電機(jī)的復(fù)習(xí)題.doc

一 變壓器 變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么 6 電流互感器副邊不準(zhǔn) 電壓互感器副邊不準(zhǔn) 1 一臺三相變壓器原邊額定相電壓為 220V 原副邊的匝數(shù)為 N1 1732 N2 500 副邊的額 定相電為 若副邊采用 Y 接 副邊輸出的額定線電壓為 2 一臺控制用單相變壓器 額定容量 Sn 100VA 額定電壓 U1n U2n 380 36V 它的原邊額定 電流為 副邊額定電流為 3 在制造或修理變壓器時(shí)原邊匝數(shù)比設(shè)計(jì)值少 10 則空載電流 鐵心損耗 副邊電壓 4 一臺單相變壓器額定容量 1KVA 額定電壓 220V 110V 工作中不慎把低壓線圈接到 220V 的交流電源上 其空載電流 以至變壓器 3 電壓互感器有何作用 使用時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng) 同名端 三相異步電動機(jī)按防護(hù)形式分為 及 等 變壓器能不能變頻率 9 一臺 220 110 伏的變壓器 變比 N1 N2 2 能否一次線圈用 2 匝 二次線圈用 1 匝 為什么 一臺三相變壓器 額定容量 SN 100kVA 額定電壓 U1N U2N 6kV 0 4Kv Yyn 聯(lián)接 求它的原邊 副邊額定電流 6 電流互感器副邊不準(zhǔn) 電壓互感器副邊不準(zhǔn) 一臺三相變壓器的聯(lián)接組為有 Yd7 說明高壓側(cè)線電壓比低壓側(cè)線電壓 課件上 1 變壓器能不能變頻率 2 變壓器一次線圈若接在直流電源上 二次線圈會有穩(wěn)定直流電壓嗎 為什么 3 變壓器鐵芯的作用是什么 為什么它要用 0 35 毫米厚 表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成 4 有一臺 D 50 10 單相變壓器 試求變壓器原 副 線圈的額定 電流 解 一次繞組的額定電流 A U S I N N N 76 4 10500 1050 3 1 1 二次繞組的額定電流 A U S I N N N 39 217 230 1050 3 2 2 5 變壓器空載運(yùn)行時(shí) 原線圈加額定電壓 這時(shí)原線圈電阻 r1 很小 為什么空載電流 I0 不大 如將它接在同電壓 仍為額定值 的直流電源上 會如何 6 變壓器空載運(yùn)行時(shí) 是否要從電網(wǎng)取得功率 這些功率屬于什么性質(zhì) 7 試從物理意義上分析 若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù) 二次線圈匝數(shù)不變 二次線圈的電壓將 VUUkVAS NNN 230 10500 50 21 如何變化 8 一臺 380 220 伏的單相變壓器 如不慎將 380 伏加在二次線圈上 會產(chǎn)生什么現(xiàn)象 9 一臺 220 110 伏的變壓器 變比 N1 N2 2 能否一次線圈用 2 匝 二次線圈用 1 匝 為什么 二 異步電機(jī) 2 一臺三相異步電動機(jī)銘牌 UN 1140V Y 接 現(xiàn)采用電源電壓 660V 能否拖動風(fēng)機(jī)星 三角起動 為什么 三相異步電動機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件是 繞線式異步電動機(jī) 起動 轉(zhuǎn)子串電阻的目的是 4 簡述三相異步電動機(jī)的工作原理 1 已知一臺三相異步電動機(jī)接法 q 2 而負(fù)載又較小為額定值的 1 3 1 2 這時(shí)我們常 采用 Y 接法 試問有何好處 三相異步電動機(jī)降低定子電壓 則 Sm Tm Tst 1 三相鼠籠型異步電動機(jī)在什么條件下可以直接起動 不能直接起動時(shí) 應(yīng)采用什么方法起動 5 試說明異步電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上機(jī)械負(fù)載增加時(shí)電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n 定子電流 I1和轉(zhuǎn)子電流 I2如何變 化 為什么 1 一臺三相異步電動機(jī) 額定功率 PN 55Kw 電網(wǎng)頻率為 50Hz 額定電壓 UN 380V 額定 效率 N 0 79 額定功率因數(shù) cos 0 89 額定轉(zhuǎn)速 nN 570r min 試求 同步轉(zhuǎn)速 n1 極對數(shù) P 額定電流 IN 額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率 SN Y 起動 6 三相對稱繞組通入三相對稱電流產(chǎn)生 磁場 1 簡述三相異步電動機(jī)的工作原理 為什么電機(jī)轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速 三相繞線型異步電動機(jī)制動方式有 1 三相異步電動機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同可分為 和 兩類 2 星形 三角形降壓起動時(shí) 起動電流和起動轉(zhuǎn)矩各降為直接起動時(shí)的 倍 6 一臺 6 極三相異步電動機(jī)接于 50Hz 的三相對稱電源 其 s 0 05 則此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 r min 定子旋轉(zhuǎn)磁通勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 r min 8 繞線式三相異步電動機(jī) 如果電源電壓一定 轉(zhuǎn)子回路電阻適當(dāng)增大 則起動轉(zhuǎn) 最大轉(zhuǎn)矩 臨界轉(zhuǎn)差率 2 電動機(jī)的過載能力 轉(zhuǎn)差率 1 異步電動機(jī)在起動及空載運(yùn)行時(shí) 為什么功率因數(shù)較低 當(dāng)滿載運(yùn)行時(shí) 功率因數(shù)為什么較高 4 畫出異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性 并分析其關(guān)鍵點(diǎn)以及穩(wěn)定工作區(qū) 1 當(dāng) S 在 范圍內(nèi) 三相異步電動機(jī)運(yùn)行 于電動機(jī)狀態(tài) 此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為 S 在 范圍內(nèi) 運(yùn)行 于發(fā)電機(jī)狀態(tài) 此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為 2 三相繞線式異步電動機(jī)的起動采用 和 3 三相異步電動機(jī)降低定子電壓 則最大轉(zhuǎn)矩 Tm 起動轉(zhuǎn)矩 Tst 臨界轉(zhuǎn)差 率 Sm 5 按電動機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同 可將電動機(jī)分為 電動機(jī)和 型電動機(jī)兩種 三相異步電動機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件是什么 繞線式異步電動機(jī)起動 轉(zhuǎn)子串電阻的目的是什么 三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有哪幾種 三相異步電動機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)過熱 請分析造成過熱的原因可能有哪些 籠型三相異步電動機(jī)有哪些減壓起動方法 簡單說明各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場合 畫出接觸器控制三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的主電路和控制電路圖 要求具有電氣互鎖功能 三相異步電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn) 怎樣改變它的方向 在應(yīng)用降壓起動來限制異步電動機(jī)起動電流時(shí) 起動轉(zhuǎn)矩受到什么影響 比較各種降壓的起動方法 5 一臺電動機(jī)銘牌上標(biāo)明額定電壓 380V 接法 要把這臺電動機(jī)接到 660V 的電壓上 這臺電 動機(jī)應(yīng)采用 接法 三相異步電動機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件是 繞線式異步電動機(jī)起動 轉(zhuǎn)子串電阻的目的是 三相異步電動機(jī)降低定子電壓 則 Sm Tm Tst 三相對稱繞組通入三相對稱電流產(chǎn)生 磁場 三相異步電動機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同可分為 和 兩類 一臺 6 極三相異步電動機(jī)接于 50Hz 的三相對稱電源 其 s 0 05 則此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 r min 定子旋轉(zhuǎn)磁通勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 r min 電動機(jī)的過載能力 轉(zhuǎn)差率 普通鼠籠異步電動機(jī)在額定電壓下起動 為什么起動電流很大 而起動轉(zhuǎn)矩卻不大 簡述三相異步電動機(jī)的工作原理 畫出異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性 并分析其關(guān)鍵點(diǎn)以及穩(wěn)定工作區(qū) 三相異步電動機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)過熱 請分析造成過熱的原因可能有哪些 電網(wǎng)電壓太高或太低 都易使三相異步電動機(jī)定子繞組過熱而損壞 為什么 用繞線型三相異步電動機(jī)提升重物時(shí) 通過改變轉(zhuǎn)子所串電阻大小 就可以很小速度穩(wěn)定提升或下 放重物 用機(jī)械特性圖分析原因 1 一臺三相異步電動機(jī) 額定功率 PN 55Kw 電網(wǎng)頻率為 50Hz 額定電壓 UN 380V 額定 效率 N 0 79 額定功率因數(shù) cos 0 89 額定轉(zhuǎn)速 nN 570r min 試求 同步轉(zhuǎn)速 n1 極對數(shù) P 額定電流 IN 額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率 SN 課件 1 下列哪些方法可以使三相異步電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩增加 A 轉(zhuǎn)子回路串適當(dāng)?shù)碾娍?B 降低電源電壓 C 轉(zhuǎn)子回路串適當(dāng)?shù)碾娮?D 定子回路串適當(dāng)?shù)碾娍?2 電源電壓下降 可以使三相異步電動機(jī)的 A 起動轉(zhuǎn)矩減小 同步轉(zhuǎn)速增加 臨界轉(zhuǎn)差率增加 B 起動轉(zhuǎn)矩減小 同步轉(zhuǎn)速減小 臨界轉(zhuǎn)差率不變 C 起動轉(zhuǎn)矩增加 同步轉(zhuǎn)速不變 臨界轉(zhuǎn)差率不變 D 起動轉(zhuǎn)矩不變 同步轉(zhuǎn)速不變 臨界轉(zhuǎn)差率增加 E 起動轉(zhuǎn)矩減小 同步轉(zhuǎn)速不變 臨界轉(zhuǎn)差率不變 3 一般情況下 分析三相異步電動機(jī)的起動主要目的是盡可能使 A 起動電流小 最大轉(zhuǎn)矩大 B 起動電流小 起動轉(zhuǎn)矩大 C 起動電流大 起動轉(zhuǎn)矩小 D 起動電流大 過載能力大 E 減小起動電流和起動轉(zhuǎn)矩 節(jié)省電能 4 三相異步電機(jī)星 三角起動使 A 從電源吸取的電流減小為 Ist 3 轉(zhuǎn)矩增加為 1 73Mst B 從電源吸取的電流減小為 Ist 3 轉(zhuǎn)矩減 小為 Mst 3 C 從電源吸取的電流減小為 Ist 1 73 轉(zhuǎn)矩減小為 Mst 3 D 從電源吸取的電流減小為 Ist 1 73 轉(zhuǎn)矩減小為 Mst 1 73 Ist Mst 為三角形聯(lián)接在額定電壓下起動的電流及轉(zhuǎn)矩 5 三相異步電機(jī)定子回路串自耦變壓器使電機(jī)電壓為 0 8Ue 則 A 從電源吸取電流減小為 0 8Ie 轉(zhuǎn)矩增加為 Me 0 8 B 電機(jī)電流減小為 0 8Ie 轉(zhuǎn)矩減小為 0 8Me C 電機(jī)電流減小為 0 8Ie 轉(zhuǎn)矩減小為 0 64Me D 電機(jī)電流減小為 0 64Ie 轉(zhuǎn)矩減小為 0 64Me 判斷 三相鼠籠電機(jī)全壓起動 為防起動電流過大燒毀電機(jī) 采取降壓啟動 負(fù)載越大 起動電流越大 所以只要空載 即可全壓起動 三相異步電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn) 怎樣改變它的方向 試述 同步 和 異步 的含義 何謂異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率 在什么情況下轉(zhuǎn)差率為正 什么情況為負(fù) 什么情況下轉(zhuǎn)差率小于 1 或 大于 1 假如一臺接到電網(wǎng)的異步電動機(jī)用其它原動機(jī)帶著旋轉(zhuǎn) 使其轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 試畫出轉(zhuǎn) 子導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢 電流方向 三相異步電動機(jī)在正常運(yùn)行時(shí) 它的定子繞組往往可以接成星形或角形 試問在什么情況下采 用這種或那種接法 采用這兩種連接方法時(shí) 電動機(jī)的額定值 功率 相電壓 線電壓 相電流 線電流 效率 功率因數(shù) 轉(zhuǎn)速等 有無改變 畫圖進(jìn)行分析 異步電動機(jī)的氣隙為什么要盡可能地小 它與同容量變壓器相比 為什么空載電流較大 說明異步電動機(jī)軸機(jī)械負(fù)載增加時(shí) 定 轉(zhuǎn)子各物理量的變化過程怎樣 電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 電磁轉(zhuǎn)矩 Tem 與負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL 平衡 當(dāng)機(jī)械負(fù)載 即負(fù)載轉(zhuǎn)矩 增加 時(shí) 根據(jù)機(jī)械特性曲線 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 勢必下降 轉(zhuǎn)差率增大 這樣轉(zhuǎn)子切割氣隙磁場速度增加 轉(zhuǎn) 子繞組感應(yīng)電動勢及電流隨之增大 因而轉(zhuǎn)子磁動勢 F2 增大 根據(jù)磁動勢平衡關(guān)系 因勵磁磁動勢 F0 基本不變 因而定子磁動勢增大 定子電流 I1 隨之增大 由于電源電壓不變 則電動機(jī)的輸入功率就隨之增加 直至轉(zhuǎn)子有功電流產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩又與負(fù)載 轉(zhuǎn)矩重新平衡為止 異步電動機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí) 且負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變 若電源電壓下降過多 對電動機(jī)的 Tmax Tst 1 I1 I2 s 及 有何影響 1 當(dāng)電壓下降過多 則電磁轉(zhuǎn)矩下降更多 當(dāng)最大電磁轉(zhuǎn)矩 TmTL 則可以穩(wěn)定運(yùn)行 但此時(shí) Tmax 減小 Tm U12 Tst 減小 Tst U12 減小 S 增大 由于 U1 下降瞬間 T 減小 導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降 I2 增大 I1 增大 I2 增大 磁勢平衡 而 U1 下降 致使 I0 減小 但由于 I2 增大影響更大 故 I1 仍增 大 降低 電壓 U1 下降 鐵損減小 但此時(shí) I1 I2 增大 定 轉(zhuǎn)子銅損增大 其增加的幅度遠(yuǎn)大于 鐵損減小幅度 故效率下降 三 直流及控制電機(jī) 4 直流電機(jī)的勵磁方式有 5 或 均可改變直流電動機(jī) 轉(zhuǎn)向 1 6 為了消除交流伺服電動機(jī)的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象應(yīng) 1 直流電動機(jī)不能 起動 可采用 或 起動 起動時(shí)必須先通往勵磁電流 5 他勵直流電動機(jī)的起動方法有 和 兩種 1 直流伺服電動機(jī)在工作過程中一定要防止 斷電 以防電動機(jī)因超速而損壞 6 直流電機(jī)的電樞電動勢公式 電磁轉(zhuǎn)矩公式 直流電動機(jī)一般為什么不允許采用全壓啟動 什么是步進(jìn)電動機(jī)的單三拍 六拍和雙三拍工作方式 為什么交流伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻值要相當(dāng)大 四 低壓電器 4 電機(jī)拖動自動控制線路中常設(shè)有哪幾種保護(hù) 各用什么電器來實(shí)現(xiàn) 熱繼電器有三種安裝方式 即 和 常用滅弧方法有哪些 說明下圖電路的功能 分析電路的工作原理 過程 畫出兩臺電動機(jī)順序聯(lián)鎖控制電路的主電路和控制電路圖 要求兩臺電動機(jī)起動順序 M1 M2 停 止順序 M1 M2 漏電斷路器如何實(shí)現(xiàn)漏電或觸電保護(hù) 五 電機(jī)試題庫 4 電機(jī)拖動自動控制線路中常設(shè)有哪幾種保護(hù) 各用什么電器來實(shí)現(xiàn) 1 三相異步電動機(jī)有哪幾種電氣制動方式 各種制動有何特點(diǎn) 適用于什么場合 為什么異步電動機(jī)起動時(shí) 起動電流很大 而起動轉(zhuǎn)矩并不大 5 一臺電動機(jī)銘牌上標(biāo)明額定電壓 380V 接法 要把這臺電動機(jī)接到 660V 的電壓上 這臺電 動機(jī)應(yīng)采用 接法 6 異步電動機(jī)的制動方法有 4 直流電機(jī)的勵磁方有 變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么 5 或 均可改變直流電動機(jī) 轉(zhuǎn)向 2 一臺三相異步電動機(jī)銘牌 UN 1140V Y 接 現(xiàn)采用電源電壓 660V 能否拖動風(fēng)機(jī)星 三 角起動 為什么 三相異步電動機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件是 繞線式異步電動機(jī)起動 轉(zhuǎn)子串電阻的目的是 6 電流互感器副邊不準(zhǔn) 電壓互感器副邊不準(zhǔn) 1 一臺三相變壓器原邊額定相電壓為 220V 原副邊的匝數(shù)為 N1 1732 N2 500 副邊的額 定相電為 若副邊采用 Y 接 副邊輸出的額定線電壓為 2 一臺控制用單相變壓器 額定容量 Sn 100VA 額定電壓 U1n U2n 380 36V 它的原邊額定 電流為 副邊額定電流為 3 在制造或修理變壓器時(shí)原邊匝數(shù)比設(shè)計(jì)值少 10 則空載電流 鐵心損耗 副邊電壓 4 一臺單相變壓器額定容量 1KVA 額定電壓 220V 110V 工作中不慎把低壓線圈接到 220V 的交流電源上 其空載電流 以至變壓器 4 簡述三相異步電動機(jī)的工作原理 1 6 為了消除交流伺服電動機(jī)的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象應(yīng) 2 已知一臺三相異步電動機(jī)接法 q 2 而負(fù)載又較小為額定值的 1 3 1 2 這時(shí)我們常 采用 Y 接法 試問有何好處 1 直流電動機(jī)不能 起動 可采用 或 起動 起動時(shí)必須先通往勵磁電流 三相異步電動機(jī)降低定子電壓 則 Sm Tm Tst 1 三相鼠籠型異步電動機(jī)在什么條件下可以直接起動 不能直接起動時(shí) 應(yīng)采用什么方法起動 3 電壓互感器有何作用 使用時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng) 5 試說明異步電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上機(jī)械負(fù)載增加時(shí)電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n 定子電流 I1和轉(zhuǎn)子電流 I2如何變化 為什么 1 一臺三相異步電動機(jī) 額定功率 PN 55Kw 電網(wǎng)頻率為 50Hz 額定電壓 UN 380V 額定 效率 N 0 79 額定功率因數(shù) cos 0 89 額定轉(zhuǎn)速 nN 570r min 試求 同步轉(zhuǎn)速 n1 極對數(shù) P 額定電流 IN 額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率 SN Y 起動 同名端 6 三相對稱繞組通入三相對稱電流產(chǎn)生 磁場 1 簡述三相異步電動機(jī)的工作原理 為什么電機(jī)轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速 三相繞線型異步電動機(jī)制動方式有 1 三相異步電動機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同可分為 和 兩類 2 星形 三角形降壓起動時(shí) 起動電流和起動轉(zhuǎn)矩各降為直接起動時(shí)的 倍 5 他勵直流電動機(jī)的起動方法有 和 兩種 6 一臺 6 極三相異步電動機(jī)接于 50Hz 的三相對稱電源 其 s 0 05 則此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 r min 定子旋轉(zhuǎn)磁通勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 r min 8 繞線式三相異步電動機(jī) 如果電源電壓一定 轉(zhuǎn)子回路電阻適當(dāng)增大 則起動轉(zhuǎn) 矩 最大轉(zhuǎn)矩 臨界轉(zhuǎn)差率 2 電動機(jī)的過載能力 轉(zhuǎn)差率 1 異步電動機(jī)在起動及空載運(yùn)行時(shí) 為什么功率因數(shù)較低 當(dāng)滿載運(yùn)行時(shí) 功率因數(shù)為什么 較高 1 1 4 畫出異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性 并分析其關(guān)鍵點(diǎn)以及穩(wěn)定工作區(qū) 1 當(dāng) S 在 范圍內(nèi) 三相異步電動機(jī)運(yùn)行 于電動機(jī)狀態(tài) 此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為 S 在 范圍內(nèi) 運(yùn)行 于發(fā)電機(jī)狀態(tài) 此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為 2 三相繞線式異步電動機(jī)的起動采用 和 3 三相異步電動機(jī)降低定子電壓 則最大轉(zhuǎn)矩 Tm 起動轉(zhuǎn)矩 Tst 臨界轉(zhuǎn)差 率 Sm 第一部分 第一部分 變壓器變壓器 Comment 華華華1 第一章第一章 變壓器基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器基本工作原理和結(jié)構(gòu) 1 1 從物理意義上說明變壓器為什么能變壓 而不能變頻率 答 變壓器原副繞組套在同一個鐵芯上 原邊接上電源后 流過激磁電流 I0 產(chǎn)生勵磁磁動勢 F0 在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通 0 其頻率與電源電壓的頻率相同 根據(jù)電磁感應(yīng)定律 原副邊 因交鏈該磁通而分別產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電動勢 e1和 e2 且有 dt d Ne 0 11 dt d Ne 0 22 顯然 由于原副邊匝數(shù)不等 即 N1 N2 原副邊的感應(yīng)電動勢也就不等 即 e1 e2 而繞組的電壓 近似等于繞組電動勢 即 U1 E1 U2 E2 故原副邊電壓不等 即 U1 U2 但頻率相等 1 2 試從物理意義上分析 若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù) 二次線圈匝數(shù)不變 二次線圈的電壓 將如何變化 答 由dt d Ne 0 11 dt d Ne 0 22 可知 2 2 1 1 N e N e 所以變壓器原 副兩邊每匝感 應(yīng)電動勢相等 又 U1 E1 U2 E2 因此 2 2 1 1 N U N U 當(dāng) U1 不變時(shí) 若 N1減少 則每匝電壓 1 1 N U 增大 所以 1 1 22 N U NU 將增大 或者根據(jù) m fNEU 111 44 4 若 N1 減小 則 m 增 大 又 m fNU 22 44 4 故 U2增大 1 3 變壓器一次線圈若接在直流電源上 二次線圈會有穩(wěn)定直流電壓嗎 為什么 答 不會 因?yàn)榻又绷麟娫?穩(wěn)定的直流電流在鐵心中產(chǎn)生恒定不變的磁通 其變化率為零 不會 在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 1 4 變壓器鐵芯的作用是什么 為什么它要用 0 35 毫米厚 表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成 答 變壓器的鐵心構(gòu)成變壓器的磁路 同時(shí)又起著器身的骨架作用 為了減少鐵心損耗 采用 0 35mm 厚 表面涂的絕緣漆的硅鋼片迭成 1 5 變壓器有哪些主要部件 它們的主要作用是什么 答 鐵心 構(gòu)成變壓器的磁路 同時(shí)又起著器身的骨架作用 繞組 構(gòu)成變壓器的電路 它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路 分接開關(guān) 變壓器為了調(diào)壓而在高壓繞組引出分接頭 分接開關(guān)用以切換分接頭 從而實(shí)現(xiàn)變壓器調(diào) 壓 油箱和冷卻裝置 油箱容納器身 盛變壓器油 兼有散熱冷卻作用 絕緣套管 變壓器繞組引線需借助于絕緣套管與外電路連接 使帶電的繞組引線與接地的油箱絕 緣 1 6 變壓器原 副方和額定電壓的含義是什么 答 變壓器二次額定電壓 U1N是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓 二次額定電壓 U2N是指變壓器一次側(cè)加 額定電壓 二次側(cè)空載時(shí)的端電壓 1 7 有一臺 D 50 10 單相變壓器 VUUkVAS NNN 230 10500 50 21 試求變壓器原 副線圈的額定電流 解 一次繞組的額定電流 A U S I N N N 76 4 10500 1050 3 1 1 二次繞組的額定電流 A U S I N N N 39 217 230 1050 3 2 2 1 8 有一臺 SSP 125000 220 三相電力變壓器 YN d 接線 kVUU NN 5 10 220 21 求 變壓器額定電壓和額定電流 變壓器原 副線圈的額定電流和額定電流 解 一 二次側(cè)額定電壓 kVUkVU NN 5 10 220 21 一次側(cè)額定電流 線電流 A U S I N N N 04 328 2203 125000 3 1 1 二次側(cè)額定電流 線電流 A U S I N N N 22 6873 2303 125000 3 2 2 由于 YN d 接線 一次繞組的額定電壓 U1N kV U N 02 127 3 220 3 1 一次繞組的額定電流 AII NN 04 328 11 二次繞組的額定電壓 kVUU NN 5 10 22 二次繞組的額定電流 I2N A I N 26 3968 3 22 6873 3 2 第二章第二章 單相變壓器運(yùn)行原理及特性單相變壓器運(yùn)行原理及特性 2 12 1 為什么要把變壓器的磁通分成主磁通和漏磁通 它們之間有哪些主要區(qū)別 并指出空載 和負(fù)載時(shí)激勵各磁通的磁動勢 答 由于磁通所經(jīng)路徑不同 把磁通分成主磁通和漏磁通 便于分別考慮它們各自 的特性 從而把非線性問題和線性問題分別予以處理 區(qū)別 1 在路徑上 主磁通經(jīng)過鐵心磁路閉合 而漏磁通經(jīng)過非鐵磁性物質(zhì) 磁 路閉合 2 在數(shù)量上 主磁通約占總磁通的 99 以上 而漏磁通卻不足 1 3 在性質(zhì)上 主磁通磁路飽和 0與 I0呈非線性關(guān)系 而漏磁通 磁路 不飽和 1 與 I1呈線性關(guān)系 4 在作用上 主磁通在二次繞組感應(yīng)電動勢 接上負(fù)載就有電能輸出 起傳遞能量的媒介作用 而漏磁通僅在本繞組感應(yīng)電動勢 只起了漏抗壓降的作用 空載時(shí) 有主磁通 0 和一次繞組漏磁通 1 它們均由一次側(cè)磁動勢 0 F 激勵 負(fù)載時(shí)有主磁通 0 一次繞組漏磁通 1 二次繞組漏磁通 2 主磁通 0 由一次繞組和二 次繞組的合成磁動勢即 2 1 0 FFF 激勵 一次繞組漏磁通 1 由一次繞組磁動勢 1 F 激勵 二 次繞組漏磁通 2 由二次繞組磁動勢 2 F 激勵 2 2 變壓器的空載電流的性質(zhì)和作用如何 它與哪些因素有關(guān) 答 作用 變壓器空載電流的絕大部分用來供勵磁 即產(chǎn)生主磁通 另有很小一部分用來供給變壓 器鐵心損耗 前者屬無功性質(zhì) 稱為空載電流的無功分量 后者屬有功性質(zhì) 稱為空載電流的有功 分量 性質(zhì) 由于變壓器空載電流的無功分量總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有功分量 故空載電流屬感性無功性質(zhì) 它使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低 輸送有功功率減小 大小 由磁路歐姆定律 m R NI 10 0 和磁化曲線可知 I0 的大小與主磁通 0 繞組匝數(shù) N 及磁路磁阻 m R 有關(guān) 就變壓器來說 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 1 1 44 4 fN U m 因此 m 由電源電壓 U1的大小和頻率 f 以及繞組匝數(shù) N1來決定 根據(jù)磁阻表達(dá)式 S l Rm 可知 m R 與磁路結(jié)構(gòu)尺寸 Sl 有關(guān) 還與導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率 有 關(guān) 變壓器鐵芯是鐵磁材料 隨磁路飽和程度的增加而減小 因此 m R 隨磁路飽和程度的增加而 增大 綜上 變壓器空載電流的大小與電源電壓的大小和頻率 繞組匝數(shù) 鐵心尺寸及磁路的飽和程 度有關(guān) 2 3 變壓器空載運(yùn)行時(shí) 是否要從電網(wǎng)取得功率 這些功率屬于什么性質(zhì) 起什么作用 為什么 小負(fù)荷用戶使用大容量變壓器無論對電網(wǎng)和用戶均不利 答 要從電網(wǎng)取得功率 供給變壓器本身功率損耗 它轉(zhuǎn)化成熱能散逸到周圍介質(zhì)中 小負(fù)荷用戶 使用大容量變壓器時(shí) 在經(jīng)濟(jì)技術(shù)兩方面都不合理 對電網(wǎng)來說 由于變壓器容量大 勵磁電流較 大 而負(fù)荷小 電流負(fù)載分量小 使電網(wǎng)功率因數(shù)降低 輸送有功功率能力下降 對用戶來說 投 資增大 空載損耗也較大 變壓器效率低 2 42 4 為了得到正弦形的感應(yīng)電動勢 當(dāng)鐵芯飽和和不飽和時(shí) 空載電流各呈什么波形 為什 么 答 鐵心不飽和時(shí) 空載電流 電動勢和主磁通均成正比 若想得到正弦波電動勢 空載電流應(yīng)為 正弦波 鐵心飽和時(shí) 空載電流與主磁通成非線性關(guān)系 見磁化曲線 電動勢和主磁通成正比關(guān) 系 若想得到正弦波電動勢 空載電流應(yīng)為尖頂波 2 5 一臺 220 110 伏的單相變壓器 試分析當(dāng)高壓側(cè)加額定電壓 220 伏時(shí) 空載電流 I0呈什么波 形 加 110 伏時(shí)載電流 I0呈什么波形 若把 110 伏加在低壓側(cè) I0又呈什么波形 答 變壓器設(shè)計(jì)時(shí) 工作磁密選擇在磁化曲線的膝點(diǎn) 從不飽和狀態(tài)進(jìn)入飽和狀態(tài)的拐點(diǎn) 也就 是說 變壓器在額定電壓下工作時(shí) 磁路是較為飽和的 高壓側(cè)加 220V 磁密為設(shè)計(jì)值 磁路飽和 根據(jù)磁化曲線 當(dāng)磁路飽和時(shí) 勵磁電流增加的 幅度比磁通大 所以空載電流呈尖頂波 高壓側(cè)加 110V 磁密小 低于設(shè)計(jì)值 磁路不飽和 根據(jù)磁化曲線 當(dāng)磁路不飽和時(shí) 勵磁 電流與磁通幾乎成正比 所以空載電流呈正弦波 低壓側(cè)加 110V 與高壓側(cè)加 220V 相同 磁密為設(shè)計(jì)值 磁路飽和 空載電流呈尖頂波 2 6 試述變壓器激磁電抗和漏抗的物理意義 它們分別對應(yīng)什么磁通 對已制成的變壓器 它們是 否是常數(shù) 當(dāng)電源電壓降到額定值的一半時(shí) 它們?nèi)绾巫兓?我們希望這兩個電抗大好還是小好 為什么 這兩個電抗誰大誰小 為什么 答 勵磁電抗對應(yīng)于主磁通 漏電抗對應(yīng)于漏磁通 對于制成的變壓器 勵磁電抗不是常數(shù) 它隨 磁路的飽和程度而變化 漏電抗在頻率一定時(shí)是常數(shù) 電源電壓降至額定值一半時(shí) 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 1 1 44 4 fN U m 于是主磁通 減小 磁路飽和程度降低 磁導(dǎo)率 增大 磁阻 S l Rm 減小 導(dǎo)致電感 mm m R N Ri iNN i N i L 2 1 0 011 0 01 0 0 增大 勵磁電抗 mm Lx 也增大 但是漏磁通路徑是線 性磁路 磁導(dǎo)率是常數(shù) 因此漏電抗不變 由 m x U I 1 0 可知 勵磁電抗越大越好 從而可降低空載電流 漏電抗則要根據(jù)變壓器不同的使 用場合來考慮 對于送電變壓器 為了限制短路電流 K K x U I 1 和短路時(shí)的電磁力 保證設(shè)備安全 希望漏電抗較大 對于配電變壓器 為了降低電壓變化率 sincos 2 2 KK xru 減 小電壓波動 保證供電質(zhì)量 希望漏電抗較小 勵磁電抗對應(yīng)鐵心磁路 其磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漏磁路的磁導(dǎo)率 因此 勵磁電抗遠(yuǎn)大于漏電抗 2 7 變壓器空載運(yùn)行時(shí) 原線圈加額定電壓 這時(shí)原線圈電阻 r1很小 為什么空載電流 I0不大 如將它接在同電壓 仍為額定值 的直流電源上 會如何 答 因?yàn)榇嬖诟袘?yīng)電動勢 E1 根據(jù)電動勢方程 11 0 01 01 0 0 1 0 1 1 1 jxrIZIrIxIjjxrIrIEEU mmm 可知 盡管1 r 很小 但由于勵磁阻抗 m Z 很大 所以 0 I 不大 如果接直流電源 由于磁通恒定不變 繞組中不感應(yīng)電動勢 即 0 1 E 0 1 E 因此電壓全部降在電阻上 即有11 r UI 因?yàn)?1 r 很小 所以電流很大 2 8 一臺 380 220 伏的單相變壓器 如不慎將 380 伏加在二次線圈上 會產(chǎn)生什么現(xiàn)象 答 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 1 1 44 4 fN U m 由于電壓增高 主磁通 m 將增大 磁密 m B 將增大 磁路過于飽和 根據(jù)磁化曲線的飽和特性 磁導(dǎo)率 降低 磁阻 m R 增大 于是 根據(jù)磁路歐姆定律 mm RNI 10 可知 產(chǎn)生該磁通的勵磁電流 0 I 必顯著增大 再由鐵耗 3 1 2 fBp mFe 可知 由于磁密 m B 增大 導(dǎo)致鐵耗 Fe p 增大 銅損耗 1 2 0 rI 也顯著增大 變壓器發(fā) 熱嚴(yán)重 可能損壞變壓器 2 9 一臺 220 110 伏的變壓器 變比 2 2 1 N N k 能否一次線圈用 2 匝 二次線圈用 1 匝 為什 么 答 不能 由 m fNEU 111 44 4 可知 由于匝數(shù)太少 主磁通 m 將劇增 磁密 m B 過大 磁 路過于飽和 磁導(dǎo)率 降低 磁阻 m R 增大 于是 根據(jù)磁路歐姆定律 mm RNI 10 可知 產(chǎn)生 該磁通的激磁電流 0 I 必將大增 再由 3 1 2 fBp mFe 可知 磁密 m B 過大 導(dǎo)致鐵耗 Fe p 大增 銅損耗 1 2 0 rI 也顯著增大 變壓器發(fā)熱嚴(yán)重 可能損壞變壓器 2 102 10 變壓器制造時(shí) 迭片松散 片數(shù)不足 接縫增大 片間絕緣損傷 部對變壓器 性能有何影響 答 1 這種情況相當(dāng)于鐵心截面 S 減小 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知知 1 1 44 4 fN U m 因此 電源電壓不變 磁通 m 將不變 但磁密S B m m S減小 m B 將增 大 鐵心飽和程度增加 磁導(dǎo)率 減小 因?yàn)榇抛?S l Rm 所以磁阻增大 根據(jù)磁路歐姆定律 mm RNI 10 當(dāng)線圈匝數(shù)不變時(shí) 勵磁電流將增大 又由于鐵心損耗 3 1 2 fBp mFe 所以鐵 心損耗增加 2 這種情況相當(dāng)于磁路上增加氣隙 磁導(dǎo)率 下降 從而使磁阻 S l Rm 增大 根 據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 1 1 44 4fN U m 故 m 不變 磁密S B m m 也不變 鐵心飽 和程度不變 又由于 3 1 2 fBp mFe 故鐵損耗不變 根據(jù)磁路歐姆定律 mmR NI 10 可知 磁 動勢 0 F 將增大 當(dāng)線圈匝數(shù)不變時(shí) 勵磁電流將增大 勵磁阻抗減小 原因如下 電感 mm m R N Ri iNN i N i L 2 1 0 011 0 01 0 0 激磁電抗 m mm R N fLx 2 1 2 因?yàn)?磁 阻 m R 增大 所以勵磁電抗減小 已經(jīng)推得鐵損耗 Fe p 不變 勵磁電流 0 I 增大 根據(jù) mmFe rrIp 2 0 是勵磁電阻 不是磁 阻 m R 可知 勵磁電阻減小 勵磁阻抗 mmm jxrz 它將隨著 mm xr 和 的減小而減小 3 由于絕緣損壞 使渦流增加 渦流損耗也增加 鐵損耗增大 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 1 1 44 4 fN U m 故 m 不變 磁密S B m m 也不變 鐵心飽和程 度不變 但是 渦流的存在相當(dāng)于二次繞組流過電流 它增加使原繞組中與之平衡的電流分量也增 加 因此勵磁電流增大 鐵損耗增大 再由 m zIEU 011 可知 0 I 增加 勵磁阻抗 mmm jxrz 必減小 2 11 變壓器在制造時(shí) 一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計(jì)時(shí)少 試分析對變壓器鐵心飽和程度 激磁電流 激磁電抗 鐵損 變比等有何影響 答 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 1 1 44 4 fN U m 因此 一次繞組匝數(shù)減少 主磁通 m 將 增加 磁密S B m m 因S不變 m B 將隨 m 的增加而增加 鐵心飽和程度增加 磁導(dǎo)率 下 降 因?yàn)榇抛?S l Rm 所以磁阻增大 根據(jù)磁路歐姆定律 mmR NI 10 當(dāng)線圈匝數(shù)減少時(shí) 勵磁電流增大 又由于鐵心損耗 3 1 2 fBp mFe 所以鐵心損耗增加 勵磁阻抗減小 原因如下 電感 mm m R N Ri iNN i N i L 2 1 0 011 0 01 0 0 激磁電抗 m mm R N fLx 2 1 2 因?yàn)榇抛?m R 增大 匝數(shù)1 N 減少 所以勵磁電抗減小 設(shè)減少匝數(shù)前后匝數(shù)分別為1 N 1 N 磁通分別為 m m 磁密分別為 m B m B 電流分別為 0 I 0 I 磁阻分別為 m R m R 鐵心損耗分別為 Fe p Fe p 根據(jù)以上 討論再設(shè) 1 11 kk mm 同理 1 11 kBkB mm 1 22 kRkR mm 1 313 1 kNkN 于是 0 3 21 13 21 1 0 I k kk Nk Rkk N R I mmmm 又由于 3 1 2 fBp mFe 且 mmFe rrIp 2 0 是勵磁電阻 不是磁阻 m R 所以 m m m m Fe Fe rI rI B B p p 2 0 2 0 2 2 即 m m rk rkk k 2 3 2 2 2 1 2 1 于是 1 2 3 2 2 m m rk rk 因 1 2 k 1 3 k 故 mm rr 顯然 勵磁電阻減小 勵磁阻抗 mmm jxrz 它將隨著 mm xr 和 的減小而減小 2 12 如將銘牌為 60 赫的變壓器 接到 50 赫的電網(wǎng)上運(yùn)行 試分析對主磁通 激磁電流 鐵損 漏抗及電壓變化率有何影響 答 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 電源電壓不變 f 從 60Hz 降低到 50Hz 后 頻率 f 下降 到原來的 1 1 2 主磁通將增大到原來的 1 2 倍 磁密 m B 也將增大到原來的 1 2 倍 磁路飽和 程度增加 磁導(dǎo)率 降低 磁阻 m R 增大 于是 根據(jù)磁路歐姆定律 mm RNI 10 可知 產(chǎn) 生該磁通的激磁電流 0 I 必將增大 再由 3 1 2 fBp mFe 討論鐵損耗的變化情況 60Hz 時(shí) 3 1 2 fBp mFe 50Hz 時(shí) 3 12 2 1 1 2 1 fBp mFe 因?yàn)?14 1 2 1 2 1 2 1 7 0 3 1 2 Fe Fe p p 所以鐵損耗增加了 漏電抗 fLLx2 因?yàn)轭l率下降 所以原邊漏電抗 1 x 副邊漏電抗 2 x 減小 又由 電壓變化率表達(dá)式 2 2 12 2 12 2 sin cos sincos xxrrxru KK 可知 電壓 變化率 u 將隨 1 x 2 x 的減小而減小 2 13 變壓器運(yùn)行時(shí)由于電源電壓降低 試分析對變壓器鐵心飽和程度 激磁電流 激磁阻抗 鐵 損和銅損有何影響 答 根據(jù) m fNEU 111 44 4 可知 1 1 44 4 fN U m 因此 電源電壓降低 主磁通 m 將減小 磁密S B m m 因S不變 m B 將隨 m 的減小而減小 鐵心飽和程度降低 磁導(dǎo)率 增大 因 為磁阻 S l Rm 所以磁阻減小 根據(jù)磁路歐姆定律 mmR NI 10 磁動勢 0 F 將減小 當(dāng)線圈 匝數(shù)不變時(shí) 勵磁電流減小 又由于鐵心損耗 3 1 2 fBp mFe 所以鐵心損耗減小 勵磁阻抗增大 原因如下 電感 mm m R N Ri iNN i N i L 2 1 0 011 0 01 0 0 勵磁電抗 m mm R N fLx 2 1 2 因?yàn)?磁阻 m R 減小 所以 m x 增大 設(shè)降壓前后磁通分別為 m m 磁密分別為 m B m B 電流分別為 0 I 0 I 磁阻分別為 m R m R 鐵心損耗分別為 Fe p Fe p 根據(jù)以上討 論再設(shè) 1 11 kk mm 同理 1 11 kBkB mm 1 22 kRkR mm 于是 021 1 21 1 0 Ikk N Rkk N R I mmmm 又由于 3 1 2 fBp mFe 且 mmFe rrIp 2 0 是勵磁電阻 不是磁阻 m R 所以 m m m m Fe Fe rI rI B B p p 2 0 2 0 2 2 即 m m r r kkk 2 2 2 1 2 1 于是 1 2 2 m m r r k 因 1 2 k 故 mm rr 顯然 勵磁電阻將增大 勵磁阻抗 mmm jxrz 它將隨著 mm xr 和 的增大而增大 簡單說 由于磁路的飽和特性 磁密降低的程 度比勵磁電流小 而鐵耗 3 1 2 fBp mFe m rI 2 0 由于鐵耗降低得少 而電流降低得大 所以勵 磁電阻增大 2 14 兩臺單相變壓器 VUU NN 110 220 21 原方匝數(shù)相同 空載電流 III II 00 今將兩 臺變壓器原線圈順向串聯(lián)接于 440V 電源上 問兩臺變壓器二次側(cè)的空載電壓是否相等 為什么 答 由于空載電流不同 所以兩臺變壓器的勵磁阻抗也不同 忽略11 x r 兩變壓器原線圈順向串 聯(lián) 相當(dāng)于兩個勵磁阻抗串聯(lián)后接在 440V 電源上 由于兩個阻抗大小不同 各自分配的電壓大小 不同 也就是原邊感應(yīng)電勢不同 由于變比相同 使副邊電勢不同 既是二次的空載電壓不同 2 15 變壓器負(fù)載時(shí) 一 二次線圈中各有哪些電動勢或電壓降 它們產(chǎn)生的原因是什么 寫出它們 的表達(dá)式 并寫出電動勢平衡方程 答 一次繞組有主電動勢 1 E 漏感電動勢 1 E 一次繞組電阻壓降1 1 rI 主電動勢 1 E 由主磁通 0 交變產(chǎn)生 漏感電動勢 1 E 由一次繞組漏磁通 1 交變產(chǎn)生 一次繞組電動勢平衡方程為 11 1 1 1 jxrIEU 二次繞組有主電動勢 2 E 漏感電動勢 2 E 二次繞組電阻壓降2 2 rI 主電動勢 2 E 由主磁通 0 交變產(chǎn)生 漏感電動勢 2 E由二次繞組漏磁通 2 交變產(chǎn)生 二次繞組電 動勢平衡方程為 22 2 2 2 jxrIEU 2 16 變壓器鐵心中的磁動勢 在空載和負(fù)載時(shí)比較 有哪些不同 答 空載時(shí)的勵磁磁動勢只有一次側(cè)磁動勢1 0 0 NIF 負(fù)載時(shí)的勵磁磁動勢是一次側(cè)和二次側(cè) 的合成磁動勢 即 2 1 0 FFF 也就是2 2 1 1 1 0 NININI 2 17 試?yán)L出變壓器 T 形 近似和簡化等效電路 說明各參數(shù)的意義 并說明各等效電路的使用 場合 答 T 形等效電路 r1 x1 一次側(cè)繞組電阻 漏抗 r2 x2 二次側(cè)繞組電阻 漏抗折算到一次側(cè)的值 rm x m 勵磁電阻 勵磁電抗 近似等效電路 rk r1 r2 短路電阻 xk x1 x2 短路電抗 rm x m 勵磁電阻 勵磁電抗 簡化等效電路 rk xk 短路電阻 短路電抗 r1 x1r2 x2 rm xm 1 U 1 I 1 E 2 I 0 I 2 U L Z r1 x1 r2 x2 rm xm 1 U 1 I LI1 2 I 0 I 2 U L Z rK xK 1 U 1 I 2 I 2 U L Z 2 18 當(dāng)一次電源電壓不變 用變壓器簡化相量圖說明在感性和容性負(fù)載時(shí) 對二次電壓的影響 容性負(fù)載時(shí) 二次端電壓與空載時(shí)相比 是否一定增加 答 兩種簡化相量圖為 圖 a 為帶阻感性負(fù)載時(shí)相量圖 b 為帶阻容性負(fù)載時(shí)相量圖 從相量 圖可見 變壓器帶阻感性負(fù)載時(shí) 二次端電壓下降 1 2 UU 帶阻容性負(fù)載時(shí) 端電壓上升 1 2 UU a b 從相量圖 b 可見容性負(fù)載時(shí) 二次端電壓與空載時(shí)相比不一定是增加的 2 19 變壓器二次側(cè)接電阻 電感和電容負(fù)載時(shí) 從一次側(cè)輸入的無功功率有何不同 為什么 答 接電阻負(fù)載時(shí) 變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率為感性的 滿足本身無功功率的需求 接電感負(fù) 載時(shí) 變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率為感性的 滿足本身無功功率和負(fù)載的需求 接電容負(fù)載時(shí) 分三種情況 1 當(dāng)變壓器本身所需的感性無功功率與容性負(fù)載所需的容性無功率相同時(shí) 變壓器 不從電網(wǎng)吸收無功功率 2 若前者大于后者 變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率為感性的 3 若前者 小于后者 變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率為容性的 2 20 空載試驗(yàn)時(shí)希望在哪側(cè)進(jìn)行 將電源加在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測得的空載功率 空載電流 空載電流百分?jǐn)?shù)及激磁阻抗是否相等 如試驗(yàn)時(shí) 電源電壓達(dá)不到額定電壓 問能否將空載功率和 空載電流換算到對應(yīng)額定電壓時(shí)的值 為什么 答 低壓側(cè)額定電壓小 為了試驗(yàn)安全和選擇儀表方便 空載試驗(yàn)一般在低壓側(cè)進(jìn)行 以下討論規(guī)定高壓側(cè)各物理量下標(biāo)為 1 低壓側(cè)各物理量下標(biāo)為 2 空載試驗(yàn)無論在哪側(cè)做 電 壓均加到額定值 根據(jù) m fNEU 44 4 可知 1 1 1 44 4 fN U N m 2 2 2 44 4 fN U N m 故 1 2 2 2 2 12 21 2 1 KN N U KU NU NU N N N N m m 即 21mm 因此無論在哪側(cè)做 主磁通不變 鐵心 飽和程度不變 磁導(dǎo)率 不變 磁阻 S l Rm 不變 根據(jù)磁路歐姆定律 mm RINF 可 知 在 m R m 不變時(shí) 無論在哪側(cè)做 勵磁磁動勢都一樣 即 0201 FF 因此 202101 NINI 則 KN N I I1 1 2 02 01 顯然分別在高低壓側(cè)做變壓器空載試驗(yàn) 空載電流不等 低壓側(cè)空載電流是高壓側(cè)空載電流的 K 倍 空載電流百分值 100 1 01 01 N I I I 100 2 02 02 N I I I 由于 NN KIIKII 120102 所以 01 I 02 I 空載電流百分值相等 1 I 2 U K rI 1 K xIj 1 1 U 2 U K rI 1 K xIj1 1 U 1 I 空載功率大約等于鐵心損耗 又根據(jù) 3 12 fBp mFe 因?yàn)闊o論在哪側(cè)做主磁通都相同 磁密 不變 所以鐵損耗基本不變 空載功率基本相等 勵磁阻抗 02 2 2 01 1 1 I U z I U z N m N m 由于 NN KUUKII 210102 所以 2 2 1mm zKz 高壓側(cè)勵磁阻抗 1m z 是低壓側(cè)勵磁阻抗 2m z 的 2 K倍 不能換算 因?yàn)榇怕窞殍F磁材料 具有飽和特性 磁阻隨飽和程度不同而變化 阻抗不 是常數(shù) 所以不能換算 由于變壓器工作電壓基本為額定電壓 所以測量 空載參數(shù)時(shí) 電 壓應(yīng)加到額定值進(jìn)行試驗(yàn) 從而保證所得數(shù)據(jù)與實(shí)際一致 2 21 短路試驗(yàn)時(shí)希望在哪側(cè)進(jìn)行 將電源加在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測得的短路功率 短路電流 短路 電壓百分?jǐn)?shù)及短路阻抗是否相等 如試驗(yàn)時(shí) 電流達(dá)不到額定值對短路試驗(yàn)就測的 應(yīng)求的哪些量 有影響 哪些量無影響 如何將非額定電流時(shí)測得 UK PK流換算到對應(yīng)額定電流 IN時(shí)的值 答 高壓側(cè)電流小 短路試驗(yàn)時(shí)所加電壓低 為了選擇儀表方便 短路試驗(yàn)一般在高壓側(cè)進(jìn)行 以下討論規(guī)定高壓側(cè)各物理量下標(biāo)為 1 低壓側(cè)各物理量下標(biāo)為 2 電源加在高壓側(cè) 當(dāng)電流達(dá)到額定值時(shí) 短路阻抗為 2 21 2 211 xxrrzK 銅損耗為 21 2 11 rrIp Ncu 短路電壓 111KNKN zIU 短路電壓百分值為 100 1 11 1 N KN K U zI U 電源加在低壓側(cè) 當(dāng)電流達(dá)到額定值時(shí) 短路阻抗為 2 2 1 2 2 12 xxrrzK 銅損耗為 2 1 2 22 rrIp Ncu 短路電壓 222KNKN zIU 短路電壓百分值為 100 2 22 2 N KN K U zI U 根據(jù)折算有 1 2 12 2 2 1 r K rrKr 1 2 12 2 2 1 x K xxKx 因此 短路電阻 2 2 2 2 12 211 KK rKr K r Krrr 短路電抗 2 2 2 2 12 211 KK xKx K x Kxxx 所以高壓側(cè)短路電阻 短路電抗分別是低壓側(cè)短路電阻 短路電抗的 2 K倍 于是 高 壓側(cè)短路阻抗也是低壓側(cè) 短路阻抗的 2 K倍 由 NN I K I 2 1 推得 21cucu pp 高壓側(cè)短路損耗與低壓側(cè)短路損耗相等 而且 21KK KUU 高壓側(cè)短路電壓是低壓側(cè)短路電壓的 K 倍 再由 NN KUU 21 推得 21KK UU 高壓側(cè)短路電壓的百分值值與低壓側(cè)短 路電壓的百分值相等 因?yàn)楦邏豪@組和低壓繞組各自的電阻和漏電抗均是常數(shù) 所以短路電阻 短路電抗 KK xr 也為常數(shù) 顯然短路阻抗恒定不變 電流達(dá)不到額定值 對短路阻抗無影響 對短路電壓 短路電壓的百分?jǐn)?shù)及短路功率有影響 由于短路試驗(yàn)所加電壓很低 磁 路不飽和 勵磁阻抗很大 勵磁支路相當(dāng)于開路 故短路電壓與電流成正比 短路功 率與電流的平方成正比 即 K K N KN I U I U 22 k K N KN I p I p 于是可得換算關(guān)系 K K NKN I U IU 2 2 k K NKN I p Ip 2 22 當(dāng)電源電壓 頻率一定時(shí) 試比較變壓器空載 滿載 0 2 0 和短路三種情況下下述各 量的大小 需計(jì)及漏阻抗壓降 1 二次端電壓 U2 2 一次電動勢 E1 3 鐵心磁密和主磁通 m 答 1 變壓器電壓變化率為 sincos 2 2 kk xru 二次端電壓 N UuU 22 1 空載時(shí) 負(fù)載系數(shù) 0 電壓變化率 0 u 二次端電壓為 N U2 滿載 o 0 2 時(shí) 負(fù)載系數(shù) 1 電壓變化率 0 u 二次端電壓2 U 小于 N U2 短路時(shí)二次端電壓為 0 顯然 空載時(shí)二次端電壓最大 滿載 o 0 2 時(shí)次之 短 路時(shí)最小 2 根據(jù)一次側(cè)電動勢方程1 1 1 11 1 1 1 ZIEjxrIEU 可知 空載時(shí) I1 最 小 漏電抗壓降1 1 ZI 小 1E則大 滿載時(shí)N II 1 1 漏電抗壓降 1 1 ZI 增大 1E減 小 短路時(shí) 1I最大 漏電抗壓降1 1 ZI 最大 1E更小 顯然 空載時(shí)1E最大 滿載時(shí) 次之 短路時(shí)最小 3 根據(jù) m fNE 1 144 4 知 1 1 44 4 fN E m 因?yàn)榭蛰d時(shí) 1E最大 滿載時(shí)次之 短路時(shí)最小 所以空載時(shí) m 最大 滿載時(shí) m 次之 短路時(shí) m 最小 因?yàn)榇琶?S B m m 所以空載時(shí) m B 最大 滿載時(shí) m B 次之 短路時(shí) m B 最小 2 23 為什么變壓器的空載損耗可以近似看成鐵損 短路損耗可近似看成銅損 負(fù)載時(shí)變壓器真正的 鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無差別 為什么 答 空載時(shí) 繞組電流很小 繞組電阻又很小 所以銅損耗 I