第3章 磁路和变压器习题解答
习题
A 选择题
3-1磁感应强度单位是（ ）。A
A.特[斯拉]（T）
B.韦[伯]（Wb）
C.伏秒（V·s）
3-2磁性物质的磁导率不是常数，因此（ ）。C
A.Φ与I 成正比
B.Φ与B 不成正比
C. B 与H 不成正比
3-3在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则电流I（ ）。B
A.增大
B.减小
C.不变
3-4在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则磁通（ ）。A
A.增大
B.减小 C .不变
3-5在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则电感L（ ）。A
A.增大
B.减小
C.不变
3-6在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则功率P（ ）。B
A.增大
B.减小
C.不变
3-7 铁心线圈中的铁心到达磁饱和时，则线圈电感L（ ）。B
A. 增大
B.减小
C.不变
3-8在交流铁心线圈中，如将铁心截面积减小，其它条件不变，则磁动势( ) 。A
A.增大
B.减小
C.不变
3-9交流铁心线圈的匝数固定，当电源频率不变时，则铁心中主磁通的最大值基本上决定
于（ ）。C
A.磁路结构
B.线圈阻抗
C.电源电压
3-10为了减小涡流损耗，交流铁心线圈中的铁心由钢片（ ）叠成。C
A. 垂直磁场方向
B.任意
C. 顺磁场方向
3-11 当变压器的负载增加后，则（ ）。A
A.一次侧电流1I 和二次侧电流2I 同时增大
B.二次侧负载电流2I 增大, 一次侧电流1I 保持不变
C.铁芯中磁通m Φ增大
3-12 50Hz 的变压器用于30Hz 是，则（ ）。C
A.一次侧电压1U 降低
B.m Φ近于不变
C.可能烧坏绕组
3-13 一台10/0.4Kv，Δ/Y 连结的三相变压器的变比是（ ）。B
A.25
B.43.3
C.14.43
3-14变压器额定容量的单位是（ ）。B
A.kVar
B. kV·A
C. kW
B 基本题
电工与电子技术
2 3-15有一交流铁心线圈，接在f=50Hz 的正弦电源上，在铁心得到磁通的最大值3104?×=Φm Wb。现在在此铁心上在绕一个线圈，其匝数为100, 当此线圈开路时，求两端电压。
解：V fN E U m 8.881041005044.444.430=××××=Φ==?
3-16将一铁心线圈接于U =200V,频率f =50Hz 的正弦电源上，其电流1I =5A，1cos ?=0.7。若将此线圈中铁心抽出，再接于上述电源上，则线圈中电流2I =10A，2cos ?=0.05。试求此线圈在具有铁心时的铜损和铁损。
解：Ω=×==105.0)10/200(cos )/(22?I U R
W P U I P W R I P cu Fe Cu 675257.02005cos 2515111221=?××=Δ?=Δ=×==Δ? 3-17有一单相照明变压器，容量为20KV A，电压为3300/220V。今欲在二次绕组接上60W， 220V 的白炽灯，如果要变压器在额定情况下运行，这种可接多少个？并求一次、二次绕组的额定电流。
解：7.16660/100020=× 可接166个
A I A I N N 91.90220/100020,061.63300/10002021=×==×=
3-18 三相变压器的铭牌数据如下：N S =180KV ,N U 1=10KV, N U 2=400V，f =50HZ，Y /0Y 联结。已知每匝线圈感应电动势为5V,铁芯截面积为160，试求：（1）一次、二次绕
组每相匝数；（2）变比；（3）一次、二次绕组的额定电流；（4）铁心中磁感应强度m B 。
解：（1）465/)3/400(11555/)3/100010(21===×=N N （2）25)3/400/()3/100010(=×=k （3）T S fN U B P m 4073.1)10160/()]11555044.4/()3/100010[(/)]44.4/([411=××××==? 3-19 在题3-19图中，输出变压器的二次绕组有中间抽头，以便接8Ω
和3.5Ω的扬声器，两者都能达到阻抗匹配。试求二次绕组两部分匝数之比。
题3-19图
解： 512.015
.38)(5.3)(8322132132=?=∴=+N N N N N N N Q 3-20题3-20图所示的变压器有两个相同的一次绕组，每个绕组的额定电压为110V。二次绕组的电压为6.3V。试问电源电压在220V 和110V 两种情况下，一次绕组的四个接线端应如何正确连接？
第3章
磁路和变压器习题解答
3
题3-20图
解：电源电压为220V 时2与3连接在一起，2与3连接电源电压220V；电源电压为110V 时1与3连接在一起接电源电压110的一端，2与4连接在一起接电源电压110的另一端。 3-21题3-21图所示是一电源变压器，原绕组有550匝，接在220V 电压。副绕组有两个：一个电压36V ，负载36W ；一个电压24V
，负载30W 。两个都是纯电阻负载时。求原边电流I 1和两个副绕组的匝数。
题3-21图
解：60550220
24905502203611331122=×===×==N U U N N U U N A U P P U P P P P I Fe Cu 3.0220
30361321321=+=+≈Δ+Δ++
= 3-22题3-22图所示是一个有三个副绕组的电源变压器，试根据图中各副绕组所标输出电压，通过不同的连接方式，你能得出多少种输出压？
题3-22图
解：能得出13种输出压: 1V （从1、2输出）、2V （2、4相连接，从1、3输出）、3V （从3、4输出）、4V （2、3相连接，从1、4输出）、5V （2、3相连接，4、6相连接，从1、5输出）、6V （3、5相连接，从4、6输出）、7V （3、5相连接，4、2相连接，从1、6输出）、8V （1、5相连接，从2、6输出）、9V （从5、6输出）、10V （2、5相连接，从1、6输出）、11V （1、3相连接，4、5相连接，从2、6输出）、12V （4、5相连接，从3、6输出）、13V （2、3相连接，4、5相连接，从1、6输出）
C 拓宽题
3-23有一铁心线圈，假设铁心是闭合的，截面均匀，铁心工作在磁化曲线的直线段，试分析在直流励磁情况下，如果铁心截面积加倍，线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变，
电工与电子技术
4 则铁心中的磁感应强度、线圈中电流和铜损将如何变化？
解：也不变，与不变、、NI F R I P R
U I N R U u C ==Δ=∴2Q 不变增大一倍减少一半，增大一倍S
B R F S l R S m m m Φ==Φ=∴,μQ 3-24有一铁心线圈，假设铁心是闭合的，截面均匀，铁心工作在磁化曲线的直线段，试分析在交流励磁情况下，如果铁心截面积减少为原来的一半，线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变，则铁心中的磁感应强度、线圈中电流和铜损将如何变化？
解：,44.4也不变不变、、、fN U N f R U m =
Φ∴Q 但是增大一倍减少一半使S
l R S m μ=Q 所以增大一倍NI F =， 增大为原来的四倍增大一倍，R I P I u C 2=Δ，是原来的二倍而S
B m Φ= 3-25 有一三相变压器，A KV S N ?=50，U N 1=10kV，Y/Y 0联结。在额定运行时，U N 2=400V，P ΔFe =350W，P ΔCu =250W,试求：⑴I I N 1和I N 2；⑵若负载功率因素为0.85（滞后），变压器的效率η。
解：（1）A U S I A U S I N N N N N N 17.724
.0350389.21035032211=×===×==
（2）%61.9825035085.010005085.0100050cos cos =++××××=Δ+Δ+=Cu Fe N N P P S S ??η 3-26三相变压器额定容量为20kVA，额定电压为10/0.4kV，Y,y0联结，高压绕组匝数为3300匝，试求：（1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压侧的额定相电压，（3）低压绕组的匝数。
解：（1）A U S I A U S I N N N N N N 87.284
.03203155.11032032211=×===×== （2）V U U V kV U U N NP N NP 934.2303
40035773773.531032211======= （3）23233005773
934.2301122=×==N U U N NP NP
第三章磁路与变压器模拟考题 一、填空 1 、铁磁材料的磁性能主要表现为：____、_____ 和_____ 。 2 、铁磁材料按其磁性能可分为:_____ 、____ 和_____ 。 3 、在交流铁心线圈电路中，线圈上损耗的功率称为____ ；铁心中损耗的功率称为____ ，该损耗包括____ 损耗和_____ 损耗两部分。 4 、交流铁心线圈电源电压不变，若频率减少一半则线圈电流增至____倍，铜损增至____倍 5 、在直流铁心线圈中磁通不仅与_____有关而且还与磁路的_____有关。而在 交流铁心线圈中，磁通仅与______有关 二、判断题： 1 、变压器的额定容量等于变压器的实际输出功率。（） 2 、变压器的二次侧额定电压 U 2N 在电力系统中是指变压器一次侧施加额定电压时的二次侧空载电压有效值。（） 3 、当变压器一次绕组电压 U 1 一定时，感性负载的功率因素越低，二次绕组电压 U 2 增加的越快。（） 4 、小型变压器的电压变化率一般可达 20% 。（） 5 、将铁心线圈接在直流电源上，若铁心截面积增大，其它条件不变，则铁心磁通将减小。（） 三、选择题： 1 、电力变压器的电压变化率一般在（） A 、 10 % B 、 5 % C 、 20 % D 、 15 % 2 、将交流铁心线圈的铁心截面积增大时，其它条件不变则线圈中电流和磁通（） A 、不变Φ增大 B 、 I 增大Φ不变 C 、 I 减小Φ减小 D 、 I 减小Φ不变
3 、在额定负载时大型电力变压器的效率可达（） A 、 96 % ～ 99 % B 、 90 % ～ 96 % C 、 60 % ～ 90 % D 、 70 % ～ 85 % 4 、变压器二次侧额定电压 220V 空载时电压 230V ，实际运行电压 215V 则其电压变化率为 ( ) A 、 6.5 % B 、 4.3 % C 、 2.3 % D 、 6.8 % 5 、变压器一次侧的等效阻抗为 110Ω、二次侧的电阻性负载为 27.5Ω，则变压器变比是（） A 、 1 B 、 2 C 、 3 D 、 4 四、问答： 1 、为什么各交流电机、电器和变压器铁心普遍采用硅钢片叠成？ 2 、、有一台变压器在修理后铁心出现气隙，这时铁心的磁阻、工作磁通以及励磁电流有何影响？ 3 、试述变压器的基本组成和作用。 五、计算： 1 、已知信号源的交流电动势 E=2.4V ，内阻 R 0 =600Ω，通过变压器使信号源与负载完全匹配，若这时负载电阻的电流 I L =4mA ，则 (1) 负载电阻应为多大？ (2) 负载的最大功率为多大？ 2 、有一交流铁心线圈接在 220V 、 50HZ 的正弦交流电源上，线圈的匝数为 73 3 匝，铁心截面积为 13cm 2 , 求： (1) 铁心中的磁通最大值和磁感应强度最大值是多少？ (2) 若在铁心上再套一个匝数为 60 的线圈，则此线圈开路电压为多少
磁路与变压器 一、选择题： 1、一台Y，d11连接的三相变压器，额定容量S N＝630kVA，额定电压U N1／U N2 ＝10／0.4kV，二次侧的额定电流是：（正确答案是:C） A、 21A B、 36.4A C、 525A D 、909A 2、变压器的额定容量是指： （正确答案是:C） A、一、二次侧容量之和 B、二次绕组的额定电压和额定电流的乘积所决定的有功功率 C、二次绕组的额定电压和额定电流的乘积所决定的视在功率 D 一、二次侧容量之和的平均值 3、变压器铁芯中的主磁通Φ按正弦规律变化，绕组中的感应电动势： （正确答案是:C） A、正弦变化、相位一致 B、正弦变化、相位相反 C、正弦变化、相位滞后900 D 正弦变化、相位与规定的正方向无关 4、一台变压器，当铁芯中的饱和程度增加时，励磁电抗Xm： （正确答案是:B） A、不变 B、变小 C、变大 D 都有可能 5、一台原设计为50Hz的电力变压器，运行在60Hz的电网上，若额定电压值不变，则空载电流： （正确答案是:A） A、减小 B、增大 C、不变 D 减小或增大 6、变压器在( )时，效率最高。： （正确答案是:A） A、额定负载下运行
B、空载运行 C、轻载运行 D 超过额定负载下运行 7、额定电压为10／0.4kV的配电变压器，连接组别一般采用( )接线方式。： （正确答案是:C） A、 Y，y0 B、 D，y11 C、 Y，yn0 D Y，d11 8、多台变压器在并联运行时： （正确答案是:D） A、容量较大的变压器首先满载 B、容量较小的变压器首先满载 C、短路阻抗百分数大的变压器首先满载 D 短路阻抗百分数小的变压器首先满载 9、一台双绕组变压器改接成自耦变压器，变比之间的关系可表示为： （正确答案是:A） A、 Ka＝1＋K B、 Ka＝K－1 C、 K＝Ka＋1 D K＝Ka 10、自耦变压器的变比Ka一般： （正确答案是:B） A、≥2 B、≤2 C、≥10 D ≤10 11、变比k=2的变压器，空载损耗250W(从低压侧测得)，短路损耗1000W(从高压侧测得)，则变压器效率最大时，负载系数βm=( )： （正确答案是:C ） A、 1 B、 2 C、 0.5 D 0.25 12、若将变压器一次侧接到电压大小与铭牌相同的直流电源上，变压器的电流比额定电流( )： （正确答案是:D）
第五章磁路与变压器习题参考答案 一、填空题： 1．变压器运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗称为损耗；交变磁场在铁心中所引起的损耗和损耗合称为损耗。损耗又称为不变损耗；损耗称为可变损耗。 2．变压器空载电流的分量很小，分量很大，因此空载的变压器，其功率因数，而且性的。 3．电压互感器在运行中，副方绕组不允；而电流互感器在运行中，副方绕组不允许。从安全的角度出发，二者在运行中，绕组都应可靠地接地。 4．变压器是能改变、和的的电气设备。 5．三相变压器的额定电压，无论原方或副方的均指其；而原方和副方的额定电流均指其。 6．变压器空载运行时，其是很小的，所以空载损耗近似等于。 7．电源电压不变，当副边电流增大时，变压器铁心中的工作主磁通Φ将基本维持不变。 二、判断题： 1. 变压器的损耗越大，其效率就越低。（） 2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁损耗基本不变。（） 3. 变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。（） 4. 电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。（） 5. 互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。（） 6. 变压器是依据电磁感应原理工作的。（） 7. 电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制成。（） 8. 自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。） 9. 变压器的原绕组就是高压绕组。（） 三、选择题： 1. 变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（） A、升高； B、降低； C、不变。 2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将） A、增大； B、减小； C、基本不变。 3. 电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面情况是（）
第三章 三相变压器及运行 目录 第一节 三相变压器的磁路 (1) 第二节 三相变压器的连接组 (2) 第三节 三相变压器绕组连接法及其磁路系统对电动势波形的影响 (5) 第四节 变压器的并联运行 (7) 小结 (11) 思考题 (12) 第一节 三相变压器的磁路 三相变压器的磁路系统可分为各相磁路彼此独立和各相磁路彼此相关两类。 一、各相磁路彼此独立 如把三个完全相同的单相变压器的绕组按一定方式作三相连接便构成为三相变压器，常称为三相变压器组，如图3-1所示。这种变压器的各相磁路是彼此独立的，各相主磁通以各自铁芯作为磁路。因为各相磁路的磁阻相同，当三相绕组接对称的三相电压时，各相的励磁电流也相等。 图3-1 三相变压器组的磁路系统 二、各相磁路彼此相关 如果把图3-1的三个单相铁芯合并成如图3-2(a)所示的结构，图中，通过中间三个芯柱的 磁通便等于三相磁通的总和。当外施电压为对称三相电压，三相磁通也对称，其总和 ，即在任意瞬间，中间芯柱磁通为零。因此，在结构上可省去中间的芯 柱，如图3-2(b)所示。这时，三相磁通的流通情形和星形接法的电路相似，在任一瞬间各相磁通均以其它两相为回路，仍满足了对称要求。为生产工艺简便，在实际制作时常把三个芯柱排列在同一平面上，如图3-2(c)所示。人们称这种变压器为三相三铁芯柱变压器，或简称为三相铁芯式变压器。三芯柱变压器中间相的磁路较短，即使外施电压为对称三相电压，
三相励磁电流也不完全对称，其中间相励磁电流较其余两相为小。但是与负载电流相比励磁电流很小，如负载对称，仍然可以认为三相电流对称。 图3-2 三相铁芯式变压器的磁路系统 第二节三相变压器的连接组 一、三相变压器绕组的接法 在三相变压器中，我们用大写字母A、B、C表示高压绕组的首端，用X、Y、Z表示 高压绕组的末端，用小写字母a、b、c表示低压绕组的首端，用x、y、z表示低压绕组的末端。 对于电力变压器，不论是高压绕组或是低压绕组，我国电力变压器标准规定只采用星形接法或三角形接法。兹以高压绕组为例，把三相绕组的三个末端连在一起，而把它们的首端引出，便是星形接法，以字母Y表示。如图3-3(a)所示。如把一相的末端和另一相的首端连接起来，顺序连接成一闭合电路，便是三角形接法，以字母D表示。三角形接法有两种连接顺序，一种按AX-CZ-BY顺序，如图3-3(b)所示; 一种按AX-BY-CZ顺序，如图3-3(c)所示。 因此，三相变压器可以连结成如下几种形式：①Y y或YN y或Y yn; ②Y d或YN d; ③D y 或D yn; ④D d。其中大写表示高压绕组接法，小写表示低压绕组接法，字母N、n是星形接法的中点引出标志。 图3-3 三相绕组连接法 (a)Y连接法； (b) D连接法AX-CZ-BY; (c) D连接法AX-BY-CZ 二、连接组别及标准连接组
第三章变压器 3.1 变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器时怎样反映其作用？它们各由什么磁动势产生？ [答案] 3.2 变压器的R m、X m各代表什么物理意义？磁路饱和与否对R m、X m有什么影响？为什么要求X m大、R m小？ [答案] 3.3 变压器额定电压为220/110V，如不慎将低压侧误接到220V电源后，将会发生什么现象？ [答案] 3.4 变压器二次侧接电阻、电感和电容性负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同？为什么？ [答案] 3.5 变压器的其它条件不变，在下列情况下, X1σ, X m各有什么变化？ (1) 一次、二次绕组匝数变化±10%； (2) 外施电压变化±10%； (3) 频率变化±10%。 [答案] 3.6 变压器的短路阻抗Z k、R k、X k的数值，在短路试验和负载运行两种情况下是否相等？励磁阻抗Z m、R m、X m的数值在空载试验和负载运行两种情况下是否相等？ [答案]
3.7 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成铁损耗?为什么短路损耗可以近 似地看成铜损耗？负载时，变压器真正的铁损耗和铜损耗分别与空载损耗、短路损耗有无差别？为什么？ [答案] 3.8 当负载电流保持不变，变压器的电压变化率将如何随着负载的功率因数而变化？ [答案] 3.9 两台完全相同的单相变压器，一次侧额定电压为220/110，已知折合到一次侧的参数为：一、二次侧漏抗的标么值Z1*=Z2*=0.025∠60ο，励磁电抗的标么值Z m*=20∠60ο，如图所示把两台变压器一次侧串联起来，接到440∠0οV的电源上，求下述三种情况一次侧电流的大小(用标么值表示)。 [答案] 题3.9图 （1）端点1和3 相连，2和4相连； （2）端点1和4 相连，2和3相连； （3）第Ⅰ台变压器二次侧开路，第Ⅱ台变压器二次侧短路。
第3章 磁路和变压器习题解答 习题 A 选择题 3-1磁感应强度单位是（ ）。A A.特[斯拉]（T） B.韦[伯]（Wb） C.伏秒（V·s） 3-2磁性物质的磁导率不是常数，因此（ ）。C A.Φ与I 成正比 B.Φ与B 不成正比 C. B 与H 不成正比 3-3在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则电流I（ ）。B A.增大 B.减小 C.不变 3-4在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则磁通（ ）。A A.增大 B.减小 C .不变 3-5在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则电感L（ ）。A A.增大 B.减小 C.不变 3-6在直流空心线圈置入铁心后，如在同一电压作用下，则功率P（ ）。B A.增大 B.减小 C.不变 3-7 铁心线圈中的铁心到达磁饱和时，则线圈电感L（ ）。B A. 增大 B.减小 C.不变 3-8在交流铁心线圈中，如将铁心截面积减小，其它条件不变，则磁动势( ) 。A A.增大 B.减小 C.不变 3-9交流铁心线圈的匝数固定，当电源频率不变时，则铁心中主磁通的最大值基本上决定 于（ ）。C A.磁路结构 B.线圈阻抗 C.电源电压 3-10为了减小涡流损耗，交流铁心线圈中的铁心由钢片（ ）叠成。C A. 垂直磁场方向 B.任意 C. 顺磁场方向 3-11 当变压器的负载增加后，则（ ）。A A.一次侧电流1I 和二次侧电流2I 同时增大 B.二次侧负载电流2I 增大, 一次侧电流1I 保持不变 C.铁芯中磁通m Φ增大 3-12 50Hz 的变压器用于30Hz 是，则（ ）。C A.一次侧电压1U 降低 B.m Φ近于不变 C.可能烧坏绕组 3-13 一台10/0.4Kv，Δ/Y 连结的三相变压器的变比是（ ）。B A.25 B.43.3 C.14.43 3-14变压器额定容量的单位是（ ）。B A.kVar B. kV·A C. kW B 基本题
第三章变压器 1.变压器的定义：它是一种静止的电机，通过线圈间的电磁感应关系，将某一等级 的交流电压转换为同频率的另一等级的交流电压。 2.变压器的用途： 3.电力变压器：用于电力系统升、降电压的变压器。 3.1 变压器的基本结构和额定值 一、变压器的基本结构 1.铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两 部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。①材料： 0.35mm厚涂有绝缘漆膜的硅钢片，导磁性能好，可减少铁损； ②铁心结构：心式和壳式； ③迭片方式：交迭式迭装
2. 绕组： 绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝绝缘导线绕制而成。 一次绕组（原绕组）：输入电能 二次绕组（副绕组）：输出电能 它们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。 其中，两个绕组中，电压较高的称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。 3.油箱和冷却装置： 变压器油的作用：绝缘和冷却 2
淮北职业技术学院机电工程系 第 3 页 4.绝缘套管：用于引线 5.保护装置和其他 二、变压器的分类 1、用途分：升压变压器、降压变压器； 2、相数分：单相变压器和三相变压器； 3、线圈数：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器； 4、铁心结构：心式变压器和组式变压器； 5、冷却介质和冷却方式：油浸式变压器和干式变压器等； 6、容量大小：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三、变压器的型号和额定值 1、型号：表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。 例如：SL-500/10：表示三相油浸自冷双线圈铝线，额定容量为500kVA ，高压侧 额定电压为10kV 级的电力变压器。 2、额定值： 额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有： N S ：铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率。 N U ：指变压器长时间运行所承受的工作电压。 （三相为线电压） N U 1：规定加在一次侧的电压； N U 2：一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。 N I ：变压器额定容量下允许长期通过的电流有N I 1和N I 2（三相为线电流） 。 N f ：我国工频：50Hz ；
第15章 电机与电气控制技术基础 一、基本要求 1．了解磁路的概念，理解分析磁路的基本定律，了解铁心线圈电路中的电磁关系、电压电流关系以及功率与能量问题，特别要掌握m fN U Φ≈44.4这一关系式； 2．了解变压器的基本构造、工作原理、名牌数据、外特性和绕组的同极性端，掌握其电压、电流、阻抗变换功能，了解电磁铁的吸力以及交流电磁铁与直流电磁铁的异同； 3．了解三相异步电动机的基本构造、转动原理、机械特性和经济运行，掌握起动和反转的方法，了解调速和制动的方法，并理解三相异步电动机的名牌数据的意义； 4. 了解常用控制电器的基本结构、动作原理和控制作用，并具有初步选用的能力； 5．掌握三相鼠笼式电动机的直接起动和正反转的控制线路，并了解行程控制和时间控制。 二、阅读指导 (一)、磁路与铁心线圈电路 在学习本章时，要注意如磁路与电路、直流励磁铁心线圈电路与交流励磁铁心线圈电路、交流铁心线圈电路与交流空心线圈电路、直流铁心线圈电路与直流空心线圈电路等的联系与区别，以便理解与掌握。 1．磁路与电路的比较 在电机、变压器、电磁铁、电磁测量仪表以及其他各种铁磁元件中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题，两者往往是相关联的，只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对上述的各种铁磁元件作全面的分析。 磁路和电路有很多相似之处，但分析与处理磁路比电路要有难度，例如：在处理电路时一般不涉及电场问题，而在处理磁路时离不开磁场的概念；在处理电路时一般可以不考虑漏电流(因为导体的电导率比周围介质的电导率大得多)，但在处理磁路时一般都要考虑漏磁通(因为磁路材料的磁导率比周围介质的磁导率大得不太多)；)磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律只是在形式上相似，由于μ不是常数，它随励磁电流而变，所以不能直接应用磁路欧姆定律来计算，它只能用于定性分析；在电路中，当E =0时，I =0，但在磁路中，由于有剩磁，当F ＝0时，0≠Φ；在电磁关系、电压电流关系以及功率与能量等问题上，分析交流铁心线圈电路也比分析空心线圈电路复杂得多。 2．磁化曲线 当线圈中有磁性物质存在时(设磁路由相同截面的单一材料构成)，磁感应强度B 与磁场强度H 不成正比，由于磁通Φ与B 成正比(Φ=SB )，励磁电流I 与H 成正比(Hl IN =)，因此Φ与I 也不成正比。于是由下式 H B = μ,I N ΦL = 可见，在存在磁性物质的情况下，磁导率μ和线圈的电感L 都不是常数，它们随线圈中的 励磁电流而变，铁心线圈是一个非线性电感元件。这个非线性关系如图15．1所示，两者是对应的。 3．磁路的基本定律 安培环路定律
第3章 磁路和变压器 A 选择题 3.1.1 磁感应强度的单位是( )。 （1）韦[伯](Wb) (2)特[斯拉]（T） （3）伏秒（V·S） 3.1.2 磁性物质的磁导率μ不是常数，因此（ ）。 （1）B与H不成正比 （2）Φ与B不成正比 （3）Φ与I不成正比 3.2.1 在直流空心线圈中置入铁心后，如在同一电压作用下，则电流I（ ），磁通Φ（ ）， 电感L（ ）及功率P（ ）。 电流：（1）增大 （2）减小 （3）不变 磁通：（1）增大 （2）减小 （3）不变 电感：（1）增大 （2）减小 （3）不变 3.2.2铁心线圈中的2到达磁饱和时，则线圈电感L（ ）。 （1）增大 （2）减小 （3）不变 3.2.3 在交流铁心线圈中，如将铁心截面积减小，其他条件不变，则磁通势（ ）。 （1）增大 (2)减小 （3）不变 3.2.4 交流铁心线圈的匝数固定，当电源频率不变时，则铁心中主磁通的最大值基本上决定 于（ ）。 (1)磁路结构 （2）线圈阻抗 （3）电源电压 3.2.5 为了减小涡流损耗，交流铁心线圈中的铁心由钢片（ ）叠成。 （1）垂直磁场方向 (2)顺磁场方向 （3）任意 3.2.6 两个交流铁心线圈除了匝数(N1>N2)不同外，其他参数都相同。如将它们接在同一交流 电源上，则两者主磁通的最大值Φm1( ) Φm2。 （1）> （2）< （3）＝ 3.3.1 当变压器的负载增加后，则（ ）。 （1）铁心中主磁通Φm增大 （2）二次侧负载电流I2增大，一次侧电流I1不变 （3）一次侧电流I1和二次侧电流I2同时增大 3.3.2 50H Z的变压器用于25H Z时，则（ ）。 （1）Φm近于不变 （2）一次侧电压U1降低 （3）可能烧坏绕组 3.4.1 交流电磁铁在吸合过程中气隙减小，则磁路磁阻（ ）,铁心中磁通Φm（ ），线圈电 感（ ），线圈感抗（ ），线圈电流（ ），吸力（ ）。 磁阻：（1）增大 （2）减小 （3）不变 磁通：（1）增大 （2）减小 （3）近于不变 电感：（1）增大 （2）减小 （3）不变 感抗：（1）增大 （2）减小 （3）不变 电流：（1）增大 （2）减小 （3）不变 吸力：（1）增大 （2）减小 （3）近于不变 3.4.2直流电磁铁在吸合过程中气隙减小，则磁路磁阻（ ）,铁心中磁通（ ），线圈电感（ ）， 线圈电流（ ），吸力（ ）。 磁阻：（1）增大 （2）减小 （3）不变 磁通：（1）增大 （2）减小 （3）不变
第三章 三相变压器 §3-1．三相变压器的磁路 1．三相变压器组 三相变压器的磁路系统可分为各相磁路彼此独立和各相磁路彼此相关的两类。 图3-1 三相组成磁路系统 三相是由变压器由三个单相磁通沿各自的磁路闭合，彼此毫 无关系，所以三相变压器组的磁路系统属于彼此无关的一种。当原边加上三相对称电压时， 变压器组成的，由于各相的三相主磁通? φA，? φB，? φ特点：（1）三相磁路彼此无关相互独立 C 也是对称的，因此三相空载电流也是对称的。 ? ? ? （2）三相磁通对称φA ，φB ，φ大小相等，互差120o （3）三相激磁电流对称 2．三相相磁通对称其总和A+ B C=0，即在任何瞬间，中间芯柱磁通为零，所以在结构上可省去中间的芯柱。 外两相的磁路闭合，故属于各相磁路彼此相关的一种。 （2）三相磁通代数和为零 C 心式变压器 三个单相铁芯由于三? φ? φ+? φ三相磁能的流通均以其它两相为回路，为了简便，把三个芯板排列在芯柱同一平面上。 在这种磁路中，因每相主磁通都要借另而且三相磁路长度不相等，B 相最短，A、C 磁路较长的i ,i 相等,i 较小，但与A 0oC oB 外接电压相比，如电压对称，仍然认为三相电流对称。 特点：（1）三相磁路彼此相关 （3）三相的空载电流不对称
由于与负载电流相比，励磁电流很小，如负载对称，仍可认为三相电流对称。 三相芯式变压器的磁路系统 §3-2．三相变压器的电路系统——联接组 1．单相变压器（1）同名端（同极性端） 个绕组而言无极性，但当两个绕组同时链着一个磁通极性。 “●”表示。 首末a ）图：当 图3-2 绕组的标志方式 由于感应电动势是交变的，对于一时，感应电动势存在着相对例如，在某一瞬间，高压绕组正电位，则低压绕组必定有一个端点也为正电位，把这两个极性相同的端点称为同极性端，用 图3-3 端的两种标法 （dt d Φ 增加时，根据楞次定律，两个绕组感应电势瞬时实际方向应从2指向1，4椤次指向3。因为定律说：当磁通增加o >dt d Φ 时，产生感应电动势，如能产生电流，该电 流又能产生磁通的话，该磁通的作用是企图阻止原磁通的增加。 所以：、为同极性端。、为同极性端或者说： 13 24。
第二章变压器 一、填空: 1.★一台额定频率为60HZ得电力变压器接于50HZ,电压为此变压器得5/6倍额定电压得电网 上运行,此时变压器磁路饱与程度 ,励磁电流 ,励磁电抗 ,漏 电抗。 答:饱与程度不变,励磁电流不变,励磁电抗减小,漏电抗减小。 2.三相变压器理想并联运行得条件就是 (1) ,(2) ,(3) 。 答:(1)空载时并联得变压器之间无环流;(2)负载时能按照各台变压器得容量合理地分担负 载;(3)负载时各变压器分担得电流应为同相。 3.★如将变压器误接到等电压得直流电源上时,由于空载电流将 ,空载损耗 将。 答:空载电流很大,空载损耗很大。 4.★一台变压器,原设计得频率为50HZ,现将它接到60HZ得电网上运行,额定电压不变,励磁 电流将 ,铁耗将。 答:减小,减小。 5.变压器得副边就是通过对原边进行作用得。 答:电磁感应作用。 6.引起变压器电压变化率变化得原因就是。 答:负载电流得变化。 7.★如将额定电压为220/110V得变压器得低压边误接到220V电压,则激磁电流 将 ,变压器将。 答:增大很多,烧毁。 8.联接组号不同得变压器不能并联运行,就是因为。 答:若连接,将在变压器之间构成得回路中引起极大得环流,把变压器烧毁。 9.★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组,主要就是为了避免。 答:相电压波形畸变。 10.变压器副边得额定电压指。 答:原边为额定电压时副边得空载电压。 11.★★为使电压波形不发生畸变,三相变压器应使一侧绕组。 答:采用d接。 12.通过与实验可求取变压器得参数。 答:空载与短路。 13.变压器得参数包括 , , , , 。 答:激磁电阻,激磁电抗,绕组电阻,漏电抗,变比。 14.在采用标幺制计算时,额定值得标幺值为。 答:1。 15.既与原边绕组交链又与副边绕组交链得磁通为 ,仅与一侧绕组交链得磁通 为。 答:主磁通,漏磁通。 16.★★变压器得一次与二次绕组中有一部分就是公共绕组得变压器就是。 答:自耦变压器。