答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。

9. ★试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，

它们是否是常数？

答：激磁电抗是表征铁心磁化性能和铁心损耗的一个综合参数；漏电抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。

激磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频率一定时是常数。

10. ★如将铭牌为60Hz的变压器，接到50Hz的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、

铁损、漏抗及电压变化率有何影响？

答：根据U1?E1?4.44fN1?m可知，电源电压不变，f从60Hz降低到50Hz后，频率f下降到原来的（1/1.2），主磁通将增大到原来的1.2倍，磁密Bm也将增大到原来的1.2倍， 磁路饱和程度增加， 磁导率?Fe降低， 磁阻Rm增大。于是，根据磁路欧姆定律

I0N1?Rm?m可知, 产生该磁通的激磁电流I0必将增大。

21.3 再由pFe?Bmf讨论铁损耗的变化情况。 21.3 60Hz时，pFe?Bmf

50Hz时，pFe?(1.2Bm)('21f)1.3 1.2'pFe1.22 因为，?1.3?1.20.7?1.14，所以铁损耗增加了。

pFe1.2漏电抗X???L??2?fL?，因为频率下降，所以原边漏电抗X1?，副边漏电抗X2?减小。又由电压变化率表达式

****电压变?U?I*(Rkcos?2?Xksin?2)?I*[(R1*?R2)cos?2?X1*??X2?sin?2]可知，

??化率?U将随X1?，X2?的减小而减小。

11. ★★为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？变压器

实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别？为什么？

答：因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。 而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。 实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是

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包含有其它损耗。

12. 变压器空载时，一方加额定电压，虽然线圈（铜耗）电阻很小，电流仍然很小，为什么？

答：因为一方加压后在线圈中的电流产生磁场，使线圈有很大的自感电势（接近额定电压，比额定电压小），所以虽然线圈电阻很小，电流仍然很小。

13. ★一台50Hz的单相变压器，如接在直流电源上，其电压大小和铭牌电压一样，试问此时

会出现什么现象？副边开路或短路对原边电流的大小有无影响？（均考虑暂态过程） 答：因是直流电，变压器无自感和感应电势，所以加压后压降全由电阻产生，因而电流很大，为

U1N。如副边开路或短路，对原边电流均无影响，因为?不变。 R114. ★变压器的额定电压为220/110V，若不慎将低压方误接到220V电源上，试问激磁电流

将会发生什么变化？变压器将会出现什么现象？

答：误接后由U?E?4.44fN1?m知，磁通增加近一倍，使激磁电流增加很多（饱和时大于一倍）。此时变压器处于过饱和状态，副边电压440V左右，绕组铜耗增加很多，使效率降低、过热，绝缘可能被击穿等现象发生。

15★★.画出变压器的T形等效电路，并标明各相量的参考方向。并说明Xm,Rm所代表的意义. 16. ★★画出变压器的简化等效电路，并作出简化相量图（感性负载）。

五、计算

1. ★一台单相变压器，SN?1000KVA，结果如下：

实验名称 电压（V） 电流（A） 功率（W） 电源加在 6300 10.1 5000 空载 低压边 3240 15.15 14000 短路 高压边 试计算：（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假定R1?R2?（2）画出折算到高压边的T型等效电路； （3）计算短路电压的百分值及其二分量；

（4）满载及cos?2?0.8滞后时的电压变化率及效率;

'U1N60?kV，fN?50Hz，空载及短路实验的U2N6.3RkX'，X1??X2??k 22 10

（5）最大效率。

解：（1）空载实验可以得到折算到高压边的参数 Z2U0m?kI ，而k＝60/6.3＝9.524 0所以

Z26300m?9.524?10.1?56.577k? Rm?k2P0I2?9.5242?5000?4.446k? 010.12X22m?Zm?Rm?56.402k?

根据短路实验得到折算到低压边的参数

R1?R'Rkk2?2?P140002I2??30.5? k2?15.152 Zkk?UI?324015?213.86? k2?15.X?X'1?2??(Zk2)2?R2k?102.5? 2Z1N?U1NI?U1N?3.61NSk?

N所以 R*Rm4.m?Z?4463.6?1.235 1N X*Xmm?Z?56.402?15.667 1N3.6R*R*R11?2?Z?30.53.6?103?8.472?10?3 1NX**X1?1??X2??Z?102.53.6?103?2.8472?10?2 1N（2）折算到高压的T型等效电路

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（3）u?kr?RK?100%?0.0169?100%?1.69%

u?kx?XK?100%?0.0569?100%?5.69%

u22k?ukr?ukx?1.692?5.692?5.94%

(4) 电压变化率

?u?ukrcos?2?ukxsin?2?(1.69?0.8?5.69?0.6)%?4.77% 此时，

U'2?U1N??u?U1N?57.138kV

而

I'N2?I1N?SU?16.667A

1N所以 P''2?U2I2COS?2?57.138?16.667?0.8?952.3kW 故 PI1N1?P2?P0?(I)2Pk?974.24kW k则 ??P2P?100%?952.31974.24?100%?97.75%

（5）达到最大效率时，pFe?pcu?5000kW 所以 I'pcu2?R?5000?9.05A k61 I*I'29.2?I?05.67?0.543

1N16 12