电机学第三版课后题答案
习
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电机学第三版课后习题答案
变压器
1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？
答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I0， 产生励磁磁动势F0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1和e2, 且有 e1??N1d?0d?, e2??N20, 显然，由于原副边匝数不等, 即N1dtdt≠N2，原副边的感应电动势也就不等, 即e1≠e2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1, U2≈E2,故原副边电压不等,即U1≠U2, 但频率相等。
1-2 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？
答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，
其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？
答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。
性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。
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1-4一台220/110伏的变压器，变比k?匝，二次线圈用1匝，为什么？
N1?2，能否一次线圈用2N2答：不能。由U1?E1?4.44fN1?m可知，由于匝数太少，主磁通?m将剧增，磁密Bm过大,磁路过于饱和，磁导率μ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必将大增。再由
pFe?Bmf1.3可知，磁密Bm过大, 导致铁耗pFe大增， 铜损耗I0r1也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
221-5有一台S-100/6.3三相电力变压器，U1N/U2N?6.3/0.4kV，Y，yn（Y/Y0）接线，铭牌数据如下：
I0%=7% P0=600W uk%=4.5% PkN=2250W
试求：1。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数，并标于图中；2。当变压器原边接额定电压，副边接三相对称负
*?0.875?j0.438 ，计算变压器一、二次侧电载运行，每相负载阻抗ZL流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。
**解：1、 zk?Uk?4.5?0.045 100*? rk*?PkNPkN?0.0225 SN**2?Zk?rk*2?0.039 xk收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
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11??14.28*7I0100P00.6*PS*1000?1.225 Nrm?*02??2(I0)(7)2(7/100)100*Zm?**2*2xm?Zm?rm?14.24
1-6 三相变压器的组别有何意义，如何用时钟法来表示？
答：三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应的线电动势（线电压）之间的相位关系。影响组别的因素不仅有绕组的绕向、首末端标记，还有高、低压侧三相绕组的连接方式。
用时钟法表示时，把高压绕组的线电动势（线电压）相量作为时钟的长针，并固定在12点，低压绕组的线电动势（线电压）相量作为短针，其所指的数字即为三相变压器的连接组别号。三相变压器共有12种组别，其中有6种单数组别和6种偶数组别。
1-7为什么说变压器的激磁电流中需要有一个三次谐波分量，如果激磁电流中的三次谐波分量不能流通，对线圈中感应电动机势波形有何影响？
答：因为磁路具有饱和特性，只有尖顶波电流才能产生正弦波磁通，因此激磁电流需要有三次谐波分量（只有这样，电流才是尖顶波）。
如果没有三次谐波电流分量，主磁通将是平顶波,其中含有较大的三次谐波分量，该三次谐波磁通将在绕组中产生三次谐波电动势，三次谐波电动势与基波电动势叠加使相电动势呈尖顶波形，绕组承受过电压，从而危及绕组的绝缘。
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