张广溢郭前岗电机学_习题答案1
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电机学练习题与参考答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.铁磁材料作为电机的磁路,对电机的磁场具有加强作用。
()A、正确B、错误正确答案:A2.变压器铁心和绕组运行中会发热,主要原因是其中会产生损耗。
()A、正确B、错误正确答案:A3.感应电动机起动时电流大,起动力矩也大。
()A、正确B、错误正确答案:B4.分裂变压器运行方式有分裂运行和穿越运行方式,其中分裂运行阻抗称为分裂阻抗,穿越运行时阻抗称为穿越阻抗,且分裂阻抗远大于穿越阻抗。
()A、正确B、错误正确答案:A5.无论是隐极机还是凸极机,当功角δ=90°时,发电机输出的电磁功率达到最大。
()A、正确B、错误正确答案:B6.同步发电机调相运行时,可向系统送出少量有功功率以及无功功率。
()A、正确B、错误正确答案:B7.异步电动机空载电流百分数和变压器的空载电流百分数一样都是额定电流的1%~10%。
()A、正确B、错误正确答案:B8.异步电动机的过载能力是指电动机短时超负荷运行的能力。
()A、正确B、错误正确答案:A9.当电源电压下降为原来一半时,异步电动机的过载能力也下降为原来的一半。
()A、正确B、错误正确答案:B10.分裂变压器一般都是分裂高压绕组,将其分裂成两个完全相同的绕组。
()A、正确B、错误正确答案:B11.根据磁路欧姆定律可知,任何磁路中的磁通量和磁路磁阻是成反比关系的。
()A、正确B、错误正确答案:B12.同步发电机铭牌上标的额定转速n就是定子旋转磁场转速n₁,n₁又称为同步速。
(A、正确B、错误正确答案:A13.同步发电机的基本工作原理是电磁感应原理。
()A、正确B、错误正确答案:A14.所谓绝缘强度高低是指能承受电流的高低。
()A、正确B、错误正确答案:B15.与同容量变压器相比,异步电动机漏阻抗更大。
()A、正确B、错误正确答案:A16.变压器理想并列运行的条件中,变压器的连接组标号必须相同。
()A、正确B、错误正确答案:A17.发电机不对称运行时,励磁绕组、阻尼绕组及转子本体中会感应基频电动势。
电机学第四版课后习题答案第一章 磁路 电机学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。
电机学习题含参考答案一、单选题(共100题,每题1分,共100分)1.电角度和机械角度的关系是()。
A、不相等的B、电角度等于磁极对数乘机械角度C、相等的D、电角度大于机械角度正确答案:B2.异步电动机气隙过大会造成()。
A、转子侧功率因数过低B、定子侧功率因数过高C、转子侧功率因数过高D、定子侧功率因数过低正确答案:D3.电机的工作原理都是以()定律为基础的。
A、电磁感应B、电磁力C、磁路欧姆D、安培环路正确答案:A4.异步电动机功率因数低对电网的影响主要是()。
A、电网电流波动B、电网负载波动C、电网电压波动D、电网频率波动正确答案:C5.同步发电机要进行能量转换,电枢电流中肯定含有()A、直轴分量B、超前的无功电流C、滞后的无功电流D、交轴分量正确答案:D6.并联于大电网上的同步发电机,当运行于cosφ=1.0的情况下,若逐渐增大励磁电流,则电枢电流是(A、先增大后减小B、逐小C、先减小后增大D、逐大正确答案:D7.三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于()。
A、定子绕组的漏阻抗B、电源电压C、气隙大小D、定、转子铁心材质正确答案:B8.三相 50Hz 异步电动机,额定运行时的转差率为s=0.04,则转子绕组中的感应电动势的频率为(A、48HzB、2HzC、52HzD、50Hz正确答案:B9.硅钢片中含硅量越高导磁性能()。
A、无影响B、不变C、越好D、越差正确答案:D10.与凸极同步发电机基本电磁功率无关的因素是()。
A、空载电动势B、功角C、直轴同步电抗D、交轴同步电抗正确答案:D11.变压器一次绕组加额定电压,二次绕组带负载运行时,二次电压大小将随负载电流大小和()的改变而改变。
A、励磁阻抗大小B、励磁电阻大小C、负载大小D、负载功率因数大小正确答案:D12.同步电动机转子的励磁绕组作用是通电后产生-一个()磁场。
A、大小和极性都不变化的恒定B、极性不变但大小变化的C、脉动D、交变正确答案:A13.三相同步发电机在与电网并联时,必须满足一些条件,但首先必须绝对满足的条件是()A、相位相等B、电压相等C、频率相等D、相序相同正确答案:D14.正常运行的发电机,在调整有功负荷时,对发电机无功负荷()。
第二篇异步电机第8章▲ 8.1为什么感应电动机的转速一定低于同步速, 而感应发电机的转速则一定高于同步速?如果没有外力帮助,转子转速能够达到同步速吗?8.2简述感应电机的结构。
如果气隙过大,会带来怎样不利的后果? 8.3感应电动机额定电压、额定电流,额定功率的定义是什么?▲ 8.4绕线转子感应电机,如果定子绕组短路,在转子边接上电源,旋转磁场相对转子顺时针方向旋转.问此时转子会旋转吗?转向又如何?V 8.5 一台三相感应电动机,P N =75KW,n N = 975r, min,U z = 3000V, I N = 18.5A, cos = 0.87, f N =50Hz .试问:(1)电动机的极数是多少?(2) 额定负载下的转差率s 是多少? (3) 额定负载下的效率 是多少? 解:(1)电动机的极数2p = 6 ;▲ 9.1转子静止与转动时,转子边的电量和参数有何变化?▲ 9.2 感应电动机转速变化时,为什么定、转子磁势之间没有相对运动?9.3 当感应电机在发电及制动状态运行时,定、转子磁势之间也没有(2) 额定负载下的转差率SN(3) 额定负载下的效率r = PN N<3U N I N cos® N第9章n1 一 nN1000 -975二 0.02575T033 3000 18.5 0.870.90相对运动,试证明之.9.4 用等效静止的转子来代替实际旋转的转子,为什么不会影响定子边 的各种量数?定子边的电磁过程和功率传递关系会改变吗?▲ 9.5 感应电机等效电路中 口R 2代表什么意义?能不能不用电阻而用s一个电感或电容来表示?为什么?9.6 当感应电动机机械负载增加以后,定子方面输入电流增加,因而输 入功率增加,其中的物理过程是怎样的?从空载到满载气隙磁通有何变化?▲ 9.7 和同容量的变压器相比较,感应电机的空载电流较大,为什么?9.8 感应电机定、转子边的频率并不相同,相量图为什么可以画在一起? 根据是什么?V 9.9 一台三相异步电动机P N =10KW,U N = 380V, n N =1455「mi n,” =1.33'」,「2 =1.12O,r m =70,X© = 2.4如,X2^ = 4.40,X m =90。
电机学练习题库+参考答案一、单选题(共45题,每题1分,共45分)1.硬磁材料比软磁材料磁沸回线包围面积(了。
A、不确定B、相同C、小D、大正确答案:D2.三相交流电机定子绕组感应的基波电动势的波形决定于〔)。
A、气隙磁通密度分布情况B、电机转速C、磁场大小D、电机极数正确答案:A3.铁磁材料的磁化过程和去磁过程曲线是(A、互相垂直的B、重合的曲线C、不重合的曲线D、彼此平行的正确答案:C4.变压器铭牌标注型号为 S7-315/10,其中数字 315/10 所代表的含义是().A、变压器额定容量为B、低压侧额定电压为C、低压侧额定容量为D、高压侧额定电压为E、变压器额定容量为F、高压侧额定容量为G、高压侧额定电压为正确答案:C5.凸极同步发电机磁极对数多,和同一电网的隐极同步发电机相比,其转速(A、高B、低C、相同D、以上都不对正确答案:B6.同步电动机不能自行起动,其原因是()A、励磁绕组开路B、励磁绕组短路C、励磁绕组串电阻D、本身无起动转矩正确答案:D7.为把电能输送到远方,减少线路上的电能损耗,主要采用()。
A、提高功率因数减少无功B、增加发电机容量C、变压器升压D、增大导线截面减小电阻正确答案:C8.自耦变压器一二次绕组之间由于有电的直接联系,因此串联绕组与公共绕组的绝缘是按()做的。
A、高压电压等级B、低压电压等级C、平均电压等级D、任意电压等级正确答案:A9.三相同步发电机在与电网并联时,必须满足一些条件,下面不是要求满足的条件是()A、电压相等B、相序相同C、励磁方式相同D、频率相等正确答案:C10.做变压器空载实验,应在变压器()加电压A、任意边B、低压侧C、随意D、高压侧正确答案:B11.变压器的额定容量是指变压器在铭牌规定的()下,变压器二次侧的输出能力。
A、空载状态B、额定状态C、短路状态D、任意状态正确答案:B12.适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻r₂时,电动机的()A、lst减少,Tst增加,Tmax增大,Sm增加B、Ist减少,Tst增加,Tmax不变,Sm增加C、Ist增加,Tst增加,Tmax不变,Sm增加D、Ise增加,Tst减少,Tmax不变,Sm增加正确答案:B13.同步电机当铁芯饱和程度提高时,同步电抗将(A、增加B、不变C、不确定D、减小正确答案:D14.某三相电力变压器带电阻电感性负载运行,负载系数相同的情况下,cosφ越高,电压变化率△U()A、无法确定B、不变C、越大D、越小正确答案:D15.如果忽略变压器-一、二次绕组的漏电抗和()时,变压器一次侧电压有效值等于:次侧感应电动势有效值,二次侧电压有效值等于二次侧感应电动势有效值。
绪 论Δ0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成,这类材料应具有哪些主要特性?0-2 在图0-3中,当给线圈N 1外加正弦电压u 1时,线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势?电动势的大小与哪些因素有关? 0-3 感应电动势=edtd ψ-中的负号表示什么意思?Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。
0-5 电机运行时,热量主要来源于哪些部分?为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度?电机的温升与哪些因素有关?0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么?0-7 在图0-2中,已知磁力线l 的直径为10cm ,电流I 1 = 10A ,I 2 = 5A ,I 3 = 3A ,试求该磁力线上的平均磁场强度是多少?∨0-8 在图0-9所示的磁路中,线圈N 1、N 2中通入直流电流I 1、I 2,试问: (1) 电流方向如图所示时,该磁路上的总磁动势为多少?(2) N 2中电流I 2反向,总磁动势又为 多少?(3) 若在图中a 、b 处切开,形成一空气隙δ,总磁动势又为多少? (4) 比较1、3两种情况下铁心中的B 、H 的图0-9 习题0-8附图相对大小,及3中铁心和气隙中H 的相对大小?解:1)22111N I N I F -= 2)22112N I N I F +=3)221113N I N I F F -==不变4)由于31F F =,而31m m R R <<,所以31φφ>>,31B B >>,31H H >>。
在3)中,δB B Fe =,由于0μμ>>Fe ,所以0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<=∨0-9 两根输电线在空间相距2m ,当两输电线通入的电流均为100A 时,求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少?并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。
解:由H B I R H 0,2.μπ==,得每根输电线单位长度上所受的电磁力为m N lI R I BlI f .1022110010423270--=⨯⨯⨯⨯===πππμ当电流同向时,电磁力为吸力;当电流反向时,电磁力为斥力。
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。
答:电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成,磁路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。
这类材料应具有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。
0.2在图0.3中,当给线圈1N 外加正弦电压1u 时,线圈1N 和2N 中各感应什么性质的电动势?电动势的大小与哪些因素有关?答:当给线圈1N 外加正弦电压1u 时,线圈1N 中便有交变电流流过,产生相应的交变的磁动势,并建立起交变磁通,该磁通可分成同时交链线圈1N 、2N 的主磁通和只交链线圈1N 的漏磁通。
这样,由主磁通分别在线圈1N 和2N 中感应产生交变电动势21,e e 。
由漏磁通在线圈1N 中产生交变的σ1e 。
电动势的大小分别和1N 、2N 的大小,电源的频率,交变磁通的大小有关。
0-3 感应电动势=e dt d ψ-中的负号表示什么意思?答:dt d e ψ-=是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式;当所有磁通与线圈全部匝数交链时,则电磁感应定律的数学描述可表示为dt d N e Φ-=;当磁路是线性的,且磁场是由电流产生时,有L Li ,=ψ为常数,则可写成dt di L e -=。
0.4试比较磁路和电路的相似点和不同点。
答:磁路和电路的相似只是形式上的,与电路相比较,磁路有以下特点:1)电路中可以有电动势无电流,磁路中有磁动势必然有磁通;2)电路中有电流就有功率损耗;而在恒定磁通下,磁路中无损耗3)由于G 导约为G 绝的1020倍,而Fe μ仅为0μ的4310~10倍,故可认为电流只在导体中流过,而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通;4)电路中电阻率ρ在一定温度下恒定不变,而由铁磁材料构成的磁路中,磁导率μ随B 变化,即磁阻m R 随磁路饱和度增大而增大。
0.5电机运行时,热量主要来源于哪些部分?为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度?电机的温升与哪些因素有关?答:电机运行时,热量主要来源于各种损耗,如铁耗、铜耗、机械损耗和附加损耗等。
当电机所用绝缘材料的等级确定后,电机的最高允许温度也就确定了,其温升限值则取决于冷却介质的温度,即环境温度。
在电机的各种损耗和散热情况相同的条件下,环境温度不同,则电机所达到的实际温度不同,所以用温升而不直接用温度表示电机的发热程度。
电机的温升主要决定于电机损耗的大小、散热情况及电机的工作方式。
0.6 电机的额定值和电机的定额指的是什么?答:电机的额定值是指电机在某种定额下运行时各物理量的规定值;而电机的定额是指制造厂按国家标准的要求对电机的全部电量和机械量的数值及运行的持续时间和顺序所作的规定。
0-7 在图0-2中,已知磁力线l 的直径为10cm ,电流I 1 = 10A ,I 2 = 5A ,I 3 = 3A ,试求该磁力线上的平均磁场强度是多少?答:平均磁场强度mA m A DI I I l I H /2.381.0/)3510(/)(/321=⨯-+=-+=∑=ππ0.8 在图0.8所示的磁路中,线圈21N N 、中通入直流电流21I I 、,试问:(1) 电流方向如图所示时,该磁路上的总磁动势为多少?(2)2N 中电流2I 反向,总磁动势又为多少? (3)若在图中b a ,处切开,形成一空气隙δ,总磁动势又为多少? (4)比较3,1两种情况下铁心中的H B ,的相对大小,及3中铁心和气隙中H 的相对大小? 解:(1)22111N I N I F-= (2)22112N I N I F +=(3)221113N I N I F F -==不变(4)由于31F F =,而31m m R R <<,所以31φφ>>,31B B >>, 31H H >>。
其中 11111H B R F m 、、、、Φ和33333H B R F m 、、、、Φ 分别 图0.8表示3,1两种情况下的各物理量。
在(3)中,δB B Fe =,由于0μμ>>Fe ,所以0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<=。
0-9 两根输电线在空间相距2m ,当两输电线通入的电流均为100A 时,求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少?并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。
解:由H B I R H 0,2.μπ==,得每根输电线单位长度上所受的电磁力为m N lI R I BlI f .1022110010423270--=⨯⨯⨯⨯===πππμ当电流同向时,电磁力为吸力;当电流反向时,电磁力为斥力。
如下图所示: 0-10 一个有铁心的线圈,线圈电阻为2Ω。
将其接入110V 交流电源,测得输入功率为22W ,电流为1A ,试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。
解:w p p p cu Fe 2021222=⨯-=-∑=转换成频率相同的另一种电压等级的交流电能。
变压器的主要用途有:变压器是电力系统中实现电能的经济传输、灵活分配和合理使用的重要设备,在国民经济其他部门也获得了广泛的应用,如:电力变压器(主要用在输配电系统中,又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器)、仪用互感器(电压互感器和电流互感器,在电力系统做测量用)、特种变压器(如调压用的调压变压器、试验用的试验变压器、炼钢用的电炉变压器、整流用的整流变压器、焊接用的电焊变压器等)。
1.2 变压器有哪些主要部件?各部件的作用是什么?答:电力变压器的基本构成部分有:铁心、绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等,其中铁心是变压器的主磁路,又是它的机械骨架。
绕组由铜或铝绝缘导线绕制而成,是变压器的电路部分。
绝缘套管:变压器的引出线从油箱内部引到箱外时必须通过绝缘套管,使引线与油箱绝缘。
油箱:存放变压器油。
分接开关,可在无载下改变高压绕组的匝数,以调节变压器的输出电压。
1.3铁心在变压器中起什么作用?如何减少铁心中的损耗?答:铁心是变压器的主磁路,又是它的机械骨架。
为了提高磁路的导磁性能,减少铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成,其厚度为5mm .0~35mm .0,两面涂以厚23mm .0~02mm .0的漆膜,使片与片之间绝缘。
1.4 变压器有哪些主要额定值?原、副方额定电压的含义是什么?答:变压器的主要额定值有:额定容量N S 、额定电压N U 1和N U 2、额定电流N I 1和N I 2 、、额定频率N f 等。
原、副方额定电压的含义是指:正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压N U 1;二次侧的额定电压N U 2是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。
对三相变压器,额定电压、额定电流均指线值。
A U S I N N N 9.274105.10310500033322=⨯⨯⨯==第 2 章2.1 在研究变压器时,原、副方各电磁量的正方向是如何规定的?答:从原理上讲,正方向可以任意选择,但正方向规定不同,列出的电磁方程式和绘制的相量图也不同。
通常按习惯方式规定正方向,称为惯例。
具体原则如下:(1)在负载支路,电流的正方向与电压降的正方向一致;而在电源支路,电流的正方向与电动势的正方向一致;(2)磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定则;(3)感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋定则。
2.2 在变压器中主磁通和原、副边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:(1)主磁通在原、副绕组中均感应电动势,当副方接上负载时便有电功率向负载输出,故主磁通起传递能量的作用;而漏磁通不起传递能量的作用,仅起压降作用。
(2)空载时,有主磁通和一次侧绕组漏磁通,它们均由一次侧磁动势激励产生;负载时有主磁通,一次侧绕组漏磁通,二侧次绕组漏磁通。
主磁通由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即2.1.0.F F F +=激励产生,一次侧绕组漏磁通由一次绕组磁动势1.F 激励产生,二次侧绕组漏磁通由二次绕组磁动势2.F 激励产生。
(3)在等效电路中,主磁通用励磁参数m x 来反映它的作用,一次侧漏磁通用漏电抗σ1x 来反映它的作用,而二次侧漏磁通用漏电抗σ2x 来反映它的作用。
2.3为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势,当铁心不饱和时激磁电流呈何种波形?当铁心饱和时情形又怎样?答:为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势,当铁心不饱和时,因为磁化曲线是直线,励磁电流和主磁通成正比,故当主磁通成正弦波变化,激磁电流亦呈正弦波变化。
而当铁心饱和时,磁化曲线呈非线性,为使磁通为正弦波,励磁电流必须呈尖顶波。
2.4变压器的外加电压不变,若减少原绕组的匝数,则变压器铁心的饱和程度、空载电流、铁心损耗和原、副方的电动势有何变化?答:根据m fN E U Φ=≈11144.4可知,1144.4fN U m =Φ,因此,一次绕组匝数减少,主磁通m Φ将增加,磁密S B mm Φ=,因S 不变,m B 将随m Φ的增加而增加,铁心饱和程度增加;由于磁导率μ下降。
因为磁阻S l R m μ=,所以磁阻增大。
根据磁路欧姆定律 m m R N I Φ=10,当线圈匝数减少时,空载电流增大;又由于铁心损耗2.12f B p m Fe ∝,所以铁心损耗增加;因为外加电压不变,所以根据m fN E U Φ=≈11144.4,所以原方电动势基本不变,而副方电动势则因为磁通的增加而增大。
2.5一台额定电压为V 110/220的变压器,若误将低压侧接到V 220的交流电源上,将会产生什么后果?答:根据m fN E U Φ=≈11144.4可知,此时主磁通增加接近2倍,磁路饱和程度大增,励磁电流将会大大增加,铁耗和铜耗增大,变压器过热。
同时噪声过大,振动明显。
2.6变压器折算的原则是什么?如何将副方各量折算到原方?答:折算仅仅是研究变压器的一种方法,它不改变变压器内部电磁关系的本质。
折算的原则是保证折算方折算前后所产生的磁动势不变。
副方各量折算方法如下: 将副方电流除以κ;副方感应电动势、电压乘以κ;漏阻抗、负载阻抗应乘以2κ。
2.7变压器的电压变化率是如何定义的?它与哪些因素有关?答:变压器的电压变化率定义为:当变压器的原方接在额定电压、额定频率的电网上,副方的空载电压与给定负载下副方电压的算术差,用副方额定电压的百分数来表示的数值,即%100%100%2222220⨯-=⨯-=∆N N N U U U U U U U变压器电压变化率可按下式计算:%100)sin cos (%2*2*⨯+=∆ϕϕβK K x R U 。
可知变压器电压变化率的大小主要和以下物理量相关:(1)电压变化率与负载的大小(β值)成正比;在一定的负载系数下,当负载为阻感负载时,漏阻抗(阻抗电压)的标么值越大,电压变化率也越大;(2)电压变化率还与负载的性质,即功率因角数2ϕ的大小和正负有关。