下载文档原格式
3-1.已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率，额定电压，额kw P N 30=)(220v U N =定转速，额定效率，试求该电机的额定电流和额定输出转矩。
)/(1500m r n N =%87=ηN 解：电动机输出额定转矩T 2N 等于其输出功率除以其机械角速度；P N N ΩT 2N =/=/(===191(Nm)P N N ΩP N )602(N n πN N n P π260150021030603⨯⨯⨯π=/=30/0.87=34.48(kW)P 1P N ηN I N =/=34480/220=156.7(A)P 1U N3-2已知一直流发电机数据为：元件数S 和换向片K 均等于22，极对数p=2，右行单叠绕组。
（1）计算绕组各节距y k ,y 1,y,y 2；（2）列出元件连接次序表；（3）画出绕组展开图，磁极与电刷位置，并标出电刷的极性；（4）画出并联支路图，求支路对数a 。
解：（1）y k =1,y=y k =1取y 1=5，则y 2=y 1-y=5-1=4（2）元件联结次序表为：1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—11—12—13—14—15—16—17—18—19—20—21—22—1（3）略.(4)并联支路图略：a=P=2。
3-3已知一台并励直流发电机，额定功率，额定电压，额定转速kW P N10=V U N 230=，电枢回路总电阻，励磁绕组电阻，一对电min /1450r n N =Ω=486.0a R Ω=215f R 刷上压降为2V。
额定负载时的电枢铁损耗，机械损耗。
求：W p Fe 442=W p m104=（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩；（2）额定负载时的效率。
解：（1）额定负载时电磁功率aNaN M I E P =)(55.4421523023010103A R U U P I I I f N N N f N aN =+⨯=+=+=)(7.2532486.055.442302V R I U E a aN N aN =+⨯+=++=所以)(3.1155.447.253kW I E P aN aN M =⨯==电磁转矩为)(4.74145011300260260m N n P P T N M N M N ⋅===Ω=ππ（2）额定负载时的效率为1P P N N =η)(842.11104442113001kW p p P P m M Fe =++=++=所以%4.84846.11101===P P N N 3-4设有一台他励直流发电机，额定转速，额定电压伏，额定m r n N /1000=230=U N 电流，励磁电流I f =3A，电枢电阻为(包括电刷接触电阻)1欧，励磁绕组电阻R f =50A I aN 10=欧，750r/min 时空载特性如下：试求发电机在额定转速时：（1）空载端电压；（2）满载的感应电动势；（3）若将此电机改为发电机，则额定负载时励磁回路应串入多大的电阻？（4）若整个电机的励磁绕组共有850匝，则满载时电枢反映的去磁磁动势为多少？解：空载端电压U 0=E 0,从n=750r/min 时的空载特性时的空载电动势)/(1000m r n N =为=258.7(V)750/1941000'00⨯==E n n E N 所以U 0=E 0=258.7(V)(2)满载时的感应电动势为E aN =U N +I aN R a =230+10=240(V)(3)改为并励发电机，励磁回路应串入电阻R s ：R s +R f =U N /I f =230/3所以R s =230/3-R f =26.7（欧）（4）已知额定转速时满载感应电动势E aN =240V，换算成n=750r/min 时的电动势为E aN ’=E aN n/n N =180V,由E aN ’从空载特性上可查得所须励磁电流为I f0=2.6A.因此电枢反应的去磁电流为If-If0=3-2.6=0.4A,电枢反应的去磁磁动势为0.4850=340A.⨯3-5设有一台并励直流发电机，当转速为1450r/min 时，测得的空载特性如下：电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）Ra=0.568欧,额定电枢电流为40.5A，当额定负载是电枢反映的去磁效应相当于并励绕组励磁电流的0.05A ,求该电机在额定转速为1450r/min ，额定电压为230V 时，并励电路电阻是多少？解：额定运行的情况下的电枢感应电动势为；)(253568.05.40230V R I U E a e e aN =⨯+=+=有空载特性曲线表格中求出，当=253V 时，I f0=1.82A 。
试卷一一、选择和填空题1.原动机拖动直流并励发电机空载运行，正转时能够建立起稳定的端电压，则反转时（）。
a.能够建立起与正转时极性相反的稳定端电压；b.能够建立起与正转时极性相同的稳定端电压；c.不能建立起稳定的端电压。
2.一台正向旋转的直流并励发电机接在直流电网上运行，若撤掉原动机，则发电机将（）。
a.停转；b. 作为电动机反向运转；c. 作为电动机正向运转。
3.起动直流电动机时，电枢回路的起动电阻应调到阻值_______(选填：a.最大；b.最小)的位置；励磁回路的调节电阻应调到阻值_________(选填：a.最大；b.最小)的位置。
4.变压器负载运行时，若增大负载电流，则变压器的铁耗将________(a. 减小；b.不变；c.增大)；变压器的铜耗将_________(a. 减小；b.不变；c.增大)。
5.假定某台变压器的额定电压、额定频率和铁心结构已经不可变更，今测试发现其铁心过饱和，为了减小饱和程度。
应该（）。
a.减少一次侧绕组匝数；b. 减少二次侧绕组匝数；c. 增大一次侧绕组匝数；d. 增大二次侧绕组匝数；e. a或者b;f. c或者d 。
6.异步电机作发电机运行时，转差率S的范围为_________________；作制动运行时，异步电机转差率S的范围为_________________。
7.三相单层交流同心式绕组，总槽数24，极数2p＝2 <![endif]-->，其分布系数为_________；短距系数为_________。
8.某台Y接法的交流电机的定子对称三相绕组，当电机运行时有一相绕组断线，则此时的基波磁势性质是（）。
a.圆形旋转磁势；b. 脉振磁势；c. 椭圆形旋转磁势。
9. 与容量相当的鼠笼转子异步电动机相比较，绕线转子异步电动机的优势在于( )。
a. 工艺简单，成本低；b. 坚固耐用，维护方便；c. 可以给转子绕组中串入调节电阻，改善起动和调速性能。
10. 某台隐极转子同步发电机，其同步电抗每相值1s X =Ω，如果接每相阻抗为(13)L Z j =-Ω的三相对称负载，则电枢反应的性质为（ ）。
第一章 磁路1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为AlR m μ=，单位：Wb A1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式V fB C p nm h h =。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。
经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-⨯Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解：Θ磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况:铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ(考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数)气隙长度m l 41052-⨯==δδ铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-⨯=⨯--+⨯⎪⎭⎫⎝⎛-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.7244=⨯⨯⨯=Φ==--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1⨯=⨯==-πμδδ 磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ电流A NF I I5.0==(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700=铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ A NF I I59.0≈=1-4 图示铁心线圈，线圈A 为100匝，通入电流1.5A ，线圈B 为50匝，通入电流1A ，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。
第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。
特点：导磁率高。
电路：紫铜线。
特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。
1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。
涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。
1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m EfN φ=。
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。
1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。
d L e d t Lψ=-对空心线圈：L Li ψ= 所以die L L dt=-自感：2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am l μ∧=所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。
闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。
电机与拖动第四版习题答案电机与拖动第四版习题答案电机与拖动是电气工程中的重要课程，它涵盖了电机的基本原理、拖动系统的设计与控制等内容。
对于学习者来说，掌握习题答案是巩固知识、提高能力的重要途径。
本文将为大家提供电机与拖动第四版习题的答案，帮助大家更好地学习和理解这门课程。
第一章电机基础知识1. 电机的分类主要有哪些？答：电机主要分为直流电机和交流电机两大类。
直流电机又可分为直流励磁电机和直流永磁电机；交流电机则包括异步电机、同步电机和步进电机等。
2. 请简要说明电机的工作原理。
答：电机的工作原理是利用电磁感应定律和洛伦兹力原理。
当电流通过电机的绕组时，会在绕组内产生磁场。
根据洛伦兹力原理，当导体处于磁场中时，会受到力的作用。
利用这个原理，电机可以将电能转化为机械能。
3. 请解释电机的额定功率和额定转速。
答：电机的额定功率是指电机在额定工作状态下能够输出的功率。
额定转速则是指电机在额定工作状态下的转速。
这两个参数是电机设计和选型的重要依据。
第二章电机的启动与制动1. 请说明直流电动机的启动方法。
答：直流电动机的启动方法主要有直接启动、自耦变压器启动、电阻启动和星三角启动等。
其中，直接启动是最简单的方法，直接将电源与电动机绕组相连即可。
其他方法则是通过不同的电路连接方式来实现电动机的启动。
2. 请简要说明感应电动机的制动方法。
答：感应电动机的制动方法主要有机械制动和电气制动两种。
机械制动是通过机械装置来制动电动机，如刹车盘、制动鼓等。
电气制动则是通过改变电动机绕组的电流方向或大小来实现制动，如反接电源、短接绕组等。
第三章交流电动机1. 请解释异步电动机的工作原理。
答：异步电动机的工作原理是利用感应电动势和转子电流之间的相对运动来产生转矩。
当电动机绕组中通入交流电流时，会在定子绕组中产生旋转磁场。
然后，转子中的感应电动势会引起转子电流，转子电流与旋转磁场之间的相对运动产生转矩，从而驱动转子旋转。
2. 请说明同步电动机的特点和应用。
汤蕴璆电机学汤蕴璆编辑本段简介江苏溧阳人，1932年生。
哈尔滨理工大学（原哈尔滨电工学院）教授，中国电工技术学会名誉理事。
1953年毕业于东北工学院，1955年毕业于哈尔滨工业大学研究生班。
1955-1962在哈尔滨工业大学任讲师，1962-1978年任副教授，1979年在哈尔滨电工学院任教授至今。
长期从事电机专业的教学和科研工作。
主要研究领域为：电机理论和机电能量转换的机理，交流电机的动态分析，电机电磁场的分析和计算。
曾任全国高等学校电工技术类专业教材编审委员会电机组副组长，全国高等工业院校电工及其自动化专业教学指导委员会电机及其控制组副组长，中国电机工程学会理事。
1988年和1992年，先后担任北京和杭州国际电磁场问题及应用会议主席，1989-1993年担任COMPUMAG会议国际指导委员会委员。
著和主编有《电机内的电磁场》，《电机理论与运行》，《电机学-机电能量转换》，《电机学》（九五国家级重点教材），《电机学》（面向21世纪课程教材），《交流电机动态分析》，《电机学》（十五国家级规划教材）和《电机学》（十一五国家级规划教材）等10本著作。
在国内外学术刊物和国际会议上发表论文60多篇。
编辑本段汤蕴璆近照高军（哈尔滨理工大学领导）和汤蕴璆教授（右）亲切交流，摄于2010年2月9日春节慰问农历新年前夕，副校长孟大伟看望汤蕴璆老师，摄于2012年1月17日春节慰问，编辑本段著作《电机内的电磁场》，汤蕴璆主编，1981年12月第一版，科学出版社。
《电机理论与运行》(上、下册)，汤蕴璆、史乃、沈文豹编著，1983年8月第一版，水利电力出版社。
《交流电机动态分析》，汤蕴璆、张奕黄、范瑜编著，2008年3月第一版，机械工业出版社。
《电机学》，汤蕴璆、罗应力、梁艳萍、编著，2008年5月第三版（目前已出第四版），机械工业出版社。
《电机电磁场的分析与计算》，汤蕴璆、梁艳萍编著，2010年7月第一版，机械工业出版社。
第一章 磁路1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为AlR m μ=，单位：Wb A1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式V fB C p nm h h =。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。
经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-⨯Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解： 磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况:铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ(考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数)气隙长度m l 41052-⨯==δδ铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-⨯=⨯--+⨯⎪⎭⎫⎝⎛-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.7244=⨯⨯⨯=Φ==--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1⨯=⨯==-πμδδ 磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ电流A NF I I5.0==(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700=铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ A NF I I59.0≈=1-4 图示铁心线圈，线圈A 为100匝，通入电流1.5A ，线圈B 为50匝，通入电流1A ，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。
第一章 磁路1-1 磁路的磁阻如何计算磁阻的单位是什么答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为AlR m μ=，单位：Wb A 1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式V fB C p nmh h =。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。
经验公式G B f C p mFe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为（铁心由的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-⨯Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流；(2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解：Θ磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ(考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数)气隙长度m l 41052-⨯==δδ 铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-⨯=⨯--+⨯⎪⎭⎫⎝⎛-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.7244=⨯⨯⨯=Φ==--δ(1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1⨯=⨯==-πμδδ磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ 电流A NF I I5.0==(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700= 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=-1-4 图示铁心线圈，线圈A 为100匝，通入电流，线圈B 为50匝，通入电流1A ，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。
第三章 变压器3．1 变压器有哪几个主要部件？各部件的功能是什么？ 变压器的主要部件:铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路油箱:加强散热，提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3．2 变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm 、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗.3．3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？因变压器油绝缘性质比空气好，所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度.3．4 变压器有哪些主要额定值？一次、二次侧额定电压的含义是什么？ 额定值 1N I ,2N I ,1N U ,2N U ,N S ,N f1N U :一次绕组端子间电压保证值2N U :空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压3．5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用的？主磁通:同时交链一次，二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使1122E N E N k ==,实现变压功能漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通,1E 和二次电压2U 的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用m Z 反应磁通的作用,用1x δ,2x δ反应漏磁通的作用3．6 电抗σ1X 、k X 、m X 的物理概念如何？它们的数据在空载试验、短路试验及正常负载运行时是否相等？为什么定量计算可认为k Z 和m Z 是不变的？*k Z 的大小对变压器的运行性能有什么影响？在类变压器*k Z 的范围如何？1x δ:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大，因此1x δ很小,因为空气的磁导率为常数,∴1x δ为常数12k x x x δδ=+叫短路电抗m x :对应于主磁通,主磁通所走的磁路是闭合铁心,其磁阻很小,而电抗与磁阻成反比,因此m x 很大.另外,铁心的磁导率不是常数,它随磁通密度的增加而变小，磁阻与磁导率成反比,所以励磁电抗和铁心磁导率成正比由于短路时电压低,主磁通小，而 负载试验时加额定电压，主磁通大，所以短路试验时m x 比空载试验时的m x 大.正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同,即负载运行时的励磁电抗与空载试验时基本相等，1x δ,k x 在空载试验,断路试验和负载运行时,数值相等,KK U K I Z =叫短路阻抗1212()()K K K Z R j X R R j x x δδ=+=+++是常数∴不变(12,R R 随温度变化)2112m E fN m I R Z π===(见背面)3．7 为了得到正弦感应电动势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流应各呈何种波形？为什么？铁心不饱和时,空载电流Φ与成正比,如感应电势成正弦,则Φ也为正弦变化，∴0i 也为正弦铁心饱和时: 0i 为尖顶波,见123P 图3.83．8 试说明磁动势平衡的概念极其在分析变压器中的作用？一次电流1I 产生的磁动势1F 和二次电流2I 产生的磁动势2F 共同作用在磁路上，等于磁通乘磁组,即 12m m F F R α+=Φ其中α是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度,实际铁心的m R 很小，而0mR ≈,则120F F +=,即12F F =-这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相量的大小相等，方向相反，二次电流增大时,一次电流随之增大. 当仅考虑数量关系时,有1122N I N I =即12kI I =或21Ik I =∴利用磁动势平衡的概念来定性分析变压器运行时,可立即得出结论,一,二次电流之比和他们的匝数成反比.3．9 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？ 解： 0Fe P P ≈ ∵空载损耗 2001Fe P mI R P =+空载时0I 很小，∴201mI R 可忽略 ∴0Fe P P ≈k c u P P ≈ ∵k cu Fe P P P =+∵短路试验时外施电压k U 很小, ∴Φ很小,0I 很小 ∴铁耗很小,可忽略铁耗, k cu P P ≈负载时Fe P ：与空载时无差别，这是因为当f 不变时，2222FeP B E U ∝∝Φ∝∝负载与空载时一次绕组侧施加的电压基本不变，∴Fe P 基本不变，则不变损耗，严格说，空载时，漏抗压降大∴磁密略低，铁耗略少些cu P ：如果是同一电流，则无差别。
第一章 磁路1-1 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-⨯Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解： 磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁心、气隙截面2422109.293.01025.1025.0m m A A --⨯=⨯⨯⨯==δ(考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 41052-⨯==δδ 铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-⨯=⨯--+⨯⎪⎭⎫⎝⎛-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.7244=⨯⨯⨯=Φ==--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1⨯=⨯==-πμδδ 磁势A A l H F F I 500105100.146=⨯⋅⨯=⋅==-δδδ 电流A NF I I5.0==(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700= 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=⨯⨯=⋅=- A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ A NF I I59.0≈=1-2 图示铁心线圈，线圈A 为100匝，通入电流1.5A ，线圈B 为50匝，通入电流1A ，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。
解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ 段的磁阻为m PQ R R =，则左边支路的磁阻为m R 311：mm R R F F 321+-=Φ A A R F F m PQ 43.7110014111503111=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-=⋅Φ-= 1-3 图示铸钢铁心，尺寸为左边线圈通入电流产生磁动势1500A 。
试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值：(1) 气隙磁通为41065.1-⨯Wb 时； (2) 气隙磁通为零时；(3) 右边心柱中的磁通为零时。
解：(1)Wb fe ed af41065.1-⨯=Φ=Φ=ΦT T B B ed af 66.0105.21065.144=⨯⨯==-- 查磁化曲线得m A H H ed af 500==气隙中的磁场强度m A m A H 34741071.4771075.21041065.1⨯=⨯⨯⨯⨯=---πδ ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020500105.21071.477--⨯⨯+⨯⨯⨯=A 28.1294=∴左边磁路的磁势()A A F dcba 72.20528.12941500=-= m A m A l F H dcba dcba dcba 44.4115.072.205===查磁化曲线得T B dcba 56.0=∴W b W b dcba 441024.210456.0--⨯=⨯⨯=Φ ∴()W b W b aghd 441059.01065.124.2--⨯=⨯-=Φ∴T T B aghd12.01051059.044=⨯⨯=--查磁化曲线得m A H aghd 80=∴A A F aghd 6075.080=⨯=∴右边线圈应加磁动势()A A F F F aghd ad 28.12346028.12942=-=-=(2) 0=ad F m A m A l F H d c b ad c b a30005.015001=== 查磁化曲线得T B dcba 5.1=∴W b W b dcba 441061045.1--⨯=⨯⨯=Φ ∴W b dcba aghd 4106-⨯=Φ=Φ∴T T B aghd2.110510644=⨯⨯=-- 查磁化曲线得m A H aghd 1270=∴A A F aghd 95275.01270=⨯=∴右边线圈应加磁动势A A F F aghd 95275.012702=⨯==(3) 由题意得dcba ad Φ=Φ由(1)、(2)可知W b W b ad 441024.21065.1--⨯<Φ<⨯ 取W b ad 41075.1-⨯=Φ则T T B B ed af 7.0105.21075.144=⨯⨯==-- 查磁化曲线得m A H H ed af 550==气隙中的磁场强度m A m A H 3474107.5061075.21041075.1⨯=⨯⨯⨯⨯=---πδ ∴中间磁路的磁势()A F ad 2331020550105.2107.506--⨯⨯+⨯⨯⨯=A 8.1376=∴W b ad dcba 41075.1-⨯=Φ=Φ∴T T B dcba4.01041075.144=⨯⨯=-- 查磁化曲线得m A H dcba 310=∴A A F dcba 1555.0310=⨯=A A A F F F dcba ad 15318.1376155=+=+= 已知A F 15001=1F F ≈，∴假设合理∴右边线圈应加磁动势A F F ad 8.13762==第二章 变压器2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。
2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化答：（1）额定电压不变，则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N又5060'=f f ⇒6050'=ΦΦ， 即Φ=Φ65'磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻sl R m μ=不变，励磁磁势m m R N I Φ=⋅1，∴m m I I 65'=； （2）铁耗：βαf B p m Fe ∝，βα> 铁耗稍有减小；（3）σσσπ11''1562x L f x =⋅=， σσσπ22''2562x L f x =⋅= 2-3 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。
2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否为实际值，为什么？答：一次侧没有经过归算，所以为实际值；二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际值。
2-5 变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？答：激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。
（具体测量方法略）2-14 有一台三相变压器，额定容量kKA S N 5000=，额定电压kV kV U U N N 3.61021=，Y ,d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。
解：（1）A A U S I N N N 68.2881035000311=⨯==A A U S I N N N 21.4583.635000322=⨯==（2）原边Y 联结：kV kV U U N N 77.5310311===Φ A I I N N 68.28811==Φ 副边∆联结：kV U U N N 3.611==ΦA A I I N N 55.264321.458311===Φ 2-16 有一台单相变压器，已知参数为：Ω=19.21R ，Ω=4.151σX ，Ω=15.02R ，Ω=964.02σX ，Ω=1250m R ，Ω=12600m X ，26087621=N N 。
当二次侧电压V U 60002=，电流A I 1802=，且8.0cos 2=ϕ（滞后）时：（1）画出归算到高压侧的T 型等效电路；（2）用T 型等效电路和简化等效电路求1∙U 和1∙I ，并比较其结果。
解：（1）归算到高压侧：Ω=19.21R Ω=4.151σX Ω=1250m R Ω=12600m X Ω=Ω⎪⎭⎫ ⎝⎛==70.115.0260876222'2R k RΩ=Ω⎪⎭⎫ ⎝⎛==94.10964.0260876222'2σσX k X（2）T 型等效电路如图示：设V U k U0202152'2∠==∙∙ 则A k I I88.3642.53'2-∠==∙∙()Vj A V Z I U E E 15.14.2064294.1070.188.3642.53020215'2'2'2'21∠=Ω+⋅-∠+∠=+=-=-∙∙∙∙()A j VZ E I mm 18.8363.112600125015.14.206421-∠=Ω+∠=-=∙∙∙A A A I I I m12.3856.5488.3642.5318.8363.1'21-∠=-∠+-∠=+=∙∙∙V Z I E U 70.24.212791111∠=⋅+-=∙∙∙ 简化等效电路如右图：Ω=+=89.3'21R R R kΩ=+=34.26'21σσX X X k''LZ ''''LZ ''A I I 88.3642.53'21-∠==∙∙V Z I U U k 80.20.21254121∠=⋅+=∙∙∙由于在满载的情况下1I I m 〈〈，励磁支路可以忽落不计，所以两种方法计算的结果相差不大，在误差允许的范围之内。
2-17 在图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心柱上。
已知A 、B 、C 为正相序，试判断联结组a 和b 的组号。
由图可以看出两组均为Y,d72-19 有一台1000kV A ，10kV/6.3kV 的单相变压器，额定电压下的空载损耗为4900W ，空载电流为0.05（标幺值），额定电流下c75时的短路损耗为14000W ，短路电压为5.2%（百分值）。
设归算后一次和二次绕组的电阻相等，漏抗亦相等，试计算：（1）归算到一次侧时T 型等效电路的参数；（2）用标幺值表示时近似等效电路的参数；（3）负载功率因数为0.8（滞后）时，变压器的额定电压调整率和额定效率；（4）变压器的最大效率，发生最大效率时负载的大小（8.0cos 2=ϕ）。
