▲感应电机的定子和转子之间只有磁的联系,没有电的直接联系。为了得到等效电路,要进行频率和绕组折算。与变压器相比,变压器是静止元件,不需要进行频率折算,变压器是集中绕组,其绕组系数等于1。感应电机一般是短距分布绕组,绕组系数小于1。
▲在任何转速下,感应电机转子磁动势与定子磁动势相对静止。定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。
▲基本方程、相量图和等效电路是分析感应电机运行时内部电磁关系的三种不同方法,它们之间是统一的。
▲掌握异步电机电磁平衡方程式及等效电路。 ▲功率平衡方程式
输入功率P1?m1U1I1cos?1?pCu1?pFe?Pem
r2'?pCu2?pmec 电磁功率P1?m1EIcos?2?mIS''22'12定子铜耗pCu1?m1I12r1
2铁耗pFe?m1Imrm
转子铜耗pCu2?m1I'22r2'?SPem 机械功率PMEC?m1I'221?S'1?Sr2?(1?S)Pem?pCu2 SS输出功率P2?PMEC?pmec?pad
PN是感应电机的额定功率,是指电动机在额定情况下运行时由轴端输出的机械功率。
只有在额定情况下,P2?PN。
▲ 电磁转矩方程式
掌握电动机电磁转矩的物理表达式、参数表达式。掌握最大转矩、起动转矩、临界转差率与参数的关系。
电磁转矩与电磁功率、机械功率的关系Tem?PemPMEC ??1?p?padP2,空载转矩T0?mec ??电磁转矩平衡方程式Tem?T2?T0。式中负载转矩T2?掌握异步电动机空载试验中铁耗的分离办法。、
第六章 三相异步电动机是电力拖动
主要内容有:(1)三相异步电动机的电磁转矩的物理表达式、参数表达式和实用表达式,固有机械特性和人为机械特性(2)三相笼型异步电动机的直接启动和降压启动方法,三相绕线式异步电动机的转子串电阻启动方法及分级启动电阻的计算(3)三相异步电动机的能耗制动,反接制动及回馈制动方法及制动过程分析。(4)三相异步电动机的变极调速、变
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频调速、降压调速、绕线转子电动机转子串电阻调速及串极调速方法等。
第一部分变压器
一、填空题:
1、电部机的铁耗包括 磁滞 损耗和涡流损耗两分。
2、变压器负载运行时,当负载电流增大时,铜损耗会 增大 ,铁损耗会 基本不变 。 3、在本课程中,电机包括: 直流电机 、 变压器 、 异步电机 、和同步电动机。 4、变压器中的磁通包含主磁通和 漏磁通 ,前者(主磁通)的路径为: 铁心 ,后者的路径为 空气及变压器油 。
5、变压器主磁通的性质和作用 与原、副边绕组相交链,是变压器实现能量转换和传递的主要因素 ,漏磁通的性质和作用是 仅与原边绕组或副边绕组相交链,不传递能量,但起到电压平衡作用 。
6、一台单相双绕组变压器,额定容量SN=250KVA,额定电压U1N/U2N=10/0.4KV,试求一次、二次侧的额定电流 I1N=25A,I2N=625A 。
7、一台三相变压器,额定容量SN=5000kVA,额定电压U1N/U2N=10/6.3KV,Y,d联结(即Y/△联结),试求: Y时:线电压=√3相电压,线电流=相电流;三角形:线电压=相电压。线电流=√3相电流
(1)一次、二次侧的额定电流; I1N=288.68A,I2N=458.21A (2)一次、二次侧的额定相电压和相电流 U1N?=5.77KV, U1N?=6.3KV; I1N?=288.68A, I2N?= 264.55A 。
8、铁心的作用是 为了提高磁路的导磁率 。为什么要用厚度为0.35mm且表面土有绝缘漆的硅钢片叠制成铁心 为了减小铁心内的涡流损耗 。
9、一台单相变压器在铁心叠装时,由于硅钢片剪裁不当,叠装时接缝处留有较大的缝隙,那么此台变压器的空载电流将 ② 。(选填:①减少;②增加;③不变)
10、一台单相变压器,额定电压为220/110V现将原边接在电压为250V的电源上,变.2压器等效电路中的励磁电抗则 ③ 。(选填:①不变;②变大;③变小;)
11、一台变比k=10的变压器,从低压侧做空载试验求得励磁阻抗为16Ω,那么高压边的励磁阻抗值是 ② 。(选填①16;②1600;③0.16)
12、一台单相变压器进行空载试验,当高压侧加额定电压进行测量,或低压侧加额定电压进行测量,所测得损耗 ③ 。(选填①不相等且相差较大;②折算后相等;③相等) 13、变压器的短路损耗为 ③ 。(选填①全部为铜耗;②全部为铁耗;③主要为铜耗)变压器的空载损耗看作是变压器的铁耗,短路损耗看作是额定负
载时的铜耗。变压器空载时没有输出功率,此时输入功率主要包括一次绕组铜损和铁芯的损耗,由于空载电流很小,一次绕组电阻比铁芯电阻小,则空载损耗等于铁耗. 短路试验时,外加电压很低,铁芯中主磁通小,铁耗可忽略不计,认为短路损耗等于铜耗.
14、若电源电压不变,变压器产生的主磁通Φ,在空载和负载时,其值 ② 。 (选填①完全相等;②基本不变;③根本不同;)
15、一台单相变压器,当一次侧电压降至额定电压一半时,变压器等效电路中的励磁电抗
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②。(选填:①不变;②变大;③变小)
16、一台变压器的额定频率为50Hz,如果接到60Hz的电源上,且额定电压的数值相等,则此变压器铁心中的磁通 ① 。(选填:①减少;②不变;③增加)
17、变压器在空载时,线路电压增加,铁心耗损将 ① 。(选填:①增加;②不变;③减少) 电压一定
铁耗一定
18、Y/Y联接的三相变压器组,在空载运行时,由于 ② ③ ,使相电压增大,有害于变压器的正常运行。(选填:①有三次谐波电流通过;②有三次谐波磁通通过;③有三次谐波感应电势)
19、消除三相心式变压器中的三次谐波磁通的主要方法是 ② ③ 。(选填:①采用Y/Y联接;②采用Y/△联接;③采用△/△联接)
20、Y/Y联接的组式变压器,相电势的波形是 ② 。(选填:①正弦波;②尖顶波;③平顶波)
21、变压器并联运行,变比相等是为了无环流;短路电压标么值相等是为了负载分配合理;连接组别相同是为了不因过大的环流而烧毁变压器绕组;短路阻抗角相等是为了变压器副边绕组的电流同相位,使在负载电流一定时每台变压器承担的电流最小。 22、通过 和 实验可求取变压器的参数。 答:空载和短路。
23、一台接到电源频率固定的变压器,在忽略漏阻抗压降条件下,其主磁通的大小决定于_______的大小,而与磁路的_______基本无关,其主磁通与励磁电流成_______关系。(外加电压;材质和几何尺寸;非线性)
24、变压器铁心导磁性能越好,其励磁电抗越_______,励磁电流越_______。 (越大;越小)
25、变压器带负载运行时,若负载增大,其铁损耗将_______,铜损耗将_______(忽略漏阻抗压降的影响)。 (不变;增加)
26、当变压器负载(φ2>0°)一定,电源电压下降,则空载电流I0_______,铁损耗PFe_______。( 减小;减小) 27、一台2kV·A,400/100V的单相变压器,低压侧加100V,高压侧开路测得I0=2A;P0=20W;当高压侧加400V,低压侧开路,测得I0=_______A,P0=_______W。(0.5;20)
28、变压器短路阻抗越大,其电压变化率就_______,短路电流就_______。(大;小) 29、变压器等效电路中的xm是对应于_______电抗,rm是表示_______电阻。 (主磁通的;铁心损耗的等效)
30、两台变压器并联运行,第一台先达满载,说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台_______。 (小)
31、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_______和_______有关,而且还与三相绕组的_______有关。 (绕向;首末端标记;联结方式)
32、变压器空载运行时功率因数很低,这是由于_______。(空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁损耗和空载时铜损耗所需的有功功率)
二、判断下列说法是否正确:
1.变压器的激磁阻抗Zm随外加电压的增大而增大。×
2.变压器从空载到负载主磁通将随负载电流的增加而变大。× 3.变压器变比的定义是初级和次级绕组的负载电压之比。×
4 变压器短路实验常在高压侧进行,测取外加电压为额定电压时的电流。×
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5、变压器次级电流折算到初级要除以变比k2 。×
6、短路电压uk越大,则变压器随负载变化时,输出电压电压波动越大,且在变压器故障短路情况下,短路电流较小。?
7、按国家标准,实验测出的电阻值和电抗值应换算到基准工作温度(75℃)时的数值。× 8、变压器空载实验时,Zm?U1,为了使测出的参数能符合变压器的实际运行,应选取IO额定电压时的数据来计算激磁阻抗。?
9、变压器的空载损耗可近似看成铁损耗,短路损耗可近似看成铜损耗。? 10、变压器带感性负载时,输出电压有可能比空载电压还高。×
11、标么值是实际值与该物理量所选定的同单位基值之比的形式表示。?
12、变压器次级电阻的标么值与次级电阻折算到初级后的的标么值具有不同的值× 13、变压器带额定负载时变压器的效率最高。×
14、三相心式变压器三相磁路长度不同,当外加三相对称电压时,三相激磁电流不完全对
称,中间铁心柱的一相磁路较短,激磁电流较大。×
15、绕组的同名端只决定于绕组的绕向,与绕组的首末端标志无关。?
16、联接组号为Y/Y-4的变压器次级绕组的线电动势超前初级绕组的线电动势120?×
17、在三相变压器中,总希望在初级或次级绕组中有一个接成三角形,以保证相电动势接
近正弦波,从而避免相电动势波形发生畸变。?
18、磁路彼此相关的三相组式变压器如采用Y/Y联结会使相电动势畸变成为尖顶波,可能
危及绕组绝缘安全,故不允许采用Y/Y联结。× 19、电流互感器不允许短路运行。×
20、单相变压器额定容量SN=2KVA,原,副方额定电压U1N/U2N=220/110V,今在原方施以 22V的直流电压时,副方的电压为11V。 × 21、仪用电压互感器在工作时绝对不允许副方短路。?
22、变压器中的磁通按正弦规律变化时,激磁电流波形也按正弦规律变化。× 23、不论变压器带什么性质的负载,其负载电压总比空载电压低。× 24、 变压器低压侧电压折算到高压侧时,低压侧电压乘以变比K ?
25、一台变压器原边电压U1不变,副边接电阻性负载或接电感性负载,如负载电流相等,则两种情况下,副边电压也相等( )。 (F)
26、变压器在原边外加额定电压不变的条件下,副边电流大,导致原边电流也大,因此变压器的主要磁通也大()。(F)
27、变压器的漏抗是个常数,而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少( )。(T)
28、自耦变压器由于存在传导功率,因此其设计容量小于铭牌的额定容量( )。 (T) 29、使用电压互感器时其二次侧不允许短路,而使用电流互感器时二次侧则不允许开路( )。 (T)
三、选择题
1、变压器的空载损耗为:(B)短路损耗主要为铜秏
A、主要为铜耗 B、主要为铁耗 C、 全部为铁耗 D、 全部为铜耗 2、变压器空载电流小的原因是:(A)
A 、变压器的励磁阻抗大 B、 一次绕组匝数多,电阻大 C、 一次绕组漏抗大
3、当一次侧接额定电压并维持不变时,变压器由空载转为满载运行时,其主磁通将会 (C)
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