【正文】 存在B相超前還是C相超前的差別，對(duì)變壓器的電磁本質(zhì)沒(méi)什么不同，因此負(fù)序系統(tǒng)的等效電路和負(fù)序阻抗與正序系統(tǒng)相同，即；變壓器的零序阻抗主要決定于（1）三相變壓器繞組的連接方式（2）磁路的結(jié)構(gòu)等因素。這樣大的電壓差作用在變壓器副繞組所構(gòu)成的回路上，必然產(chǎn)生很大的環(huán)流（幾倍于額定電流），它將燒壞變壓器的繞組。的相位差。以相為例，三次諧波電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為，所以線電動(dòng)勢(shì)中沒(méi)有三次諧波電動(dòng)勢(shì)。解：1) , 折算至高壓側(cè)的激磁參數(shù)： 短路參數(shù)計(jì)算： Zk ==Rk =Xk==2) T形電路圖如下： 4) 滿載時(shí)的效率 第 3 章 三相變壓器組和三相心式變壓器在磁路結(jié)構(gòu)上各有什么特點(diǎn)？答：三相變壓器組磁路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是各相磁路各自獨(dú)立，彼此無(wú)關(guān)；三相心式變壓器在磁路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是各相磁路相互影響，任一瞬間某一相的磁通均以其它兩相鐵心為回路。求：1) 折算到高壓側(cè)的短路參數(shù)Rk、xk和Zk；2) 折算到低壓側(cè)的短路參數(shù)k、k和k；3) 將1）、2）的參數(shù)用標(biāo)么值表示，由計(jì)算結(jié)果說(shuō)明什么問(wèn)題？4) 變壓器的短路電壓uk及其有功分量ukr、無(wú)功分量ukx；5) 在額定負(fù)載下，功率因數(shù)分別為cos2=cos2=（滯后）、cos2=（超前）3種情況下的△U％。空載試驗(yàn)時(shí)輸入功率為變壓器的鐵損耗，無(wú)論在高壓邊還是在低壓邊加電壓，都要加到額定電壓，根據(jù)可知，； ，故，即。測(cè)量短路損耗時(shí)，變壓器所加電壓很低，而根據(jù)可知，由于漏阻抗壓降的存在，則更小。副方各量折算方法如下： 將副方電流除以；副方感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電壓乘以；漏阻抗、負(fù)載阻抗應(yīng)乘以。，若誤將低壓側(cè)接到的交流電源上，將會(huì)產(chǎn)生什么后果？答：根據(jù)可知,此時(shí)主磁通增加接近倍，磁路飽和程度大增，勵(lì)磁電流將會(huì)大大增加，鐵耗和銅耗增大，變壓器過(guò)熱。而當(dāng)鐵心飽和時(shí)，磁化曲線呈非線性，為使磁通為正弦波，勵(lì)磁電流必須呈尖頂波。（2）空載時(shí)，有主磁通和一次側(cè)繞組漏磁通，它們均由一次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)產(chǎn)生；負(fù)載時(shí)有主磁通，一次側(cè)繞組漏磁通，二側(cè)次繞組漏磁通。解： 第 2 章 在研究變壓器時(shí)，原、副方各電磁量的正方向是如何規(guī)定的？答：從原理上講，正方向可以任意選擇，但正方向規(guī)定不同，列出的電磁方程式和繪制的相量圖也不同。原、副方額定電壓的含義是指：正常運(yùn)行時(shí)規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱(chēng)為變壓器一次側(cè)的額定電壓；二次側(cè)的額定電壓是指變壓器一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的空載電壓。分接開(kāi)關(guān)，可在無(wú)載下改變高壓繞組的匝數(shù),以調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓。 變壓器有哪些主要部件？各部件的作用是什么？答：電力變壓器的基本構(gòu)成部分有：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其它附件等，其中鐵心是變壓器的主磁路，又是它的機(jī)械骨架。如下圖所示：010 一個(gè)有鐵心的線圈，線圈電阻為2Ω。 其中 和 分別 表示兩種情況下的各物理量。在電機(jī)的各種損耗和散熱情況相同的條件下，環(huán)境溫度不同，則電機(jī)所達(dá)到的實(shí)際溫度不同，所以用溫升而不直接用溫度表示電機(jī)的發(fā)熱程度。 。這樣，由主磁通分別在線圈和中感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。張廣溢 郭前崗 《電機(jī)學(xué)》習(xí)題解答電機(jī)學(xué)（第2版）主編：張廣溢 郭前崗 重慶大學(xué)出版社 課后習(xí)題答案 心藍(lán)玉醉 整理 2013/1/14緒 論 電機(jī)和變壓器的磁路常用什么材料制成，這類(lèi)材料應(yīng)具有哪些主要特性？答：電機(jī)和變壓器的磁路常用導(dǎo)磁性能高的硅鋼片疊壓制成，磁路的其它部分常采用導(dǎo)磁性能較高的鋼板和鑄鐵制成。由漏磁通在線圈中產(chǎn)生交變的。答：磁路和電路的相似只是形式上的，與電路相比較，磁路有以下特點(diǎn)：1）電路中可以有電動(dòng)勢(shì)無(wú)電流，磁路中有磁動(dòng)勢(shì)必然有磁通；2）電路中有電流就有功率損耗；而在恒定磁通下，磁路中無(wú)損耗3）由于G導(dǎo)約為G絕的1020倍，而僅為的倍，故可認(rèn)為電流只在導(dǎo)體中流過(guò)，而磁路中除主磁通外還必須考慮漏磁通；4）電路中電阻率在一定溫度下恒定不變，而由鐵磁材料構(gòu)成的磁路中，磁導(dǎo)率隨變化，即磁阻隨磁路飽和度增大而增大。電機(jī)的溫升主要決定于電機(jī)損耗的大小、散熱情況及電機(jī)的工作方式。 在（3）中，由于，所以 。將其接入110V交流電源，測(cè)得輸入功率為22W，電流為1A，試求鐵心中的鐵耗及輸入端的功率因數(shù)。繞組由銅或鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成，是變壓器的電路部分。？如何減少鐵心中的損耗？答：鐵心是變壓器的主磁路，又是它的機(jī)械骨架。對(duì)三相變壓器，額定電壓、額定電流均指線值。通常按習(xí)慣方式規(guī)定正方向，稱(chēng)為慣例。主磁通由一次繞組和二次繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)即激勵(lì)產(chǎn)生，一次側(cè)繞組漏磁通由一次繞組磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)產(chǎn)生，二次側(cè)繞組漏磁通由二次繞組磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)產(chǎn)生。，若減少原繞組的匝數(shù)，則變壓器鐵心的飽和程度、空載電流、鐵心損耗和原、副方的電動(dòng)勢(shì)有何變化？答：根據(jù)可知,因此,一次繞組匝數(shù)減少,主磁通將增加，磁密，因不變，將隨的增加而增加，鐵心飽和程度增加；由于磁導(dǎo)率下降。同時(shí)噪聲過(guò)大，振動(dòng)明顯。 ？它與哪些因素有關(guān)？答：變壓器的電壓變化率定義為：當(dāng)變壓器的原方接在額定電壓、額定頻率的電網(wǎng)上，副方的空載電壓與給定負(fù)載下副方電壓的算術(shù)差，用副方額定電壓的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示的數(shù)值，即變壓器電壓變化率可按下式計(jì)算：。又根據(jù)可知，因?yàn)楹苄?，磁通就很小，因此磁密很低。因此無(wú)論在哪側(cè)做，主磁通大小都是相同的，鐵損耗就一樣。解: 1) 2) 3) 4) 5) △U1％＝( Rk* cos2+ xk* sin2) 100％ =(+0) 100％ =％ △U2％＝( Rk* cos2+ xk* sin2) 100％ =(+) 100％ =％ △U3％＝( Rk* cos2+ xk* sin2) 100％ =( ) 100％ = ％212一臺(tái)三相變壓器，SN=750kVA,U1N/U2N=10000/400V,Y,d接法，f=50HZ。？答：三相變壓器的聯(lián)結(jié)組是描述高、低壓繞組對(duì)應(yīng)的線電動(dòng)勢(shì)之間的相位差，它主要與（1）繞組的極性（繞法）和首末端的標(biāo)志有關(guān)；（2）繞組的連接方式有關(guān)。 ？答：變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件有：（1） 各變壓器高、低壓方的額定電壓分別相等，即各變壓器的變比相等；（2） 各變壓器的聯(lián)結(jié)組相同；（3） 各變壓器短路阻抗的標(biāo)么值相等，且短路電抗與短路電阻之比相等。例如Y，y0和Y，d11兩臺(tái)變壓器并聯(lián)時(shí)，副邊的線電動(dòng)勢(shì)即使大小相等，由于對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)之間相位差300，也會(huì)在它們之間產(chǎn)生一電壓差，如圖所示。如果變比不等，則在并聯(lián)運(yùn)行的變壓器之間也會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。，為什么Y，yn接法不能用于三相變壓器組，卻可以用于三相心式變壓器？答： Y，yn接線的組式變壓器接單相負(fù)載時(shí)，由于零序阻抗大（），負(fù)載電流將很小，因此根本不能帶單相負(fù)載。而心式變壓器，由于零序阻抗很小（很?。?，單相負(fù)載電流的大小主要由負(fù)載阻抗決定，因此它可以帶一定的單相負(fù)載。 1） 2） 3） 題圖 32解： 1） 2） 3) 根據(jù)下列變壓器的聯(lián)結(jié)組別畫(huà)出其接線圖： 1）Y，d5；2）Y，y2；3）D，y11。 313 兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，在SNI=1000kAV，SNII=500kAV，不允許任何一臺(tái)變壓器過(guò)載的情況下，試計(jì)算下列條件并聯(lián)變壓器組可供給的最大負(fù)載，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行討論。314 兩臺(tái)變壓器數(shù)據(jù)如下：SNI=1000kAV，ukI=％，SNII=2000kAV，ukII=％聯(lián)結(jié)組均為Y，d11額定電壓均為35/。解：1），∴需要3臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。解： 317 一臺(tái)容量為100kVA，Y，yn0聯(lián)結(jié)組的三相心式變壓器，／＝6000／400 V，=+，=+，試求：1）原繞組的三相電流；2）副方的三相電壓； 3）中點(diǎn)移動(dòng)的數(shù)值。？為什么大容量變壓器的設(shè)計(jì)得大些？答：由====，可知變壓器突然短路電流大小與短路阻抗的標(biāo)幺值大小成反比。？如何保護(hù)？答：變壓器運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的過(guò)電壓有：一是由于輸電線直接遭受雷擊或雷云放電在輸電線上感應(yīng)的過(guò)電壓，稱(chēng)為大氣過(guò)電壓；另一種情況是當(dāng)變壓器或線路上開(kāi)關(guān)合閘或拉閘時(shí)，伴隨著系統(tǒng)電磁能量的急劇變化而產(chǎn)生的過(guò)電壓，稱(chēng)為操作過(guò)電壓。46 有一臺(tái)三相變壓器，聯(lián)結(jié)組，試求：1）高壓方的穩(wěn)態(tài)短路電流及其標(biāo)么值；2）在最不利的情況下發(fā)生副方突然短路時(shí)短路電流的最大值和標(biāo)么值。在三繞組變壓器中，的大小與各繞組在鐵心上的排列位置有關(guān)。額定運(yùn)行時(shí)的容量用表示，即自耦變壓器的額定容量。？電流互感器在運(yùn)行時(shí)不允許副邊開(kāi)路？答：由于電壓互感器副邊所接的測(cè)量?jī)x表，例如電壓表、功率表的電壓線圈等，其阻抗很大，故電壓互感器運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于一臺(tái)降壓變壓器的空載運(yùn)行，電壓互感器是按空載運(yùn)行設(shè)計(jì)的。同時(shí)因副繞組匝數(shù)很多，將會(huì)感應(yīng)出危險(xiǎn)的高電壓，危及操作人員和測(cè)量設(shè)備的安全。的空間電角度。 整數(shù)槽雙層繞組和單層繞組的最大并聯(lián)支路數(shù)與極對(duì)數(shù)有何關(guān)？答 采用60176。 何謂相帶？在三相電機(jī)中為什么常用60176。相帶繞組是因?yàn)椋海?）分布系數(shù)較大；（2）有正負(fù)相帶而不含偶數(shù)次諧波磁動(dòng)勢(shì)。一般常用的方法有：（1） 使氣隙磁場(chǎng)沿電樞表面的分布盡量接近正弦波形。（5） 采用斜槽或分?jǐn)?shù)槽繞組削弱齒諧波電動(dòng)勢(shì)。由于短距或長(zhǎng)距時(shí)，線圈電動(dòng)勢(shì)為導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的相量和，而全距時(shí)為代數(shù)和，故除全距時(shí)=1 以外，在短距或長(zhǎng)距時(shí)，都恒小于1。在中、小型感應(yīng)電機(jī)和小型凸極同步電機(jī)中，常用轉(zhuǎn)子斜槽來(lái)削弱齒諧波電動(dòng)勢(shì)，一般斜一個(gè)齒距。解：（1）槽電動(dòng)勢(shì)星形圖如右：（2）畫(huà)出其疊繞組A相展開(kāi)圖如下 ：，頻率為，定子槽數(shù)為槽，每槽內(nèi)有兩根有效導(dǎo)體，接法，空載線電壓為。答 同步電機(jī)的定子繞組和異步電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組均為交流繞組，而它們中的電流則是隨時(shí)間變化的交流電，因此，交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)及氣隙磁通既是時(shí)間函數(shù)，同時(shí)空間位置不同，磁動(dòng)勢(shì)和氣隙磁通密度分布不同，所以又是空間的函數(shù)。每次波的頻率相同都等于電流的頻率，其中，磁動(dòng)勢(shì)基波的幅值為：次諧幅值為 （3） 基波的極對(duì)數(shù)就是電機(jī)的極對(duì)數(shù)，而次諧波的極對(duì)數(shù)。改變電流相序即可改變旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)向。時(shí)的向量圖如圖所示。、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和幅值。176。710一臺(tái)三相四極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，PN=132kW，UN=380V，IN=235A，定子繞組采用三角形連接，雙層疊繞組，槽數(shù)Z=72，y1=15，每槽導(dǎo)體數(shù)為72，a=4，試求：（1）脈振磁動(dòng)勢(shì)基波和7等次諧波的振幅，并寫(xiě)出各相基波脈振磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；（2） 算三相合成磁動(dòng)勢(shì)基波及7次諧波的幅值，寫(xiě)出它們的表達(dá)式，并說(shuō)明各次諧波的轉(zhuǎn)向、極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速；（3） 分析基波和7次諧波的繞組系數(shù)值，說(shuō)明采用短距和分布繞組對(duì)磁動(dòng)勢(shì)波形有什么影響。解，相繞組磁動(dòng)勢(shì)的基波幅值 磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向分析如下： 713電樞繞組若為兩相繞組，匝數(shù)相同，但空間相距120176。當(dāng)時(shí)，在+A軸，各自從+B軸倒退120176。到+B軸的方向，電流iB應(yīng)是：,磁動(dòng)勢(shì)向量圖如下圖2所示。如果沒(méi)有外力的幫助，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定電壓、額定電流，額定功率的定義是什么?答 額定電壓是指額定運(yùn)行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓，單位為V；額定電流是指電動(dòng)機(jī)在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時(shí)，定子繞組中的線電流，單位為A；額定功率是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率，單位是kw。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，為什么定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)？答 設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為，因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速為。由于轉(zhuǎn)子本身相對(duì)于定子繞組有一轉(zhuǎn)速，為此站在定子繞組上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速為。，為什么不會(huì)影響定子邊的各種量數(shù)？定子邊的電磁過(guò)程和功率傳遞關(guān)系會(huì)改變嗎？答 我們知道異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有電路上的聯(lián)結(jié)，只有磁路的聯(lián)系，這點(diǎn)和變壓器的情況相類(lèi)似。雖然換成了新轉(zhuǎn)子，但轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)并沒(méi)有改變，所以不影響定子邊，從而也就不會(huì)影響定子邊的各種量數(shù)。因?yàn)檩敵龅臋C(jī)械功率是有功的，故只能用有功組件電阻來(lái)等效代替。、轉(zhuǎn)子邊的頻率并不相同，相量圖為什么可以畫(huà)在一起？根據(jù)是什么？答 因?yàn)樵谶@里進(jìn)行了除匝數(shù)、相數(shù)折算外，還對(duì)轉(zhuǎn)子邊的頻率進(jìn)行了折算。 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)：.定子繞組為接法，試計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、勵(lì)磁電流、功率因數(shù)、輸入功率和效率。 異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式的物理意義是什么？答 電磁功率除以同步機(jī)械角速度得電磁轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過(guò)整理為，從上式看出，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與氣