【正文】 將一、二次繞組匝數(shù)變化 %10? ，對(duì) ?1X ， mX 的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化 %10? ，其影響怎樣？如果僅將頻率變化 %10? ，其影響又怎樣？ 解：①一，二次繞組匝數(shù)變比177。 10％， 1x? 不變， 1UE? 由磁化曲線知 ， 0I 比 m? 變化快 ∴ U?? ∴ U? 0I? mx? ③ 1:x? 21 1 12x fN????? 1?? 為漏磁路的漏磁 導(dǎo) ∴ 1?? 為常數(shù) ∴ f 變化 177。 3． 12 一臺(tái)變壓器，原設(shè)計(jì)的額定頻率為 50Hz，現(xiàn)將它接到 60Hz 的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電壓不變，試問(wèn)對(duì)勵(lì)磁電流、鐵耗、漏抗、電壓變化率等有何影響？ 解： f 也 50Hz 變?yōu)?60Hz ，額定電壓不變。2 I kI ? ， 39。 *22N N NIIII k I III? ? ? ? 3． 16 一臺(tái)單相變壓器，各物理量的正方向如圖 所示，試求： （ 1）寫出電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式； （ 2）繪出 1cos 2 ?? 時(shí)的相量圖。 (1) 1 50001 3 3 1 0 28 ( )N NSN UIA?? ? ? 2 50002 3 3 6 . 3 4 5 8 .2 ( )N NSN U ?? ? ? (2) 1 101 33 5 .7 7 4 ( )NUNU k V? ? ? ? 21 ( )NNU U k V? ?? 11 288 .7 ( )NNI I A? ?? 2 4 5 8 . 22 33 2 6 4 .5 ( )NINIA? ? ? ? 3． 37 有一臺(tái)三相變壓器，額定容量 kVASN 100? ，額定電壓 kVUU NN ? ，Yyn 聯(lián)接，試求： （ 1）一、二次側(cè)的額定電流； （ 2）一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。 3． 26 如果磁路不飽和，變壓器空載合閘電流的最大值是多少？ 3． 27 在什么情況下突然短路電流最大？大致是額定電流的多少倍？對(duì)變壓器有什么危害性？ 3． 28 變壓器突然短路電流值與短路阻抗 kZ 有什么關(guān)系？為什么大容量的變壓器把 kZ 設(shè)計(jì)得大些？ 3． 29 三繞組變壓器中，為什么其中一個(gè)二次繞組的負(fù)載變化時(shí)對(duì)另一個(gè)二次繞組的端電壓發(fā)生影響？對(duì)于升壓變壓器為什么把低壓繞組擺在高壓與中壓繞組之間時(shí)可減小這種影響？ 3． 30 三繞組變壓器的等效電抗與兩繞組變壓器的漏電抗在概念上有什么不同？ 3． 31 自耦變壓器的繞組容量（即計(jì)算容量）為什么小于變壓器的額定容量？一、二次側(cè)的功率是如何傳遞的？這種變壓器最合適的電壓比范圍是多大？ 3． 32 同普通兩繞組變壓器比較，自耦變壓器的主要特點(diǎn)是什么？ 3． 33 電流互感器二次側(cè)為什 么不許開(kāi)路？電壓互感器二次側(cè)為什么不許短路？ 3． 34 產(chǎn)生電流互感器和電壓互感器誤差的主要原因是什么？為什么它們的二次側(cè)所接儀表不能過(guò)多？ 3． 35 有一臺(tái)單相變壓器，額定容量 kVASN 250? ，額定電壓 kVUU NN ? ，試求一、二次側(cè)的額定電流。2LLX k X? (4) 若用標(biāo)么值時(shí)不需要折算，因?yàn)橛脴?biāo)么值表示時(shí)折算前后數(shù)值相等例39。 (2)如果將二次繞組折算到一次側(cè)，因?yàn)槎卫@組通過(guò)其磁動(dòng)勢(shì) 2F 對(duì)一起繞組起作用，∴只要 保持 2F 不變，就不會(huì)影響一次繞組的各個(gè)量 (3)具體方法是將二次繞組的匝數(shù)折合到與一次繞組相同的匝數(shù)，即 39。 f 減小 10％ ，則 ? 增加 10％， Feu 減小， ∴ mx 的減小于 10％。21 1 10 .9 0 .8 1 1x x x? ? ???即 1x? 減少 19％，二次繞組匝數(shù)變化對(duì) 1x? 無(wú)影響 :mx 22112 2 2 uAm m m lx fL fN fN? ? ?? ? ? ? 1N 增 加 ， 0I 減少 ∴ u 增大 ∴mx? 19％。 第三章 變壓器 3． 1 變 壓器有哪幾個(gè)主要部件？各部件的功能是什么？ 變壓器的主要部件 : 鐵心 :磁路 ,包括芯柱和鐵軛兩部分 繞組 :電路 油箱 :加強(qiáng)散熱，提高絕緣強(qiáng)度 套管 :使高壓引線和接地的油箱絕緣 3． 2 變壓器鐵心的作用是什么？為什么要用厚 、表面涂絕緣漆的硅鋼片制造鐵心？ 變壓器鐵心的作用是磁路 .鐵心中交變的磁通會(huì)在鐵心中引起鐵耗 ,用涂絕緣漆的薄硅鋼片疊成鐵心 ,可以大大減小鐵耗 . 3． 3 為什么變壓器的鐵心和繞組通常浸在變壓器油中？ 因變壓器油絕緣性質(zhì)比空氣好，所以將鐵心和繞 組浸在變壓器油中可加強(qiáng)散熱和提高絕緣強(qiáng)度 . 3． 4 變壓器有哪些主要額定值？一次、二次側(cè)額定電壓的含義是什么？ 額定值 1NI , 2NI , 1NU , 2NU , NS , Nf 1NU :一次繞組端子間電壓保證值 2NU :空載時(shí) ,一次側(cè)加額定電壓 ,二次側(cè)測(cè)量得到的電壓 3． 5 變壓器中主磁通與漏磁通的作用有什么不同？在等效電路中是怎樣反映它們的作用的？ 主磁通 :同時(shí)交鏈一次，二次繞組 ,但是能量從一次側(cè)傳遞到二側(cè)的媒介 ,使1122EN k??,實(shí)現(xiàn)變壓功能 漏磁通 :只交鏈自身繞組 ,作用是在繞組電路中產(chǎn)生電壓降 ,負(fù)載時(shí)影響主磁通 , 1E 和二次電 壓 2U 的變化 ,以及限制二次繞組短路時(shí)短路電流的大小 ,在等效電路中用 mZ 反應(yīng)磁通的作用 ,用 1x? , 2x? 反應(yīng)漏磁通的作用 3． 6 電抗 ?1X 、 kX 、 mX 的物理概念如何？它們的數(shù)據(jù)在空載試驗(yàn)、短路試驗(yàn)及正常負(fù)載運(yùn)行時(shí)是否 相等？為什么定量計(jì)算可認(rèn)為 kZ 和 mZ 是不變的？ ?kZ 的大小對(duì)變壓器的運(yùn)行性能有什么影響？在類變壓器 ?kZ 的范圍如何？ 1x? :對(duì)應(yīng)一次繞組的漏磁通 ,磁路的磁組很大，因此 1x? 很小 ,因?yàn)榭諝獾拇艑?dǎo)率為常數(shù) ,∴ 1x? 為常數(shù) 12kx x x???? 叫短路電抗 mx :對(duì)應(yīng)于主磁通 ,主磁通所走的磁路是閉合鐵心 ,其磁阻很小 ,而電抗與磁阻成反比 ,因此mx 很大 .另外 ,鐵心的磁導(dǎo)率不是常數(shù) ,它隨磁通密度的增加而變小，磁阻與磁導(dǎo)率成反比 ,所以勵(lì)磁電抗和鐵心磁導(dǎo)率成正比 由于短路時(shí)電壓低 ,主磁通小，而 負(fù)載試驗(yàn)時(shí)加額定電壓，主磁通大，所以短路試驗(yàn)時(shí) mx 比空載試驗(yàn)時(shí)的 mx 大 .正常負(fù)載運(yùn)行時(shí)加額定電壓，所以主磁通和空載試驗(yàn)時(shí)基本相同 ,即負(fù)載運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電抗與空載試驗(yàn)時(shí)基本相等， 1x? , kx 在空載試驗(yàn) ,斷路試驗(yàn)和負(fù)載運(yùn)行時(shí) ,數(shù)值相等 , KKUK IZ ? 叫短路阻抗 1 2 1 2( ) ( )K K KZ R jX R R j x x??? ? ? ? ? ?是常數(shù)∴不變 ( 12,RR隨溫度變化 ) 21110 01 22 mmfNE f Nm IRINZ ??? ? ?(見(jiàn)背面 ) 3． 7 為了得到正弦感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)鐵心不飽和與飽和時(shí)，空載電流應(yīng)各呈何種波形？為什么？ 鐵心不飽和時(shí) ,空載電流 ? 與成正比 ,如感應(yīng)電勢(shì)成正弦 ,則 ? 也為正弦變化，∴ 0i 也為正弦 鐵心飽和時(shí) : 0i 為尖頂波 ,見(jiàn) 123P 圖 3． 8 試說(shuō)明磁動(dòng)勢(shì)平衡的概念極其在分析變壓器中的作用？ 一次電流 1I 產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) 1F 和二次電流 2I 產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) 2F 共同作用在磁路上，等于磁通乘磁組 ,即 12 mmF F R ?? ?? 其中 ? 是考慮鐵心的磁滯和渦流損耗 時(shí)磁動(dòng)勢(shì)超前磁通的一個(gè)小角度 ,實(shí)際鐵心的 mR 很小，而 0mR ? ,則 120FF??,即 12FF?? 這就叫磁動(dòng)勢(shì)平衡 ,即一二次磁動(dòng)勢(shì)相量的大小相等，方向相反，二次電流增大時(shí) ,一次電流隨之增大 . 當(dāng)僅考慮數(shù)量關(guān)系時(shí) ,有 1 1 2 2N I N I? 即 12kI I? 或 21 IkI? ∴利用磁動(dòng)勢(shì)平衡的概念來(lái)定性分析變壓器運(yùn)行時(shí) ,可立即得出結(jié)論 ,一 ,二次電流之比和他們的匝數(shù)成反比 . 3． 9 為什么變壓器的空載損耗可以近似地看成是鐵耗，短路損耗可以近似地看成是銅耗？負(fù)載時(shí)變壓器真正的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無(wú)差別，為什么？ 解： 0 FePP? ∵空載損耗 20 0 1 FeP mI R P??空載時(shí) 0I 很小，∴ 201mIR 可忽略 ∴ 0 FePP? k cuPP? ∵ k cu FeP P P??∵短路試驗(yàn)時(shí)外施電壓 kU 很小 , ∴ ? 很小 , 0I 很小 ∴鐵耗很小 ,可忽略鐵耗 , k cuPP? 負(fù)載時(shí) FeP ：與空載時(shí)無(wú)差別，這是因?yàn)楫?dāng) f 不變時(shí)， 2 2 2 2FeP B E U? ? ? ? ?負(fù)載與空載時(shí)一次繞組側(cè)施加的電壓基本不變，∴ FeP 基本不變，則不變損耗，嚴(yán)格說(shuō)，空載時(shí)，漏抗壓降大∴磁密略低，鐵耗略少些 cuP ：如果是同一電流，則無(wú)差別。 39。 2 1 5 0 4 0 0 .5 2 1 2 8 ( )a a bE U I r U V? ? ? ? ? ? ? ? ? 39。 450=110－ 75179。 39。 1 1 0 1 0 1 .4 20 .1 5 0 .5 13 .2( )aUEa RRIA?????? ? ? (3) 39。 100％ = 179。在 min/1000r 時(shí)空載特性如下： Iｆ /A 1． 3 1． 4 U0/V 186． 7 195． 9 現(xiàn)在，電機(jī)甲的勵(lì)磁電流為 ，電機(jī)乙的為 ，轉(zhuǎn)速為 min/1200r ，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻）均為 ? ，若忽略電樞反應(yīng)的影響，試問(wèn)： （ 1）哪一臺(tái)是發(fā)電機(jī)？哪一臺(tái)為電動(dòng)機(jī)？ （ 2）總的機(jī)械損耗和鐵耗是多少 （ 3）只調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流能否改變兩機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)（保持轉(zhuǎn)速不變）？ （ 4）是否可以在 min/1200r 時(shí)兩臺(tái)電機(jī)都從電網(wǎng)吸取功率或向電網(wǎng)送出功率？ 解： (1)∵甲臺(tái)電機(jī)在 min1000r 時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為 , 乙臺(tái)電機(jī) 在 min1000r 時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為 , ∴甲臺(tái)電機(jī)在 min1200r 時(shí)電動(dòng)勢(shì) 12001000195 .9 235 ( )EV? ? ?甲 (∵00E nEn?甲) 乙臺(tái)電機(jī)在 min1200r 時(shí)電動(dòng)勢(shì)： 12022000186 .7 224 ( )EV? ? ?乙 E甲 ＞ 230V E乙 ＜ 230V ∴ 甲為發(fā)電機(jī)，乙為電動(dòng)機(jī)。 2． 55 有一直流發(fā)電機(jī)， 42 ?p ， 95?S ，每個(gè)元件的串聯(lián)匝數(shù) 3?yN， mDa ? ，AIN 36? ， 1?a ，電刷在幾何中性線上，試計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的線負(fù)荷 A 及交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)aqF。 （ 1）右行短距單疊繞組： 42 ?p ， 22??SZ ； （ 2）右行整距單疊繞組： 42 ?p ， 20??SZ ； （ 3）左行單波繞組： 42 ?p ， 19??SZ ； （ 4）左行單波繞組： 42 ?p ， 21??SZ 。 解： (1) 3 78060 60 3 13aPNE aC ? ?? ? ? 602EEE C n C ??? ? ? ? =13179?，F(xiàn)將它停下來(lái)，用改變勵(lì)磁繞組的極性來(lái)改變轉(zhuǎn)向后（其它均未變），當(dāng)電樞電流的大小與正轉(zhuǎn)時(shí)相同時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速為1500r/min，試問(wèn)這可能是什么原因引起的？ 2． 27 對(duì)于一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓和勵(lì)磁電流保持不變，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為恒定值。a f fI I I I? ? ? 短復(fù)勵(lì) 2． 18 如何 判別直流電機(jī)是運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)？它們的emT 、 n 、 E 、U 、 aI 的方向有何不同？能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如何？ 如所受電磁力的方向與電樞轉(zhuǎn)向相同即為電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，反之為發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 (4)單波失去一個(gè)磁極，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小 12 ，容量減小 12 且內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流。 276 ( )E E V?? (4)39。 直發(fā)：60 aPNE aE C n n? ? ? ? （ 1） ? 減少 10％，則 39。 漏磁通： 有一小部分不穿過(guò)氣隙進(jìn)入電樞，而是經(jīng) 主極間的空氣隙釘子磁軛閉合，不參與機(jī)電能量轉(zhuǎn)換， ?? 與飽和系數(shù)有關(guān)。 210? ) =10300(7300+)=70A ∴ 70 0. 52 140 ( )A mH ?? 2 ( )BT? ∴2 3 0 . 32 0. 41 2. 5 10 1. 02 5 10 ( )B A W b?? ? ? ? ? ? ? 331 3 2 ( 4. 6 1. 02 5 ) 10 3. 57 5 10 ( )Wb??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 11 1. 43 ( )ABT??? 1 1420( )AmH ? ∴1 1 1 2 2NI H l H l??=1420179。 磁密 441 0 .9 1 01 2 .2