电机学变压器经典习题及答案

第3章三相变压器思考题与习题参考答案3.1 三相组式变压器和三相心式变压器的磁路结构各有何特点？在测取三相心式变压器的空载电流时，为什么中间一相的电流小于其它两相的电流？答：三相组式变压器的三相磁路彼此独立，互不关联，且各相磁路几何尺寸完全相同；三相心式变压器的三相磁路彼此不独立，互相关联，各相磁路长度不等，三相磁阻不对称。

在外加对称电压时，由于中间相磁路长度小于其它两相的磁路长度，磁阻小，因此，中间一相的空载电流小于其它两相的电流。

3.2 变压器出厂前要进行“极性”试验，如题3.2图所示，在U1、U2端加电压，将U2、u2相连，用电压表测U1、u1间电压。

设变压器额定电压为220/110V，如U1、u1为同名端，电压表读数为多少？如不是同名端，则读数为多少？答:110V，330V题3.2图极性试验图3.3 单相变压器的联结组别有哪两种？说明其意义。

答：有I，I0；I，I6两种。

I，I0说明高、低压绕组电动势同相位；I，I6说明高、低压绕组电动势反相位。

3.4 简述三相变压器联结组别的时钟表示法。

答：把三相变压器高压侧某一线电动势相量看作时钟的长针，并固定指向“0”点，把低压侧对应线电动势相量看作时钟的短针，它所指向的时钟数字便是该变压器的联结组别号。

3.5 试说明为什么三相组式变压器不能采用Y,y联结，而小容量三相心式变压器可以采用Y,y联结？答：因为三相组式变压器三相磁路彼此独立，采用Y，y联结时，主磁路中三次谐波磁通较大，其频率又是基波频率的三倍，所以，三次谐波电动势较大，它与基波电动势叠加，使变压器相电动势畸变为尖顶波，其最大值升高很多，可能危及到绕组绝缘的安全，因此三相组式变压器不能采用Y，y联结。

对于三相心式变压器，因为三相磁路彼此相关，所以，三次谐波磁通不能在主磁路（铁心）中流通，只能通过漏磁路闭合而成为漏磁通。

漏磁路磁阻很大，使三次谐波磁通大为削弱，主磁通波形接近于正弦波，相电动势波形也接近正弦波。

第一章变压器的分类、结构和原理§1—1 变压器的分类和用途一、填空题1．交流，频率2．单相，三相；油浸式，干式3．升压，降压，配电二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³三、简答题1．答：根据P=UI cosφ，因为功率一定，电压越大，电流就越小，电流小就可以减小输送导线的热损耗。

2．答：按铁心结构形式分，变压器有壳式铁心、心式铁心、C形铁心。

壳式铁心常用于小型变压器、大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。

心式铁心常用于大、中型变压器，高压的电力变压器。

C形铁心的变压器常用于电子技术中。

§1—2 变压器的结构与冷却方式一、填空题1．绕组，铁心2．一次绕组，二次绕组。

高压绕组，低压绕组。

同心绕组3．主磁通，绕组。

硅钢片。

芯式，壳式。

壳式4．对接，叠接5．油箱，储油柜6．油箱盖，输入、输出线，电网7．瓷套，导电杆，绝缘性能，密封性能二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³3．√4．√5．√三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1．D 2．B 3．A 4．A四、简答题1．答：变压器由变压器绕组和变压器铁心两部分组成。

变压器的绕组是变压器的电路部分，变压器的铁心是主磁通的通道，也是安放绕组的骨架。

2．答：铁心材料的质量，直接影响到变压器的性能。

高磁导率、低损耗和价格，是选择铁心材料的关键。

为提高铁心导磁能力，增大变压器容量，减少体积、提高效率，铁心常用硅钢片叠装而成。

§1—3 变压器的原理一、填空题1．空载，负载2．加额定电压，开路3．E=4.44fNΦm4．一次绕组电动势与二次绕组电动势大小之比，大，小5．36，1006．3307．191.38．铁，铜，铁9．610．功率因数，输出电压，输出电流11．±5% ，-5%~10%12．P cu=(β)2P k，负载电流13．负载电流，铜耗=铁耗二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．√2．³3．³4．√5．³6．³7．√8．³9．³三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1. D 2．B 3．D 4．B 5．B 6．B 7．C 8．B 9. B 10．C 11. C四、简答题1．答：变压器不能改变直流电压。

第一章 变压器基本工作原理和结构1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1,U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。

1-2 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。

又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以1122N U N U =将增大。

或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。

1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？答：不会。

因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。

1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。

为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。

1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。

第四章 三相变压器练习题填空题（1）三相变压器组的磁路系统特点是 。

（2）三相心式变压器的磁路系统特点是 。

（3）三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。

（4）为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。

（5）大容量Y/y 联接的变压器，在铁心柱上另加一套接成形的附加绕组，是为了 。

（6）变压器的联接组别采用时钟法表示，其中组别号中的数字为钟点数，每个钟点表示原、副边绕组对应线电势相位差为 。

（7）单相变压器只有两种联接组，分别是 和 。

（8）三相变压器理想并联运行的条件是 ， ， 。

（9）并联运行的变压器应满足 ， ， 的要求。

（10）变比不同的变压器不能并联运行，是因为 。

（11）两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 。

（12） 不同的变压器绝对不允许并联运行。

（14）短路阻抗标幺值不等的变压器不能并联运行，是因为 。

（15）一台Y/Δ-11和一台Δ/Y -11联接的三相变压器 并联运行。

（16）一台0/12Y Y -和一台0/8Y Y -的三相变压器，变比相等，经改接后 并联运行。

（1）各相主磁通有各自的铁心磁路（2）各相磁路彼此相关（3）变压器在磁路饱和情况下的相电动势波形畸变，（4）接成Δ（5）防止相电动势波形发生畸变，（6）30°的整数倍，（7）Ii0，Ii6（8）各变压器变比相等:各变压器联结组标号相同;各并联变压器的短路电压标幺值相等，短路阻抗角也相等。

（9）变压器一、二次额定电压的误差不大于0.5%；变压器联结组标号相同；各并联变压器的短路阻抗标幺值相差不超过10%（10）产生环流使变压器烧毁（11）标幺值成反比分配（12）组别（14）负载分配不合理，不能发挥并联运行的容量水平（15）能（16）能选择题（1）三相心式变压器各相磁阻 。

A ．相等B ．不相等，中间相磁阻小C ．不相等，中间相磁阻大（2）要得到正弦波形的感应电势，则对应的磁通波形应为 。

第2章变压器的基本理论思考题与习题参考答案2.1 试述变压器空载和负载运行时的电磁过程。

答：空载时，原边接交流电源，原绕组中流过交流电流0I ，建立磁动势0F ，由其产生主磁通0Φ 和少量的漏磁通σ1Φ ，主磁通在原绕组中产生电动势1E 、在副绕组中产生电动势2E ，漏磁通只在原绕组中产生漏感电动势σ1E ，同时，电流0I 在原绕组电阻1R 上产生电压降10R I 。

负载时，原绕组流过电流1I ，产生磁动势1F ；副绕组流过电流2I ，产生磁动势2F ，由原、副绕组的合成磁动势021F F F =+产生主磁通0Φ ，并分别在原、副绕组中产生电动势1E 和2E ；1F 还产生只交链原绕组的漏磁通σ1Φ ，它在原绕组中产生漏感电动势σ1E ，2F 还产生只交链副绕组的漏磁通σ2Φ ，它在副绕组中产生漏感电动势σ2E ；同时，电流1I 在原绕组电阻1R 上产生电压降11R I ，电流2I 在副绕组电阻2R 上产生电压降22R I 。

2.2 在变压器中，主磁通和一、二次绕组漏磁通的作用有什么不同？它们各是由什么磁动势产生的？在等效电路中如何反映它们的作用？答:主磁通同时交链原、副绕组，并分别在原、副绕组中产生电动势1E 和2E ，起传递能量的作用；漏磁通只交链自身绕组，只在自身绕组中产生漏感电动势，仅起电抗压降的作用。

在等效电路中，主磁通的作用由励磁参数反映，漏磁通的作用由漏抗参数反映。

2.3 试述变压器空载电流的大小和性质。

答：由于变压器铁心采用薄硅钢片叠成，磁导率高，导磁性能好，因此空载电流很小，一般为额定电流的2%—10%。

在空载电流0I 中，用来建立主磁通的无功分量r I 0 远大于对应铁心损耗的有功分量aI 0 ，所以空载电流基本属于无功性质，空载电流也因此常被称为励磁电流。

2.4 当变压器空载运行时，一次绕组加额定电压，虽然一次绕组电阻很小，但流过的空载电流却不大，这是为什么？答：变压器空载运行时，虽然一次绕组的电阻很小，但是由于铁心硅钢片的磁导率大，导磁性能好，主磁通大，所以励磁电抗大，因此空载电流不大。

第6章 思考题与习题参考答案6.1 三绕组变压器的绕组排列应遵循哪些原则？它们是如何排列的？不同排列方式对变压器的漏电抗参数有何影响？答：三个绕组的排列位子既要考虑绝缘方便，又要考虑功率的传递方向。

从绝缘角度考虑，高压绕组不宜靠近铁心，总是放在最外层。

从功率传递方向考虑，相互间传递功率较多的绕组应靠得近一些。

升压变压器是把低压功率传递到高压和中压电网，因此低压绕组放在中间层，中压绕组放在内层；降压变压器是把高压电网的功率传递到中压和低压电网，因此中压绕组放在中间层，低压绕组放在内层。

无论如何排列，对应于中间层绕组的等效漏电抗最小。

6.2 三绕组变压器的额定容量是如何定义的，三个绕组的容量有哪几种配合方式？实际运行时三个绕组传输的功率关系如何？答：在三绕组变压器中，三个绕组的容量可能相等，也可能不等，把最大的绕组容量定义为三绕组变压器的额定容量。

三绕组额定容量有三种配合：1:1:1；5.0:1:1；1:5.0:1。

实际运行时，一个绕组的输入功率等于其他两个绕组输出功率之和，或者两个绕组的输入功率之和等于一个绕组的输出功率。

6.3 三绕组变压器中的漏磁通与双绕组变压器中的漏磁通有何不同？答：在双绕组变压器中，漏磁通是指只交链自身绕组的磁通；而在三绕组变压器中，漏磁通包括只交链自身绕组的磁通（自漏磁通）和只交链两个绕组的磁通（互漏磁通）两部分。

6.4 三绕组变压器的短路阻抗参数是如何测定的？答：三绕组变压器的短路参数通过三次短路试验测得：第一次短路试验：绕组1加电，绕组2短路，绕组3开路，可测得折算到绕组1的参数：2112R R R s '+= 2112X X X s '+= 第二次短路试验：绕组1加电，绕组3短路，绕组2开路，可测得折算到绕组1的参数：3113R R R s '+= 3113X X X s '+= 第三次短路试验：绕组2加电，绕组3短路，绕组1开路，可测得折算到绕组2的参数，再乘以212k 可得到折算到绕组1的参数： 3223R R R s'+'=' 3223X X X s '+'=' 联立求解可得： )(212313121s s s R R R R '-+= )(212313121s s s X X X X '-+=)(211323122s s s R R R R -'+=' )(211323122s s s X X X X -'+=' )(211223133s s s R R R R -'+=' )(211223133s s s X X X X -'+=' 6.5 一台三绕组变压器作降压变压器运行，中、低压绕组均带负载，当中压绕组输出电流增大时，试分析低压绕组端电压将如何变化？答：由三绕组变压器的等效电路可以看出，当中压绕组输出电流增大时，高压绕组电流随之增大，高压绕组漏阻抗压降将增大，导致励磁电动势降低，因此低压绕组的端电压将下降。

电机与变压器习题答案电机与变压器习题答案电机和变压器是电力系统中常见的电气设备，它们在能量转换和传输中起着重要的作用。

掌握它们的原理和运行特性对于电气工程师来说至关重要。

在学习过程中，我们常常会遇到一些习题，下面为大家提供一些电机和变压器习题的详细解答。

1. 电机的转矩和功率之间的关系是什么？电机的转矩和功率之间有着密切的关系。

转矩是电机输出的力矩，表示电机对外部负载的扭矩能力。

功率则是电机单位时间内所做的功，表示电机输出的能量。

根据物理学的基本原理，功率等于力乘以速度，而转矩则是力和力臂的乘积。

因此，电机的转矩和功率之间的关系可以表示为：转矩 = 功率 / 转速这个关系表明，电机的转矩与功率成反比，转速越高，转矩越小；转速越低，转矩越大。

这也是为什么在启动电机时需要较大的转矩，而在运行时需要较小的转矩的原因。

2. 变压器的效率如何计算？变压器的效率是指变压器输出功率与输入功率之间的比值，表示变压器的能量转换效率。

计算变压器的效率可以使用以下公式：效率 = 输出功率 / 输入功率× 100%其中，输出功率是指变压器的输出端所提供的功率，输入功率是指变压器的输入端所消耗的功率。

通常情况下，变压器的效率可以达到90%以上，这意味着变压器能够高效地传输电能，减少能量的损耗。

3. 电机的启动方式有哪些？电机的启动方式主要有直接启动、自耦变压器启动和星角启动等。

直接启动是最简单的一种方式，即将电机直接连接到电源上，通过电源提供的电能来启动电机。

自耦变压器启动则是通过自耦变压器来降低电压，减小电机的起动电流，避免对电网造成冲击。

星角启动是通过星形连接和三角形连接两种不同的接线方式来实现，通过星形连接使电机在启动时产生较小的起动电流，待电机达到额定转速后再切换到三角形连接。

4. 变压器的类型有哪些？变压器的类型主要包括配电变压器、电力变压器和特殊变压器等。

配电变压器用于城市和工业区域的配电系统，将高压电能转换为低压电能供给用户使用。

《电机学－变压器》作业参考答案2‐27. 解答：因为单相Tr，所以有1122500k14.286(A)35k500k45.455(A)11kNNNNNNSIUSIU======2‐28. 解答：（1）因为1111144.442200.004955(Wb)4.44 4.44200500.004955= 1.4157(T)3510mmmU E N fUN fBA−≈=Φ⇒Φ≈==××Φ==×（2）因为电动势和匝数成正比，所以要得到100V所需匝数为：N2＝(E2/E1)×N1≈(U2/U1)×N1＝（100/220）×200＝90.9≈91（匝） 要得到36V所需匝数为：N2＝(E2/E1)×N1≈(U2/U1)×N1＝（36/220）×200＝32.7≈33（匝） （3）当一次有＋5%抽头时，N1＝200×1.05＝210匝，相应的二次侧电压为：二次侧91匝时，U2＝U1/k＝220/（210/91）＝95.3(V)二次侧33匝时，U2＝U1/k＝220/（210/33）＝34.57(V)当一次有－5%抽头时，N1＝200×0.95＝190匝，相应的二次侧电压为：二次侧91匝时，U2＝U1/k＝220/（190/91）＝105.4(V)二次侧33匝时，U2＝U1/k＝220/（190/33）＝38.2(V)37 在题图203中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁芯柱上。

已知A、B、C为正相序，试判断各联结组的组号。

解、（1）一次侧电压三角形Í电位a=y, b=z,c=xÎ二次侧电压三角形Î两个三角形重心重合：可见，AO和ao之间的夹角为210°，因此为Yd7。

题2‐3图 联结组B Cbyc zx abyxaczBC（2）一次侧电压三角形Í电位a=z,b=x, c=yÎ二次侧电压三角形Î两个三角形重心重合：可见，AO和ao之间的夹角还是210°，因此为Yd7。

电机和变压器练习册习题答案解析第一单元变压器的分类、结构和原理；课题一变压器的分类和用途；一、填空题（每空1 分）；1．变压器是一种能变换__________ 电压，而_；答案：交流频率电磁感应；2．变压器的种类很多，按相数分为________ ；答案：单相三相；3．在电力系统中使用的电力变压器，可分为____ ；答案：升压降压配电；二、判断题（每题1 分）；1．变压器的基本工作原理是电流的磁效应；答第一单元变压器的分类、结构和原理课题一变压器的分类和用途一、填空题（每空1 分）1．变压器是一种能变换 _________ 电压，而____________ 不变的静止电气设备。

它是根据_____________ 原理来变换电压以满足不同负载的需要。

答案：交流频率电磁感应2．变压器的种类很多，按相数分为和变压器；答案：单相三相3．在电力系统中使用的电力变压器，可分为 _______________ 变压器、_________ 变压器和_________ 变压器。

答案：升压降压配电二、判断题（每题1 分）1．变压器的基本工作原理是电流的磁效应。

（）答案：X 2．在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。

（）答案：X 三、简答题（每题3 分）1、为什么要高压送电答案：当输出电功率一定时，电压越大，电流越小。

2（1）P 损= IR ，可以减少运输中的损耗。

（2）可以节约架设成本。

2、变压器能改变直流电压吗如接上直流电压，会发生什么现象答案：不能。

如果接上直流电压，会使绕组过热而烧毁。

课题二变压器的结构与冷却方式一、填空题（每空1 分）1．变压器的铁心常用叠装而成，因线圈位置不同，可分成_________ 和_________ 两大类。

答案：硅钢片芯式壳式2．变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。

接电源的绕组称为；接负载的绕组称为。

也可按绕组所接电压高低分为和。

答案：一次绕组二次绕组高压绕组低压绕组二、判断题（每题1 分）1．储油柜也称油枕，主要用于保护铁心和绕组不受潮，又有绝缘和散热的作用。

电机学_第三章变压器习题第⼆章变压器⼀、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。