电机学-三绕组变压器和自耦变压器(1)
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第 3 章3.1 三相变压器组和三相心式变压器在磁路结构上各有什么特点?答:三相变压器组磁路结构上的特点是各相磁路各自独立,彼此无关;三相心式变压器在磁路结构上的特点是各相磁路相互影响,任一瞬间某一相的磁通均以其他两相铁心为回路。
3.2三相变压器的联结组是由哪些因素决定的?答:三相变压器的联结组是描述高、低压绕组对应的线电动势之间的相位差,它主要与(1)绕组的极性(绕法)和首末端的标志有关;(2)绕组的连接方式有关。
3.4 Y ,y 接法的三相变压器组中,相电动势中有三次谐波电动势,线电动势中有无三次谐波电动势?为什么?答:线电动势中没有三次谐波电动势,因为三次谐波大小相等,相位上彼此相差003601203=⨯,即相位也相同。
当采用Y ,y 接法时,线电动势为两相电动势之差,所以线电动势中的三次谐波为零。
以B A ,相为例,三次谐波电动势表达式为03.3.3.=-=B A AB E E E ,所以线电动势中没有三次谐波电动势。
3.5变压器理想并联运行的条件有哪些?答:变压器理想并联运行的条件有:(1) 各变压器高、低压方的额定电压分别相等,即各变压器的变比相等;(2) 各变压器的联结组相同;(3) 各变压器短路阻抗的标么值Z k *相等,且短路电抗与短路电阻之比相等。
上述三个条件中,条件(2﹚必须严格保证。
3.6 并联运行的变压器,如果联结组不同或变比不等会出现什么情况? 答:如果联结组不同,当各变压器的原方接到同一电源,副方各线电动势之间至少有30°的相位差。
例如Y ,y0和Y ,d11两台变压器并联时,副边的线电动势即使大小相等,由于对应线电动势之间相位差300,也会在它们之间产生一电压差U ∆, 如图所示。
其大小可达U ∆=U N 22sin15°=0.518U N 2。
这样大的电压差作用在变压器副绕组所构成的回路上,必然产生很大的环流(几倍于额定电流),它将烧坏变压器的绕组。
电机学(高起专)-学习指南一、填空与选择1.通过空载和短路试验可求取变压器的参数。
2.变压器的基本铜耗可视为可变损耗,基本铁耗可视为不变损耗。
3.变压器的一次绕组接交流电源后,将产生交变的磁通,该磁通分为主磁通和漏磁通。
4.变压器按绕组数可分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。
5.三相笼型异步电动机的启动方式有直接起动和降压起动。
6.异步电动机的定子主要由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成。
7.异步电动机根据转子结构的不同可分为笼型和绕线式转子两类。
8.异步电动机的调速方法有变频、变极、变转差率。
9.同步电机按用途可分为发电机、电动机和调相机。
10.短路比是同步发电机在额定转速下运行时,产生空载额定电压与额定短路电流所需励磁电流之比。
11.在同步发电机与电网并联运行中,当发电机和电网的频率不等时,应调节原动机的转速。
12.一台变压器加额定电压时,主磁通为φ,空载电流为I0,励磁阻抗为Z m,现将电源的频率从50Hz改变为60Hz,其它情况不变,并假定磁路线性,则现在的磁通φ‘= φ,空载电流I’0= I0,励磁阻抗Z’m= Z m。
0.83, 0.83, 1.213.某变压器带感性负载运行时,若负载电流相同,则cosφ2越小,副边电压变化率越,效率越。
大,低14.一台单相变压器,铁芯柱上有三个绕组,已知U1=330V,W1=700匝,为获得U2=220V,U3=11V,应使W2= 匝,W3= 匝。
若已知绕组W1开路,Ì3=10∠100A,忽略励磁电流,则Ì2= A。
466.6, 32.3, 0.5∠100A15.拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机,若减弱磁通,电枢电流将。
增大16.交流电机绕阻高次谐波电势,如5次和7次谐波,可以通过的方法大大削弱。
采用分布和短距绕阻17.三相同步电机,定子上A、B两导体空间相隔200机械角度,该电机接于50Hz三相交流电源,同步转速为750r/min,则A、B两导体的空间电角度为。
¾三绕组变压器的容量三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容量最大的一个绕组的容量。
采用标幺值计算时,各绕组必须采用相同的容量基值。
保持两个绕组的额定电压、额定电流不变,把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。
而副绕组还同时作为副边,它的两个端点接到负载阻抗Z,便演L变成了一台降压自耦变压器。
¾自耦变压器的容量关系自耦变压器的额定容量(又叫通过容量) 针对端口用S aN 表示,指的是自耦变压器总的输入或输出容量。
即aNaN aN aN aN I U I U S 2211==结论:由电源通过变压器传到负载的输出容量可分为两部分:一部分是绕组的电磁容量,它是通过Aa段绕组和ax 段绕组之间电磁感应传过去的;另一部分为传导容量,可以看做电流通过传导直接达到负载。
后一部分容量不需要增加绕组容量,也是双绕组变压器所没有的,自耦变压器之所以有一系列优点,就在于它的副边可以直接向电源吸收传导容量。
a I 1¾自耦变压器的容量关系1)在变压器额定容量(通过容量)相同时,自耦变压器的绕组容量(电磁容量)小于双绕组变压器。
将双绕组变压器改装成自耦变压器,双绕组变压器的额定容量,亦即其电磁容量,等于自耦变压器的电磁容量;双绕组变压器的额定容量小于自耦变压器。
2)变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动势和通过的额定电流有关,也就是和绕组容量有关。
现在自耦变压器的绕组容量减小,当然所用的材料减少,从而可以降低成本。
3)由于铜线和硅钢片用量减少,在同样的电流密度和磁通密度下,自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都比较小,从而提高了效率。
4)由于铜线和硅钢片用量减少,自耦变压器的重量及外形尺寸都较双绕组变压器小,即减小了变电所的厂房面积、减少了运输和安装的困难;反过来说,在运输条件有一定限制的条件下,即变压器的外形尺寸有一定限制的条件下,自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的大,即提高了变压器的极限容量。
三绕组的自耦变压器结构
自耦变压器是一种常见的电力设备,它采用了三绕组的结构。
在这种结构中,
变压器的一侧绕组是主绕组,而剩余两侧绕组则是辅助绕组。
这三个绕组通过磁场的耦合来实现电能的传输和转换。
自耦变压器的主要结构由三个绕组、磁芯和外壳组成。
其中,绕组由导线绕制
而成,其材料通常是铜或铝,具有良好的导电性能。
三个绕组分别用来实现不同的电压变换功能。
在自耦变压器的工作过程中,主绕组的输入端连接到电源,输出端则供给给定
的负载。
辅助绕组则被连接到主绕组的某个位置,以实现电压的变换。
这种结构允许电压的升高、降低或维持相同水平。
自耦变压器的优点之一是效率高。
由于绕组之间直接相连,不需要通过磁场的
耦合来传输能量,因此能够更有效地进行功率传输。
此外,自耦变压器还具有结构简单、体积小、重量轻和成本低的特点,适用于各种应用场景。
然而,自耦变压器也存在一些限制。
由于主绕组和辅助绕组之间没有电气隔离,所以可能会存在潜在的安全风险。
因此,在设计和使用自耦变压器时,需要注意安全措施,以确保正常运行并防止任何潜在的危险。
总之,三绕组的自耦变压器结构是一种常见的电力设备,具有高效率、简单结
构和较低成本的优点。
然而,在使用过程中需要注意安全性,并采取适当的措施来确保正常运行。