磁鏈和變壓器

1、Chongqing University重慶大學(xué)電機(jī)學(xué)習(xí)題課磁路和變壓器1Chongqing University重慶大學(xué)1-1磁路的磁阻如何計(jì)算？磁阻的單位是什么？答：磁路的磁阻與磁路的幾何形狀（長(zhǎng)度、面積）和材料的導(dǎo)磁性能有關(guān)，計(jì)算公式為 ，單位 。 2Chongqing University重慶大學(xué)1-2 磁路的基本定律有哪幾條？當(dāng)鐵心磁路上有幾個(gè)磁動(dòng)勢(shì)同時(shí)作用時(shí)，磁路計(jì)算能否用疊加原理，為什么？磁路的基本定律包括安培環(huán)路定律、磁路的歐姆定律、磁通連續(xù)性定律、基爾霍夫第一定律和基爾霍夫第二定律。當(dāng)鐵心磁路上有幾個(gè)磁動(dòng)勢(shì)同時(shí)作用時(shí)，分為兩種情況考慮。當(dāng)鐵心不飽和時(shí)，可以采用疊加原理。當(dāng)鐵心

2、飽和時(shí)，磁化曲線不再是一條直線，磁導(dǎo)率是變化的，H和B呈非線性關(guān)系，故不能采用疊加原理。3Chongqing University重慶大學(xué)1-3基本磁化曲線和起始磁化曲線有何區(qū)別？計(jì)算磁路時(shí)用哪一種磁化曲線？答：磁化曲線是磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線。將一塊未被磁化過(guò)的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度由零逐漸增大時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度也隨之增大。在測(cè)得對(duì)應(yīng)于不同值下的磁感應(yīng)強(qiáng)度后，便可逐點(diǎn)繪制出（）曲線，這條曲線稱為該鐵磁材料的起始磁化曲線。對(duì)于同一鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度，將鐵磁材料在到之間進(jìn)行反復(fù)磁化，可得到一系列不同的磁滯回線，將各磁滯回線的頂點(diǎn)連接起來(lái)，所得到的曲線稱為基本磁化曲線。計(jì)算磁路

3、時(shí)使用的是基本磁化曲線，因?yàn)樗芊从炒怕饭ぷ鲿r(shí)的實(shí)際情況。4 渦流損耗：交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變的電場(chǎng)，在鐵心中形成環(huán)流（渦流），通過(guò)電阻產(chǎn)生的損耗。經(jīng)驗(yàn)公式 ，與材料的鐵心損耗系數(shù)、頻率、磁通及鐵心重量有關(guān)。答： 磁滯損耗：鐵磁材料置于交變磁場(chǎng)中，被反復(fù)交變磁化，磁疇間相 互摩擦引起的損耗。經(jīng)驗(yàn)公式 。與鐵磁材料的磁滯損耗系數(shù)、磁場(chǎng)交變的頻率、鐵心的體積及磁化強(qiáng)度有關(guān)； Chongqing University重慶大學(xué)1-4 鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗是怎樣產(chǎn)生的，它們各與哪些因素有關(guān)？5規(guī)定的方向?yàn)閰⒖颊较虻煤铣纱艅?dòng)勢(shì)Chongqing University重慶大學(xué)1- 如圖所示鐵心線圈，線

4、圈A為100匝，通入電流1.5A，線圈B 為50匝，通入電流1.0A，鐵心截面積均勻，求PQ兩點(diǎn)間的磁位降。6Chongqing University重慶大學(xué)注意：兩點(diǎn)間的磁位降大小根據(jù)磁通流動(dòng)的方向而定，本題中磁通從P流向Q ，所以從P到Q的磁位降為正值。 方法二：本題不考慮飽和問(wèn)題，可以采用疊加原理進(jìn)行求解。 7Chongqing University重慶大學(xué)注意：此處的FPQ2包括了R3上的磁壓降以及磁動(dòng)勢(shì)F2兩部分，所以等式右端為零。當(dāng)兩個(gè)電流同時(shí)作用時(shí)， 8答：變壓器工作過(guò)程中，與原、副邊同時(shí)交鏈的磁通叫主磁通，只與原邊或副邊繞組交鏈的磁通叫漏磁通。由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式可知，空載或負(fù)載情

5、況下 ，主磁通的大小取決于外加電壓 、頻率 和繞組匝數(shù) 。Chongqing University重慶大學(xué)2-1 什么叫變壓器的主磁通，什么叫漏磁通？空載和負(fù)載時(shí)，主磁通的大小取決于哪些因素？9Chongqing University重慶大學(xué)2-2 一臺(tái)60Hz的變壓器接到50Hz的電源上運(yùn)行時(shí)，若額定電壓不變，問(wèn)激磁電流、鐵耗、漏抗會(huì)怎樣變化？分析思路：列出與激磁電流、鐵耗、漏抗相關(guān)的式子，分析當(dāng)頻率變化時(shí)，各個(gè)式子中相應(yīng)量的變化，從而得出所求量的變化趨勢(shì)。 首先分析激磁電流額定電壓U不變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E不變由磁化曲線可知10Chongqing University重慶大學(xué)對(duì)于鐵耗對(duì)于漏抗11C

6、hongqing University重慶大學(xué)2-3 一臺(tái)110V/220V的變壓器，若誤接到110V的直流電源，將產(chǎn)生什么后果？答：變壓器的繞組電阻一般很小，若誤接到直流電源，變壓器初級(jí)相當(dāng)于短路，可能會(huì)燒毀變壓器和直流電源，次級(jí)無(wú)電壓。12 答：因?yàn)樽儔浩髟?、副邊只有磁的?lián)系，沒(méi)有電的聯(lián)系，兩邊電壓 、電流不匹配，必須通過(guò)歸算，才能得到兩邊直接連接的等效電路； Chongqing University重慶大學(xué)2-6在導(dǎo)出變壓器的等效電路時(shí)，為什么要進(jìn)行歸算？歸算是在什么條件下進(jìn)行的？歸算原則：1保持歸算前后二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)大小及空間分布不變，使得一次 繞組的各種物理量在歸算前后保持不變。

7、2歸算前后二次繞組的各種功率和損耗保持不變。13Chongqing University重慶大學(xué)2-7 利用T型等效電路進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題計(jì)算時(shí)，算出的一次和二次側(cè)電壓、電流和損耗、功率是否均為實(shí)際值，為什么？當(dāng)歸算到一次側(cè)時(shí)，算出的一次側(cè)電壓、電流為實(shí) 際值，二次側(cè)電壓、電流為歸算值，其實(shí)際值應(yīng)為 當(dāng)歸算到二次側(cè)時(shí)，算出的二次側(cè)電壓、電流為實(shí)際值，一次側(cè)電壓、電流為歸算值，其實(shí)際值應(yīng)為 14Chongqing University重慶大學(xué)無(wú)論歸算到哪一側(cè)，算出的損耗和功率都為實(shí)際值。 以歸算到一次側(cè)為例 ，因?yàn)橐淮蝹?cè)均為實(shí)際值，所以功率和損耗為實(shí)際值，對(duì)二次側(cè)而言，15Chongqing Univ

8、ersity重慶大學(xué)2.10三相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組有幾種 ？常用的有哪幾種？為什么三相變壓器不宜采用Yy聯(lián)結(jié)？我國(guó)規(guī)定： Yyn0Yd11YNd11YNy0Yy0為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組，其中前三種最為常用。Y,y聯(lián)結(jié)組：一、二次側(cè)均無(wú)中線，3次諧波電流沒(méi)有通路，勵(lì)磁電流是正弦波，產(chǎn)生的磁通為平頂波，平頂波磁通中含有較大的3次諧波分量，如不能有效抑制，導(dǎo)致感應(yīng)電勢(shì)為尖頂波。 對(duì)于三相變壓器組：各相磁路獨(dú)立，3次諧波磁通暢通無(wú)阻，也就是說(shuō)，磁路結(jié)構(gòu)對(duì)磁通中的3次諧波沒(méi)有抑制，所以這種形式的變壓器磁通為平頂波，相電勢(shì)為尖頂波。相電勢(shì)的幅值比基波幅值大(4560）%，將危及變壓器的絕緣，故電力系統(tǒng)中不宜采用這種

9、Y,y變壓器組。 16基值一般取額定值，標(biāo)幺值就是實(shí)際值與基值的比值。優(yōu)點(diǎn)：（1） 計(jì)算方便，便于性能比較。不論變壓器大小、形狀，其兩個(gè)主要性能指標(biāo)的大小一般為 I0*=0.020.09，Uk*=0.040.16.（2）使用標(biāo)幺值后，歸算前后各量標(biāo)幺值相同，無(wú)需折算，即： R2*=R2*，I2*=I2*，U2*=U2*（3）三相系統(tǒng)的線、相標(biāo)幺值相等（4）直觀明了，直接反映變壓器運(yùn)行狀態(tài)，例如I1*=1.5 說(shuō)明過(guò)載了。Chongqing University重慶大學(xué)答：17 副邊 聯(lián)結(jié)：2-17 有一臺(tái)三相變壓器，額定容量 ，額定電壓 ，Y,d聯(lián)結(jié)，試求：（1）一次、二次側(cè)的額定電流；（2）

10、一次、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。Chongqing University重慶大學(xué)（2）原邊Y聯(lián)結(jié)：（1）18Chongqing University重慶大學(xué)2-1919Chongqing University重慶大學(xué)（2） 用T型等效電路計(jì)算I2I1U2U1E1 =E2Im20Chongqing University重慶大學(xué)21Chongqing University重慶大學(xué)用簡(jiǎn)化等效電路計(jì)算U2U1I1I222Chongqing University重慶大學(xué)計(jì)算結(jié)果比較53.43 143.2A21271.9 -177.2V簡(jiǎn)化等效電路54.58 142.1A21274.3 -177.3V

11、T型等效電路經(jīng)過(guò)比較可見(jiàn)兩者差別很小。23Chongqing University重慶大學(xué)ABCXYZABCXYZABCXYZUABUABUABUBUAUCUBUCUAUBUCUA24Chongqing University重慶大學(xué)UAABUBUABUBCUCAY,d7CUC2-20 判斷聯(lián)結(jié)組的組別(1)25Chongqing University重慶大學(xué)2-20 判斷聯(lián)結(jié)組的組別(2)UAABUBUABUBCUCAY,d7CUC26Chongqing University重慶大學(xué)由聯(lián)結(jié)組的組別畫(huà)接線圖（反出題）Y,d7UAAUCACUCBUBUABUBC27Chongqing University重慶大學(xué)2-21 變壓器在額定電壓下進(jìn)行開(kāi)路試驗(yàn)和額定電流下進(jìn)行短路試驗(yàn)時(shí)，電壓加在高壓側(cè)所測(cè)得的P0和Pk與電壓加在低壓側(cè)所測(cè)得的結(jié)果是否一樣？電壓加在高壓側(cè)所測(cè)得的P0和Pk與電壓加在低壓側(cè)所測(cè)得的結(jié)果是一樣的。因?yàn)槔@組歸算的前提條件就是原副邊繞組的功率和磁動(dòng)勢(shì)不變。故無(wú)論將一次側(cè)歸算到二次側(cè)還是二次側(cè)歸算到一次側(cè)，測(cè)量同一個(gè)功率是不會(huì)改變的。在做空載試驗(yàn)時(shí)，為了便于試驗(yàn)和安全起見(jiàn)，通常在低壓側(cè)試驗(yàn)，測(cè)得低壓側(cè)的電流值I0和功率P0 ，進(jìn)而計(jì)算激磁支路參數(shù)Rm，Zm，Xm。在做短路試驗(yàn)時(shí)，為了避免短路電流過(guò)大而造成線圈的損壞，通常是