(精品)《电机学》课后习题答案

②外施电压变比±10%,x1?不变,

U?E1由磁化曲线知,I0 比 ?m变化快 ∴??U∴U?③x1?: x1??2?fN12?1? ∴ xm:

I0?xm?

?1?为漏磁路的漏磁导 ∴?1?为常数

f变化±10%,x1?变化±10%。

成正比外,还与uFe成正比

变化±10%,E不变

xm除与f ∵E?4.44fN? ∴f ∴?变化±10%,

f增加10%,则?减小10%,uFe增大,∴xm的增加大于10%。

f减小10%,则?增加10%,uFe减小,∴xm的减小于10%。

3.11 分析变压器有哪几种方法?它们之间有无联系?为什么?

解:分析变压器有三种方法:基本方程式,等效电路和相量图,三者有联系,他们的物理

本质是一样,都反映了变压器内部的电磁关系,在进行定量计算时,宜采用等效电路和方程式,定性的给各物理量间关系时,可用相量图。

3.12 一台变压器,原设计的额定频率为50Hz,现将它接到60Hz的电网上运行,额定电

压不变,试问对励磁电流、铁耗、漏抗、电压变化率等有何影响? 解:①U1f也50Hz变为60Hz,额定电压不变。

5?E1?4.44fN1?m f变为原来的65,则?m变为原来的6

∴励磁电流减小,即I0f?②PFe?P1(50)Bm 50?,I0为原来的56

??1.2:1.6

6虽然频率变为原来的5倍,但频率的1.6次方与铁耗成正比 但?m减小6倍,∴Bm减小6倍,但Bm的平方与PFe成正比

55∴最终仍是铁耗减小,即PFe?

?Al22③励磁电抗 xm?2?fN1?m?2?fN1 f?,饱和程度降低,?? ∴xm?

④漏电抗:x1??2?fN12?1? ?1?为漏磁路磁导可认为是常数

∴ x1?随频率增大而增大。 ⑤电压变化率?U00***??(Rkcos?2?xksin?2)∵xk?,∴?U增大

3.13 一台额定频率为50Hz的电力变压器,接到频率为60Hz、电压为额定电压5/6倍的

电网上运行,问此时变压器的空载电流、励磁电抗、漏电抗及铁耗等将如何变化?为什么? 解: 原来U1N?4.44fN1?m1现在56U1N25∴?m2?36?m与3.12一样

?4.44?65fN1?m2

55如改为60Hz电力变压器,接到50Hz电网上,电压为6倍,则现在56U1N?4.44?6fN1?m2

∴?m1??m2

(1)∵磁通未变 ∴I0不变

(2)∵?不变 ∴饱和程度不变 ∴uFe不变 故xm?(3)

f ∴xm减小为原来的65倍

x1??f2 ∴x1??5也减小为原来的6倍,副方电抗x2?也一样,

的减小而减小。

(4) PFe?Bmf

??1.3:1.6 Bm不变 ∴PFe随f

3.14 在变压器高压方和低压方分别加额定电压进行空载试验,所测得的铁耗是否一样?

计算出来的励磁阻抗有何差别? 在高压方和低压方做空载试验,只要都加额定电压,由于U1N通是相等的;原因是

U1N ?m1?4.44fN12N1N?m2?4.442N??fN24.44fN2?k4.44fN1??m1∴铁损耗相等

?kU2N这两种情况下主磁

UkUU在高压方做:Zm1?在低压方做:Zm2?U1I01 U1为电压,I01为在高压侧测得的空载电流。 U2 I02为低压方做空载试验时所测得的电压,电流。

U2I02∵无论在高压做还是低压做磁通不变,相同 ∴电压之比等于匝数之比,即U1?kU2

又∵磁通相等,∴两种情况磁势相同,∴N1I01?N2I02

m1∴I01?kI02 ∴Zm?U122ZUI02I012?kg11?k

k

3.15 在分析变压器时,为何要进行折算?折算的条件是什么?如何进行具体折算?若用

标么值时是否还需要折算?

(1)∵变压器一,二次绕组无直接电联系,且一,二次绕组匝数不等,用设有经过折算的基本解公司无法画出等效电路,∴要折算。

(2)如果将二次绕组折算到一次侧,因为二次绕组通过其磁动势F2对一起绕组起作用,∴只要保持F2不变,就不会影响一次绕组的各个量

&&&?(3)具体方法是将二次绕组的匝数折合到与一次绕组相同的匝数,即F2&''I'&&&&2&Ik,E2?kE2,U2?kU2 2?'&?NI&N2I212 ∴

'''?k2XL ?k2RL,XLR2?k2R2,x2??kx2? RL'2(4)若用标么值时不需要折算,因为用标么值表示时折算前后数值相等例

I?*2I2I2N?I2kI1N?'I2I1N'* ?I2

3.16 一台单相变压器,各物理量的正方向如图3.1所示,试求: (1)写出电动势和磁动势平衡方程式;

(2)绘出cos?2?1时的相量图。

&?E&?E&?I&&&&&(1) U111?1R1 U2?E2?E2??I2R2

&&&&&&I&I1N1?I2N2??mRm??N1I0(要注意2方向,如与图中相反,则为:I1N1?I2N2?N1I0)

&?jI&&?I&Z,E令E1?1x1? 10m&?jI&x E2?22?&?j4.44fN?&&&E22m(没有“-”号)E1?j4.44fN1?m(没有“-”号)

&?E&?I&&&1&&&&&&U111R1?jI1x1?,U2?E2?I2R2?jI2x2? I1?kI2?I0

'E1&E2&?I&Z U&??I&Z ?k E10m22L(2) cos?2?1时相量图

3.17 如何确定联接组?试说明为什么三相变压器组不能采用Yy联接组,而三相心式变

压器又可以呢?为什么三相变压器中常希望一次侧或者二次侧有一方的三相绕组接成三角形联接?

3.18 一台Yd联接的三相变压器,一次侧加额定电压空载运行。此时将二次侧的三角形

打开一角测量开口处的电压,再将三角形闭合测量电流,试问当此三相变压器是三相变压器组或三相心式变压器时,所测得的数值有无不同?为什么?

3.19 有一台Yd联接的三相变压器,一次侧(高压方)加上对称正弦电压,试分析:

(1)一次侧电流中有无3次谐波?

(2)二次侧相电流和线电流中有无3次谐波? (3)主磁通中有无3次谐波?

(4)一次侧相电压和线电压中有无3次谐波?

(5)二次侧相电压和线电压中有无3次谐波?

3.20 并联运行的理想条件是什么?要达到理想情况,并联运行的各变压器需满足什么条

件?

3.21 并联运行的变压器若短路阻抗的标么值或变比不相等时会出现什么现象?如果各变

压器的容量不相等,则以上两量对容量大的变压器是大些好呢还是小些好呢?为什么?

3.22 试说明变压器的正序、负序和零序阻抗的物理概念。为什么变压器的正序、负序阻抗相等?变压器零序阻抗的大小与什么因素有关?

3.23为什么三相变压器组不宜采用Yyn联接?而三相心式变压器又可以用Yyn联接呢? 3.24 如何测定变压器的零序电抗?试分析Yyn联接的三相变压器组和三相心式变压器零

序电抗的大小。

3.25 试画出Yny、Dyn和Yy联接变压器的零序电流流通路径及所对应的等效电路,写

出零序阻抗的表达式。

3.26 如果磁路不饱和,变压器空载合闸电流的最大值是多少?

3.27 在什么情况下突然短路电流最大?大致是额定电流的多少倍?对变压器有什么危害

性? 3.28 变压器突然短路电流值与短路阻抗Zk有什么关系?为什么大容量的变压器把Zk设计得大些?

3.29 三绕组变压器中,为什么其中一个二次绕组的负载变化时对另一个二次绕组的端电

压发生影响?对于升压变压器为什么把低压绕组摆在高压与中压绕组之间时可减小这种影响?

3.30 三绕组变压器的等效电抗与两绕组变压器的漏电抗在概念上有什么不同?

3.31自耦变压器的绕组容量(即计算容量)为什么小于变压器的额定容量?一、二次侧的

功率是如何传递的?这种变压器最合适的电压比范围是多大? 3.32 同普通两绕组变压器比较,自耦变压器的主要特点是什么?

3.33电流互感器二次侧为什么不许开路?电压互感器二次侧为什么不许短路?

3.34 产生电流互感器和电压互感器误差的主要原因是什么?为什么它们的二次侧所接仪

表不能过多? 3.35 有一台单相变压器,额定容量SN?250kVA,额定电压U1N/U2N?10/0.4kV,

试求一、二次侧的额定电流。

SN I1N?U ?25010?25(A)1N

I2N?U2NN?2500.4?625(A)S3.36 有一台三相变压器,额定容量SN?5000kVA,额定电压U1N/U2N?10/6.3kV,Yd联接,试求:

(1)一、二次侧的额定电流;

(2)一、二次侧的额定相电压和相电流。

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