 又是多少？（ 3） 電流方向仍如圖所示，若在 、 出切開形成一空氣隙，總磁動(dòng)勢(shì)F 是多少？此時(shí)鐵心磁壓降大還是空氣隙磁壓降大？（4）在鐵心截面積均勻和不計(jì)漏磁的情況下，比較（3）中鐵心和氣隙中 B、H的大小。（5）比較（1）和（3）中兩種情況下鐵心中的B、H的大小。（1） 有右手螺旋定則判斷可知，兩個(gè)磁勢(shì)產(chǎn)生的磁通方向相反。（2）（3） 3）總的磁勢(shì)不變?nèi)詾榇艍航佃F心空氣隙雖然 但丁，空氣隙的磁壓降大（4）二.忽略漏磁.而截面積相等，第

6、一種情況: 大 .同理1 9 一個(gè)帶有氣隙的鐵心線圈（參考圖） ， 若線圈電阻為R， 接到電壓為U 的直流電源上，如果改變氣隙的大小，問鐵心內(nèi)的磁通和線圈中的電流I 將如何變化？若線圈電阻可忽略不計(jì)， 但線圈接到電壓有效值為U 的工頻交流電源上，如果改變氣隙大小，問鐵心內(nèi)磁通和線圈中電流是否變化？如氣隙 增大磁阻增大，如磁勢(shì)不變，則減小- 在減小增大接在交流電源上，同上直流電源：:不變但 仍然減小。1.10 一個(gè)有鐵心的線圈，電阻為。當(dāng)將其接入110V的交流電源時(shí)，測(cè)得輸入功率為90W 電流為 ，試求此鐵心的鐵心損耗。電功率平衡可知（或能量守恒）， 輸入的功率一部分消耗在線圈電阻上，一部分為鐵

7、耗1. 11對(duì)于圖，如果鐵心用 D23硅鋼片疊成，截面積 ，鐵心的平均長(zhǎng)度 ，空氣隙 繞組的匝數(shù)為600 匝，試求產(chǎn)生磁通時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流。磁密查磁化曲線氣隙： 磁動(dòng)勢(shì) :=（A）F=NI . I=F/N=/ 600=（A）1. 12 設(shè)1. 11題的勵(lì)磁繞組的電阻為 ，接于110V的直流電源上，問鐵心磁通是多少？ 先求出磁勢(shì)：二.是直流電源不變，然后根據(jù)誤差進(jìn)行迭代設(shè) 則= 很小，假設(shè)正確1. 13 設(shè)1. 12題的勵(lì)磁繞組的電阻可忽略不計(jì)，接于50Hz的正弦電壓110V （有效值）上，問鐵心磁通最大值是多少？E=110V1.14 圖1-4中直流磁路由D23硅鋼片疊成，磁路各截面

8、的凈面積相等， 為，磁路平均長(zhǎng)（包括氣隙） ， 。己知空氣隙中的磁通量，又 ，求另外兩支路中的、 及 。（ 查表得到的）由右側(cè)回路可求：=10300-(14600 x + x xx)=10300-(7300+=70A=1420 X = =640(A)第二章 直流電機(jī)2 1 為什么直流發(fā)電機(jī)能發(fā)出直流電流？如果沒有換向器，電機(jī)能不能發(fā)出直流電流？換向器與電刷共同把電樞導(dǎo)體中的交流電流， “換向”成直流電，如果沒有換向器，電機(jī)不能發(fā)出直流電。3 2 試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質(zhì)（ 1 ）磁極固定，電刷與電樞同時(shí)旋轉(zhuǎn)；（ 2）電樞固定，電刷與磁極同時(shí)旋轉(zhuǎn)。（1） 交流.電刷與電樞間相對(duì)靜止，電

9、刷兩端的電壓性質(zhì)與電樞的相同。（2）直流 電刷與磁極相對(duì)靜止，電刷總是引出某一極性下的電樞電壓，而電樞不動(dòng)，磁場(chǎng)方向不變 ，是直流。2 3 在直流發(fā)電機(jī)中，為了把交流電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)變成直流電壓而采用了換向器裝置；但在直流電動(dòng)機(jī)中，加在電刷兩端的電壓已是直流電壓，那么換向器有什么呢？直流電動(dòng)機(jī)中，換向法把電刷兩端的直流電壓轉(zhuǎn)換為電樞內(nèi)的交流電，以使電樞無論旋轉(zhuǎn)到 N 極下，還是S 極下，都能產(chǎn)生同一方向的電磁轉(zhuǎn)矩2 4 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)的主要部件有哪幾個(gè)？它們是用什么材料制成的，為什么？這些部件的功能是什么？有 7 個(gè) 主磁極換向極，機(jī)座 電刷 電樞鐵心，電樞繞組，換向器見備課筆記2 5 從原理上看，直流

10、電機(jī)電樞繞組可以只有一個(gè)線圈做成，單實(shí)際的直流電機(jī)用很多線圈串聯(lián)組成，為什么？是不是線圈愈多愈好？一個(gè)線圈產(chǎn)生的直流脈動(dòng)太大，且感應(yīng)電勢(shì)或電磁力太小，線圈愈多，脈動(dòng)愈小，但線圈也不能太多，因?yàn)殡姌需F心表面不能開太多的槽，線圈太多，無處嵌放。2 6 何謂主磁通？何謂漏磁通？漏磁通的大小與哪些因素有關(guān)？主磁通：從主極鐵心經(jīng)氣隙，電樞，再經(jīng)過相鄰主極下的氣隙和主極鐵心，最后經(jīng)定子繞組磁軛閉合，同時(shí)交鏈勵(lì)磁繞組和電樞繞組，在電樞中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。漏磁通：有一小部分不穿過氣隙進(jìn)入電樞，而是經(jīng)主極間的空氣隙釘子磁軛閉合，不參與機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，與飽和系數(shù)有關(guān)。2 7 什么是直流電機(jī)的磁化曲線？為

11、什么電機(jī)的額定工作點(diǎn)一般設(shè)計(jì)在磁化曲線開始彎曲的所謂“膝點(diǎn)”附近？磁化曲線：- 主磁通，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)設(shè)計(jì)在低于“膝點(diǎn)”，則沒有充分利用鐵磁材料，即同樣的磁勢(shì)產(chǎn)生較小的磁通，如交于“膝點(diǎn)”，則磁路飽和，浪費(fèi)磁勢(shì)，即使有較大的，若磁通基本不變了，而我的需要是（根據(jù)E和 公式）選在膝點(diǎn)附近好處：材料利用較充分可調(diào)性好穩(wěn)定性較好。電機(jī)額定點(diǎn)選在不飽和段有兩個(gè)缺點(diǎn)：材料利用不充分磁場(chǎng)容易受到勵(lì)磁電流的干擾而不易穩(wěn)定。選在飽和點(diǎn)有三個(gè)缺點(diǎn)：勵(lì)磁功率大增磁場(chǎng)調(diào)節(jié)困難電樞反應(yīng)敏感2 8 為什么直流電機(jī)的電樞繞組必須是閉合繞組？直流電機(jī)電樞繞組是閉合的，為了換向的需要，如果不閉合，換向器旋轉(zhuǎn)，電刷不動(dòng)，無法保證正

12、常換向。2 9 何謂電樞上的幾何中性線？何謂換向器上的幾何中性線？換向器上的幾何中性線由什么決定？它在實(shí)際電機(jī)中的位置在何處？電樞上幾何中性線：相臨兩點(diǎn)極間的中性線換向器上幾何中性線：電動(dòng)勢(shì)為零的元件所接兩換向片間的中心線由元件結(jié)構(gòu)決定，不對(duì)稱元件：與電樞上的幾何中性線重合。對(duì)稱元件：與極軸軸線重合。實(shí)際電機(jī)中。2 10 單疊繞組與單波繞組在繞法上、節(jié)距上、并聯(lián)支路數(shù)上的主要區(qū)別是什么？繞法上：?jiǎn)委B：任意兩個(gè)串聯(lián)元件都是后一個(gè)疊在前一個(gè)上面單波：相臨兩串聯(lián)元件對(duì)應(yīng)邊的距離約為形成波浪型節(jié)距上：（單疊）并聯(lián)支路數(shù)2a=2p（ 單疊 ） 2a=z（ 單波 ）2 11 直流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與哪些因

13、素有關(guān)？若一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)的額定空載電動(dòng)勢(shì)是230V,試問在下列情況下電動(dòng)勢(shì)的變化如何？（ 1）磁通減少10%；（ 2）勵(lì)磁電流減少10%；（ 3）磁通不變，速度增加20%；（ 4）磁通減少10%，同時(shí)速度增加20%。直發(fā)：（ 1 ） 減少 10，則即（2）勵(lì)磁電流減少10%,如果飽和，則 不變，E也不變，如沒有飽和，則 也減少10%,=207（V）207E 230V v 230V甲為發(fā)電機(jī)，乙為電動(dòng)機(jī)。（2） 電動(dòng)機(jī)：發(fā)電機(jī)：兩臺(tái)電機(jī)總的機(jī)械耗和鐵耗為：電動(dòng)機(jī)：發(fā)電機(jī)：總的機(jī)械耗和鐵耗：（3） 要改變兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)并保持轉(zhuǎn)速不變，應(yīng)減小甲臺(tái)電機(jī)的勵(lì)磁電流，同時(shí)增加乙臺(tái)電機(jī)的勵(lì)磁電流，當(dāng)兩臺(tái)電

14、機(jī)的勵(lì)磁電流相同時(shí)，兩臺(tái)電機(jī)都是電動(dòng)機(jī)，最后乙為發(fā)電機(jī)，甲為電動(dòng)機(jī)。（4） 都可以通過從電網(wǎng)吸收電功率成為電動(dòng)機(jī)，但不能都成為發(fā)電機(jī)，因?yàn)闆]有原動(dòng)機(jī)，即 沒有輸入機(jī)械能，無法輸出電能。2 61 一直流電機(jī)并聯(lián)于電網(wǎng)上運(yùn)行，已知， 根， ， ，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻）， ，雜散損耗，試問：此直流電機(jī)是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行？計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩 和效率。解：（1） = =205 （V） 220V，總電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。（ 2）（ 3） =+=(A)205X =(W)X 100%= X 100%=% 或者:=%X =（）=（ ）2. 62 一臺(tái)、220V的并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定效率，電樞回路的總電阻（包括電刷接

15、觸電阻）并勵(lì)回路電阻。 今欲使起動(dòng)電流限制為額定電流的倍， 試求起動(dòng)變阻器電阻應(yīng)為多少？若起動(dòng)時(shí)不接起動(dòng)電阻則起動(dòng)電流為額定電流的多少倍？2 63 一臺(tái)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)， （包括電刷接觸電阻）。在額定負(fù)載時(shí)突然在電樞回路中串入電阻，若不計(jì)電樞回路中的電感和略去電樞反應(yīng)的影響，試計(jì)算此瞬間的下列項(xiàng)目：（ 1）電樞反電動(dòng)勢(shì)；（ 2）電樞電流；（ 3）電磁轉(zhuǎn)矩；（ 4）若總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，求達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)速。（1）在電樞串入電阻的瞬間，和n不變，電動(dòng)勢(shì)不變，不變，不變，由于慣性，n不變（加講串電阻調(diào)速過程）（2）（3）或者：:不變（4）二總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變， .不變。，電樞電流不變2 64 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的， 。

16、已知電樞電阻為，試求：（ 1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；（ 2）在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；（ 3）電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速；（ 4）在總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞回路串入電阻后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速解： （1）（2）（3）空載轉(zhuǎn)速（4） 總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，不變，2 65 一臺(tái)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)， （包括電刷接觸電阻）， 。若總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，在電樞回路串入一電阻使轉(zhuǎn)速降低到，試求串入電阻的數(shù)值、輸出功率和效率（假設(shè)） 。解：（1） 即0. 1156X450=110 75X （+ ）求解得2 66 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)， ，電樞回路各繞組電阻，一對(duì)電刷接觸壓降。若制動(dòng)總轉(zhuǎn)矩為額定值，外施電壓減到150V,試求此時(shí)電樞電流 及轉(zhuǎn)速（假設(shè)電機(jī)不飽

17、和）。解：（1）二是串勵(lì)又二.總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持為額定值.為常數(shù)，（2）（ 條件 不變 ） 否則：2 67 某串勵(lì)電動(dòng)機(jī)， （包括電刷接觸電阻），欲在負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變條件下把轉(zhuǎn)速降到，需串入多大電阻？解：.總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變.不變，不變2 68 已知他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)， ，試求：（ 1）拖動(dòng)額定負(fù)載在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，采用電源反接制動(dòng)，允許的最大制動(dòng)力矩為 ，那么此時(shí)應(yīng)串入的制動(dòng)電阻為多大？（ 2） 電源反接后轉(zhuǎn)速下降到時(shí)，再切換到能耗制動(dòng)，使其準(zhǔn)確停車。當(dāng)允許的最大力矩也為時(shí)，應(yīng)串入的制動(dòng)電阻為多大？2 69 一臺(tái)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)， ，試求下列制動(dòng)方式制動(dòng)時(shí)，進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)瞬間的電樞回路的損耗和電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

18、（ 1） 電動(dòng)機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電樞回路串電阻使轉(zhuǎn)速下降到時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，然后采用反接制動(dòng)；（ 2）采用能耗制動(dòng)，制動(dòng)前的運(yùn)行狀態(tài)同（1 ） ；（ 3）電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載作回饋制動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)時(shí)。第三章 變壓器3 1 變壓器有哪幾個(gè)主要部件？各部件的功能是什么？變壓器的主要部件:鐵心: 磁路 , 包括芯柱和鐵軛兩部分繞組: 電路油箱: 加強(qiáng)散熱，提高絕緣強(qiáng)度套管: 使高壓引線和接地的油箱絕緣3 2 變壓器鐵心的作用是什么？為什么要用厚0.35mm、 表面涂絕緣漆的硅鋼片制造鐵心？變壓器鐵心的作用是磁路. 鐵心中交變的磁通會(huì)在鐵心中引起鐵耗, 用涂絕緣漆的薄硅鋼片疊成鐵心, 可以大大減小

19、鐵耗.3 3 為什么變壓器的鐵心和繞組通常浸在變壓器油中？因變壓器油絕緣性質(zhì)比空氣好，所以將鐵心和繞組浸在變壓器油中可加強(qiáng)散熱和提高絕緣強(qiáng)度.3 4 變壓器有哪些主要額定值？一次、二次側(cè)額定電壓的含義是什么？額定值 , , , , ,: 一次繞組端子間電壓保證值: 空載時(shí) , 一次側(cè)加額定電壓, 二次側(cè)測(cè)量得到的電壓3 5 變壓器中主磁通與漏磁通的作用有什么不同？在等效電路中是怎樣反映它們的作用的？主磁通 : 同時(shí)交鏈一次，二次繞組, 但是能量從一次側(cè)傳遞到二側(cè)的媒介, 使 , 實(shí)現(xiàn)變壓功能漏磁通 : 只交鏈自身繞組, 作用是在繞組電路中產(chǎn)生電壓降, 負(fù)載時(shí)影響主磁通, 和二次電壓 的變化 ,

20、 以及限制二次繞組短路時(shí)短路電流的大小, 在等效電路中用反應(yīng)磁通的作用,用 , 反應(yīng)漏磁通的作用3 6 電抗 、 的物理概念如何？它們的數(shù)據(jù)在空載試驗(yàn)、短路試驗(yàn)及正常負(fù)載運(yùn)行時(shí)是否相等？為什么定量計(jì)算可認(rèn)為和 是不變的？的大小對(duì)變壓器的運(yùn)行性能有什么影響？在類變壓器的范圍如何？:對(duì)應(yīng)一次繞組的漏磁通，磁路的磁組很大，因此 很小，因?yàn)榭諝獾拇艑?dǎo)率為常數(shù)，.為常數(shù)叫短路電抗: 對(duì)應(yīng)于主磁通, 主磁通所走的磁路是閉合鐵心, 其磁阻很小, 而電抗與磁阻成反比, 因此 很大 . 另外 , 鐵心的磁導(dǎo)率不是常數(shù), 它隨磁通密度的增加而變小，磁阻與磁導(dǎo)率成反比, 所以勵(lì)磁電抗和鐵心磁導(dǎo)率成正比由于短路時(shí)電壓

21、低, 主磁通小，而負(fù)載試驗(yàn)時(shí)加額定電壓，主磁通大，所以短路試驗(yàn)時(shí)比空載試驗(yàn)時(shí)的大 . 正常負(fù)載運(yùn)行時(shí)加額定電壓，所以主磁通和空載試驗(yàn)時(shí)基本相同, 即負(fù)載運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電抗與空載試驗(yàn)時(shí)基本相等，, 在空載試驗(yàn), 斷路試驗(yàn)和負(fù)載運(yùn)行時(shí), 數(shù)值相等,叫短路阻抗是常數(shù)不變（隨溫度變化）（ 見背面 ）3 7 為了得到正弦感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)鐵心不飽和與飽和時(shí)，空載電流應(yīng)各呈何種波形？為什么？鐵心不飽和時(shí)，空載電流 與成正比，如感應(yīng)電勢(shì)成正弦，則 也為正弦變化，也為正弦鐵心飽和時(shí): 為尖頂波, 見 圖3 8 試說明磁動(dòng)勢(shì)平衡的概念極其在分析變壓器中的作用？一次電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)和二次電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)共同作用在磁路上

22、，等于磁通乘磁組,即其中 是考慮鐵心的磁滯和渦流損耗時(shí)磁動(dòng)勢(shì)超前磁通的一個(gè)小角度, 實(shí)際鐵心的很小， 而 ,則 , 即 這就叫磁動(dòng)勢(shì)平衡, 即一二次磁動(dòng)勢(shì)相量的大小相等，方向相反，二次電流增大時(shí),一次電流隨之增大.當(dāng)僅考慮數(shù)量關(guān)系時(shí), 有 即 或利用磁動(dòng)勢(shì)平衡的概念來定性分析變壓器運(yùn)行時(shí)，可立即得出結(jié)論，一，二次電流之比和他們的匝數(shù)成反比.3 9 為什么變壓器的空載損耗可以近似地看成是鐵耗，短路損耗可以近似地看成是銅耗？負(fù)載時(shí)變壓器真正的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無差別，為什么？解：.空載損耗 空載時(shí) 很小，可忽略 短路試驗(yàn)時(shí)外施電壓很小，很小，很小.鐵耗很小，可忽略鐵耗，負(fù)載時(shí) ： 與

23、空載時(shí)無差別，這是因?yàn)楫?dāng)f 不變時(shí)，負(fù)載與空載時(shí)一次繞組側(cè)施加的電壓基本不變， 基本不變，則不變損耗，嚴(yán)格說，空載時(shí)，漏抗壓降大，磁密略低，鐵耗略少些：如果是同一電流，則無差別。如果考慮到短路損耗包含少量的鐵耗的話，負(fù)載真正的銅耗比短路時(shí)側(cè)略小。3 10 變壓器的其它條件不變，僅將一、二次繞組匝數(shù)變化，對(duì) ， 的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化，其影響怎樣？如果僅將頻率變化，其影響又怎樣？解：一，二次繞組匝數(shù)變比土10%。如+10%=漏磁路的漏磁導(dǎo)，為常數(shù) 即 增加21%如 10 = 則 即 減少19，二次繞組匝數(shù)變化對(duì)無影響增加， 減少，u增大 -19 %。外施電壓變比土 10%,不變，由磁化

24、曲線知， 比變化快為漏磁路的漏磁導(dǎo).為常數(shù)變化 10%, 變化土 10%。： 除與 成正比外，還與成正比變化土 10%, E不變變化 10%,如 增加10%,則 減小10%, 增大， 的增加大于10%。減小10%,則 增加10%,減小， 的減小于10%。3 11 分析變壓器有哪幾種方法？它們之間有無聯(lián)系？為什么？解：分析變壓器有三種方法：基本方程式，等效電路和相量圖，三者有聯(lián)系，他們的物理本質(zhì)是一樣，都反映了變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系，在進(jìn)行定量計(jì)算時(shí)，宜采用等效電路和方程式，定性的給各物理量間關(guān)系時(shí)，可用相量圖。3. 12 一臺(tái)變壓器，原設(shè)計(jì)的額定頻率為50Hz,現(xiàn)將它接到 60Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，

25、額定電壓不變，試問對(duì)勵(lì)磁電流、鐵耗、漏抗、電壓變化率等有何影響？解： 也 50 變?yōu)?60 ，額定電壓不變。 變?yōu)樵瓉淼?，則 變?yōu)樵瓉淼?勵(lì)磁電流減小，即 ，為原來的雖然頻率變?yōu)樵瓉淼谋?，但頻率的次方與鐵耗成正比但 減小 倍，減小 倍，但 的平方與 成正比，最終仍是鐵耗減小，即勵(lì)磁電抗，飽和程度降低，漏電抗：為漏磁路磁導(dǎo)可認(rèn)為是常數(shù)隨頻率增大而增大。電壓變化率3. 13 一臺(tái)額定頻率為 50Hz的電力變壓器，接到頻率為60Hz、電壓為額定電壓 5/6倍的電網(wǎng)上運(yùn)行，問此時(shí)變壓器的空載電流、勵(lì)磁電抗、漏電抗及鐵耗等將如何變化？為什么？解： 原來 現(xiàn)在與一樣如改為60Hz電力變壓器，接到 50Hz

26、電網(wǎng)上，電壓為 倍，則現(xiàn)在,磁通未變.1不變(2) 不變飽和程度不變不變故減小為原來的 倍(3) 也減小為原來的倍，副方電抗也一樣，(4) 不變 隨的減小而減小。3 14 在變壓器高壓方和低壓方分別加額定電壓進(jìn)行空載試驗(yàn)，所測(cè)得的鐵耗是否一樣？計(jì)算出來的勵(lì)磁阻抗有何差別？在高壓方和低壓方做空載試驗(yàn)，只要都加額定電壓，由于這兩種情況下主磁通是相等的；原因是，鐵損耗相等在高壓方做：為電壓，為在高壓側(cè)測(cè)得的空載電流。在低壓方做：為低壓方做空載試驗(yàn)時(shí)所測(cè)得的電壓，電流。;無論在高壓做還是低壓做磁通不變，相同電壓之比等于匝數(shù)之比，即又.磁通相等，兩種情況磁勢(shì)相同,3） 15 在分析變壓器時(shí)，為何要進(jìn)行折

27、算？折算的條件是什么？如何進(jìn)行具體折算？若用標(biāo)么值時(shí)是否還需要折算？（1） .變壓器一，二次繞組無直接電聯(lián)系，且一，二次繞組匝數(shù)不等，用設(shè)有經(jīng)過折算的基本解公司無法畫出等效電路，要折算。（2）如果將二次繞組折算到一次側(cè)，因?yàn)槎卫@組通過其磁動(dòng)勢(shì)對(duì)一起繞組起作用，只要保持 不變，就不會(huì)影響一次繞組的各個(gè)量（3）具體方法是將二次繞組的匝數(shù)折合到與一次繞組相同的匝數(shù)，即,，4） ） 若用標(biāo)么值時(shí)不需要折算，因?yàn)橛脴?biāo)么值表示時(shí)折算前后數(shù)值相等例3 16 一臺(tái)單相變壓器，各物理量的正方向如圖所示，試求：（ 1）寫出電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式；（ 2）繪出時(shí)的相量圖。1 ）（ 要注意 方向，如與圖中相反，則

28、為：）令，（沒有“”號(hào)） （沒有“”號(hào)），2 ） 時(shí)相量圖3 17 如何確定聯(lián)接組？試說明為什么三相變壓器組不能采用Yy 聯(lián)接組，而三相心式變壓器又可以呢？為什么三相變壓器中常希望一次側(cè)或者二次側(cè)有一方的三相繞組接成三角形聯(lián)接？4 18 一臺(tái) Yd 聯(lián)接的三相變壓器，一次側(cè)加額定電壓空載運(yùn)行。此時(shí)將二次側(cè)的三角形打開一角測(cè)量開口處的電壓，再將三角形閉合測(cè)量電流，試問當(dāng)此三相變壓器是三相變壓器組或三相心式變壓器時(shí)，所測(cè)得的數(shù)值有無不同？為什么？5 19 有一臺(tái) Yd 聯(lián)接的三相變壓器，一次側(cè)（高壓方）加上對(duì)稱正弦電壓，試分析：（ 1）一次側(cè)電流中有無3 次諧波？（ 2）二次側(cè)相電流和線電流中有無

29、3 次諧波？（ 3）主磁通中有無3 次諧波？（ 4）一次側(cè)相電壓和線電壓中有無3 次諧波？（ 5）二次側(cè)相電壓和線電壓中有無3 次諧波？3 20 并聯(lián)運(yùn)行的理想條件是什么？要達(dá)到理想情況，并聯(lián)運(yùn)行的各變壓器需滿足什么條件？3 21 并聯(lián)運(yùn)行的變壓器若短路阻抗的標(biāo)么值或變比不相等時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如果各變壓器的容量不相等，則以上兩量對(duì)容量大的變壓器是大些好呢還是小些好呢？為什么？3 22 試說明變壓器的正序、負(fù)序和零序阻抗的物理概念。為什么變壓器的正序、負(fù)序阻抗相等？變壓器零序阻抗的大小與什么因素有關(guān)？3 23 為什么三相變壓器組不宜采用Yyn 聯(lián)接？而三相心式變壓器又可以用Yyn 聯(lián)接呢？3

30、24 如何測(cè)定變壓器的零序電抗？試分析Yyn 聯(lián)接的三相變壓器組和三相心式變壓器零序電抗的大小。3. 25試畫出Yny、Dyn和Yy聯(lián)接變壓器的零序電流流通路徑及所對(duì)應(yīng)的等效電路，寫出零序阻抗的表達(dá)式。3 26 如果磁路不飽和，變壓器空載合閘電流的最大值是多少？3 27 在什么情況下突然短路電流最大？大致是額定電流的多少倍？對(duì)變壓器有什么危害性？3 28 變壓器突然短路電流值與短路阻抗有什么關(guān)系？為什么大容量的變壓器把設(shè)計(jì)得大些？3 29 三繞組變壓器中，為什么其中一個(gè)二次繞組的負(fù)載變化時(shí)對(duì)另一個(gè)二次繞組的端電壓發(fā)生影響？對(duì)于升壓變壓器為什么把低壓繞組擺在高壓與中壓繞組之間時(shí)可減小這種影響？3

31、 30 三繞組變壓器的等效電抗與兩繞組變壓器的漏電抗在概念上有什么不同？3 31 自耦變壓器的繞組容量（即計(jì)算容量）為什么小于變壓器的額定容量？一、二次側(cè)的功率是如何傳遞的？這種變壓器最合適的電壓比范圍是多大？332同普通兩繞組變壓器比較，自耦變壓器的主要特點(diǎn)是什么？333 電流互感器二次側(cè)為什么不許開路？電壓互感器二次側(cè)為什么不許短路？334產(chǎn)生電流互感器和電壓互感器誤差的主要原因是什么？為什么它們的二次側(cè)所接儀表不能過多？335有一臺(tái)單相變壓器，額定容量，額定電壓，試求一、二次側(cè)的額定電流。336有一臺(tái)三相變壓器，額定容量，額定電壓， Yd聯(lián)接，試求：（ 1 ）一、二次側(cè)的額定電流；（ 2

32、）一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。（1）（2）3 37 有一臺(tái)三相變壓器，額定容量，額定電壓， Yyn 聯(lián)接，試求：（ 1）一、二次側(cè)的額定電流；（ 2）一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。（1）（2）（3） 38 兩臺(tái)單相變壓器，一次側(cè)的匝數(shù)相等，但空載電流。今將兩變壓器的一次側(cè)繞組順極性串聯(lián)起來，一次側(cè)加440V電壓?jiǎn)杻勺儔浩鞫蝹?cè)的空載電壓是否相等？且一次側(cè)匝數(shù)相等而且電壓和匝數(shù)相等，現(xiàn)將兩臺(tái)的一次繞組順極性串聯(lián)起來，則 即 由于變壓器 I 的磁阻為變壓器II 的 2 倍。I的主磁通是II的,即 而3 39 有一臺(tái)單相變壓器，當(dāng)在高壓側(cè)加220V 電壓時(shí)，空載電流為，主磁通為。今將X、a端聯(lián)

33、在一起，Ax端加330V電壓，此時(shí)空載電流和主磁通為多少？若將X、x端聯(lián)接在一起，在Aa端加110V電壓，則空載電流和主磁通又為多少？解： （1） 設(shè)高壓繞組為匝，低壓繞組為匝則原來主磁通：現(xiàn)在匝數(shù)為（ Z， a 端連在一起），主磁通沒變，勵(lì)磁磁勢(shì)而2） ） 若將Z， x 連在一起，則匝數(shù)為：現(xiàn)在的主磁通不變，勵(lì)磁磁勢(shì)不變而3） 40 有一臺(tái)單相變壓器，額定容量，高、低壓側(cè)額定電壓。鐵柱有效截面積為，鐵柱中磁通密度的最大值，試求高、低壓繞組的匝數(shù)及該變壓器的變比。解：3. 41有一臺(tái)單相變壓器，額定容量為5kVA,高、低壓側(cè)均由兩個(gè)繞組組成，一次側(cè)每個(gè)繞組的額定電壓為， 二次側(cè)每個(gè)繞組的額定電

34、壓為， 用這個(gè)變壓器進(jìn)行不同的聯(lián)接，問可得幾種不同的變比？每種聯(lián)接時(shí)的一、二次側(cè)額定電流為多少？共有4種：1：兩高壓繞組串聯(lián)，兩低壓繞組串聯(lián)2：兩高壓繞組串聯(lián)，兩低壓繞組并聯(lián)3：兩高壓繞組并聯(lián)，兩低壓繞組串聯(lián)4：兩高壓繞組并聯(lián)，兩低壓繞組并聯(lián) ，3. 42 將一臺(tái)1000匝的鐵心線圈接到 110V、50Hz的交流電源上，由安培表和瓦特表的讀 數(shù)得知、，把鐵心取出后電流和功率就變?yōu)?00A和10Kw）設(shè)不計(jì)漏磁，試求：（ 1）兩種情況下的參數(shù)、等效電路；（ 2）兩種情況下的最大值。（1） 有鐵心時(shí)：無鐵心時(shí)：(2)3 43 有一臺(tái)單相變壓器，額定容量，額定電壓， 。一二次側(cè)繞組的電阻和漏電抗的數(shù)

35、值為： ； ，試求：（ 1）折算到高壓側(cè)的短路電阻、短路電抗及短路阻抗；（ 2）折算到低壓側(cè)的短路電阻、短路電抗及短路阻抗（ 3）將上面的參數(shù)用標(biāo)么值表示；4）計(jì)算變壓器的阻抗電壓及各分量；5）求滿載及、 （滯后）及（超前）等三種情況下的，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。(1)（2） 折算到低壓測(cè)：（3） 阻抗機(jī)值：（4）也可以，但麻煩。（5） 二.是滿載(a)(b) (滯后)(c) (超前)說明： 電阻性和感性負(fù)載電壓變化率是正的，即負(fù)載電壓低于空載電壓，容性負(fù)載可能是負(fù)載電壓高于空載電壓。3 44 有一臺(tái)單相變壓器，已知：， 匝， 匝；當(dāng) （滯后）時(shí)，二次側(cè)電流， ，試求：（ 1）用近似“”型等效電路和

36、簡(jiǎn)化等效電路求 及 ，并將結(jié)果進(jìn)行比較；（2）畫出折算后的相量圖和“T型等效電路。（1）簡(jiǎn)化等效電路P 型等效電路P 型：設(shè) 則=+=用簡(jiǎn)化等效電路：（不變）比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電壓不變，電流相差，但用簡(jiǎn)化等效電路求簡(jiǎn)單型等效電路3 45 一臺(tái)三相變壓器，Yd11 接法， ， ，變比 。忽略勵(lì)磁電流，當(dāng)帶有（滯后）的負(fù)載時(shí)， ，求 、。設(shè)則（見上題）（ 滯后 ）3 46 一臺(tái)三相電力變壓器，額定數(shù)據(jù)為：， Yy 接法。在高壓方加電壓進(jìn)行短路試驗(yàn)， ， 。試求：（ 1）短路參數(shù)、；（ 2）當(dāng)此變壓器帶，（滯后）負(fù)載時(shí)，低壓方電壓。（1） 求出一相的物理量及參數(shù)，在高壓側(cè)做試驗(yàn)，不必折算（2） 方法一：

37、方法二：利用簡(jiǎn)化等效電路設(shè)則解得：（V）3 47 一臺(tái)三相電力變壓器的名牌數(shù)據(jù)為：， Yd11 接法， ， 。試求：（ 1） 型等效電路的參數(shù)，并畫出型等效電路；（ 2）該變壓器高壓方接入110kV 電網(wǎng)， 低壓方接一對(duì)稱負(fù)載，每相負(fù)載阻抗為，求低壓方電流、電壓、高壓方電流。答案 與 例一樣3 48 一臺(tái)三相變壓器， ， Yd11 接法。 在低壓側(cè)加額定電壓作空載試驗(yàn)，測(cè)得， ， 。 。在高壓側(cè)作短路試驗(yàn)，短路電流， ，試求：（ 1 ）用標(biāo)么值表示的勵(lì)磁參數(shù)和短路參數(shù)；（ 2）電壓變化率時(shí)負(fù)載的性質(zhì)和功率因數(shù)；（ 3）電壓變化率最大時(shí)的功率因數(shù)和值；（ 4） （滯后）時(shí)的最大效率。先求出一相的

38、物理量（ A）折算到高壓側(cè)：短路參數(shù)：（2），是容性負(fù)載（超前）（3） 3）（感性）（滯后）（4） （ 即 時(shí)效率最大）= =3 49 有一臺(tái)三相變壓器， Yd11 聯(lián)接組。變壓器的空載及短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：試驗(yàn)名稱線電壓U1/V線電流I1/A 三相功率P/W備注空載63007 46800 電壓加在低壓側(cè)短路550 323 3 18000 電壓加在高壓側(cè)試求：（ 1 ）變壓器參數(shù)的實(shí)際值及標(biāo)幺值；（ 2）求滿載（滯后）時(shí)，電壓調(diào)整率及二次側(cè)電壓 和效率；（ 3）求 （滯后）時(shí)的最大效率。解：空載低壓側(cè)變比短路參數(shù)計(jì)算：（2）（3）3. 50 一臺(tái)三相變壓器 ，Yy聯(lián)接，短路阻抗 ，負(fù)載阻抗，試求: （ 1）一次側(cè)加額定電壓時(shí)，一二次側(cè)電流和二次側(cè)電壓；（ 2）輸入、輸出功率及效