电机学第三章变压器
第三章 变压器
3．1变压器的分类、基本结构、额定值 3．1．1变压器的分类
变压器：利用电磁感应原理，把一种电压的交流电能转变成频率相同的另一种电压的交流电能。
（来升高或降低电压的一种静止的电能转换装置）
结构原则：两个相互绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间只有磁的耦合，没有电的联系。
一次侧：通入交流电流侧，即吸收电能侧。一次侧通入电流产生交变磁通，进而感应电势dt
d N
e φ11-=。
二次侧：接负载侧，即输出电能侧。与一次侧产生的磁通交链，进而产生感应电势dt
d N
e φ2
2
-=。
原理：e 1/e 2=N 1/N 2≈U 1/U 2 (画示意图)
1．按用途分类：电力变压器、特种变压器、仪用互感器、调压器、试验用高压变压器
2．按绕组数分：双绕组、三绕组、多绕组变压器以及自耦变压器 1．按铁心结构分：心式、壳式变压器 2．按相数分：单相变压器、三相变压器
3．按冷却方式和冷却介质分：空气冷却的干式变压器和用油冷却的油浸式变压器。 3．1．2 变压器的基本结构
3．1．3 变压器的额定值
额定容量S N1=S N2=S N (V A, kV A, MV A)
额定电压：一次侧U 1N , 二次侧U 2N ：一次侧外加额定电压时，二次侧空载电压即为U 2N 。
额定电流：一次侧I 1N 。二次侧I 2N 。 额定频率：50H Z
额定运行时温升、阻抗电压、联接组别、空载损耗、短路损耗等。 单相变压器：S N1=I 1N U 1N =S N 2= I 2N U 2N =S N 三相变压器：N
N N N N
U I U I S 221133=
=
注意：额定线电压、额定线电流
绕组Y 接法：φ
φφφ221122113,3;,U U U U I I I I N N N N
=
=
==
绕组Δ接法：φφφφ22112211,;3,3U U U U I I I I N N N N ====
3．2变压器的空载运行
3．2．1空载运行时的磁通、感应电动势
此时，二次侧开路，一次侧接入交流电压，产生电流i 0，建立磁势F 0，产生磁场有：
主磁通：同时与一次侧和二次侧交链，并且沿着铁心闭合。磁路非线性。主磁通是能量传递的媒介。
漏磁通：仅与绕组自身交链，通过油或空气闭合。线性磁路。 感应主电势：dt
d N
e φ1
1-= ，假设电流频率为f ，t
m ωφφ
sin =，则
t
N e m ωφωcos 11-=，
电势有效值复量为：m
m
m
m fN j fN j fN j
E E .
1.
1.
11.
1
.
44.422
22
φ
φπφ
π-=-=-==
（滞
后磁通90度）
感应漏电势：()
dt
di L dt
di N dt
i N d N dt
d N
e 01012
11011
11
1σ
σ
σ
σσ
φ-=Λ-=Λ-=-=
正弦稳态下，σ
σσ
ω10.
10.
.
1X I j L I j E -=-=
这说明，漏电动势可以用漏电抗压降来表示。且σ1X 为常数（漏
磁路磁导率为常数）。
3．2．2电压平衡方程式、变比
根据图3.7可以得到：10111R i e e u +--=σ
正弦稳态下：()10.
1.
110.
1.
10.
1.
1.
1
.
Z I E R jX I E R I E E U +-=++-=+--=σσ
Z 1为一次绕组的漏阻抗，常数。
变比定义：E 1/E 2=N 1/N 2≈U 1/U 20 ( 因为E 1≈U 1, E 2= U 20) 3．2．3 空载电流
变压器分析中，磁势和磁通要满足磁路定律；电压、电流、感应电动势要满足电路定律；磁通和感应电动势要满足电磁感应定律。 1．空载电流的波形
变压器空载运行时，由空载电流建立主磁通，所以空载电流就是励磁电流。由于导磁材料的非线性磁化特性，用来建立磁场的励磁电流的大小和波形与铁心的饱和程度有直接关系。
（1） 磁路不饱和时，dt
d N
e u and
i φφ
1
1;
=-≈∝。若u 正弦波，则φ正弦
波，i 0也是正弦波
（2） 磁路饱和时，φ与i 0非线性。电源电压u 仍然是正弦波，φ正弦波，
i 0畸变为尖顶波。
（3） 况且铁心磁路愈饱和，励磁电流波形畸变愈严重。
（4） 因为磁路都是饱和的，为能够获得正弦波电势，需要正弦波的磁通，
因此励磁电流必须势尖顶波。
2．空载电流与主磁通的相量关系
实际上，励磁电流包括建立磁场的磁化电流（无功）i m 和供给损耗（铁耗）的一小部分有功电流i Fe, i m 》i Fe 。磁化电流与磁通同时变化，它们相位相同, 就是说超前E 成90度或者说滞后端电压90度（因为E ≈-u 1）。铁耗电流与u 1同相位，合成励磁电流超前磁通α角，称为铁耗角。（笔记图） 3．空载时的等效电路
根据前面推导的电压平衡方程，在正弦稳态下有：
10.
1.
10.
1.
1.
1.
Z I E R I E E U +-=+--=σ
仿造漏电势的处理方法，引入励磁阻抗Z m =R m +jX m , 表示Zm
I E 0.
1
.=-，则
10.
0.
1.
Z I Zm I U +=，根据此方程，就可以画出等效电路图。
参数R 1,X 1σ与漏磁路有关，是常数；R m ，X m 都不是常数，随着铁心饱和程度提高而减小。只有当电网电压保持在额定值附近变化不大时，可以认为Z m 不变。变压器就是一个大电感。
3．3变压器的负载运行 3．3．1 磁动势平衡方程式
变压器负载运行时，二次侧电压U 2电流I 2以及负载阻抗Z L =R L +jX L ，磁势F 2=N 2I 2；一次侧电流变成了I 1，磁势F 1=N 1I 1。 负载时仍然有关系式，1.
11.1.1
.
E Z I E U -≈+-=（忽略一次侧绕组漏阻抗压降I 1Z 1
时），
进一步用标量表示有：m
fN E U φ111
44.4=≈，故负载时的主磁通m φ（由F 1，F 2共同
作用产生）近似等于空载主磁通（由F 0产生）。即：
0.
.
2.
1.
F F F F m ≈=+
因为一次侧漏阻抗很小，从空载到额定负载时，感应电势变化很小，认为主磁通基本不变，负载时认为I m =I 0，
.
1.
12.
21.
1I N I N I N I N m ≈=+ 今后记为
0.
12.21.1I N I N I N =+
整理得：
L
I I I N N I I 1.0.2.
120.1.+=?
??? ?
?-+=
一次侧电流负载分量 0
2.
21.
12
.
1
21.
=+-
=I N I N I N N I L L ，此公式说明它用于抵消二
次侧的磁势。
3．3．2 电压平衡方程式 变压器方程组：
??
???????
???????
?==-=+=
-=+-=L m
Z I U Z
I E I k I I E E k Z I E U Z I E U 2.
2
.0.
1.
0.
2.1.
2
.
1.2
2.
2.2.11.1.1.
折算后变压器方程组
?????
?????
?????==-=+=-=+-='.'2.'20.1.
0..'21..
'
21.
'2.
'2.'2.'211.1.1.
L
m Z I U Z I E I I I E E Z I E U Z I E U
3．3．3 绕组折算
为什么要进行折算？
1）通常变比k 很大。一次侧和二次侧绕组电量、阻抗值相差很大，不便于计算，精度低。
2）基本方程组是复数方程，求解起来很麻烦。
3）变压器内部（同一侧）有电路关系，两侧绕组间又有磁耦合关系。 因此，为了简化计算和方便推导出等效电路，绕组进行折算。
折算概念：用一个和一次侧绕组匝数相等的等效绕组，代替原来实际的二次侧绕组。
折算条件：（1）归算前后的磁势平衡关系不变（只要F 2不变，副边对原边的影响效应不变）
（2）保持能量传递关系不变（不改变变压器地性能） （3）通常将一次侧折算到二次侧（反之亦然） 1．电流折算
根据折算条件（1）知，2
21
2'
222'
211I k
I N N I I N I N =
=
?=
2．电势折算
由于磁势平衡关系不变，主磁通不变，E=4.44fN φ,知电势与匝数成比例，则
1
222
1'
22
21
'
2E kE E N N E N E N E ===
?=
3．阻抗折算
根据能量传递关系不变，知折算前后有功功率和无功功率都不变，则：
2222
22'2
2
22'2
2'2R k R k I I R R I R I =???
? ??=?
=
；同理，
σσσ
σσ22
22
22'
2222'22
'2
X k X k I I X X I X I =???
? ??=?=
可见，将二次侧的各个物理量折算到一次侧时的方法就是：
电流除以变比；电压（电势）乘以变比；电阻、电抗、阻抗乘以变比的平方。 折算后的变压器方程组见右上
3．3．4 相量图
取折算后的副边电压.
'2U 为参考相量。 步骤：.'2
I 滞后.'2
U 角度2? .
'2
'2.'2
'2
.'2
.
'2
E X
I j
R I U =
++σ
1.'2
E E =
，m .
φ超前它90
度
.
I 超前m .φ铁耗角α，
.
.'2
1.
I I I +-=
1
.
11.11.1.U X I j R I E =++-σ
1.
1.
1I U ?=?
4． 4变压器的等效电路
等效电路可以把基本方程式所表示的电磁关系用电路的形式表示出来，把“场化为路”来分析，“场化路”是研究变压器和电机理论的基本方法。 3．4．1 T 型等效电路
根据折算以后的方程组，可得到变压器T 型等效电路。 3．4．2 近似的Γ型等效电路
实际上，激磁阻抗Z m 远远大于漏阻抗Z 1，其漏阻抗压降很小。根据11.
1.
1.
Z I E U +-=，
1.
1
.
E U
-≈，这样把励磁支路前移并联到电源两端，使得分析和计算大为简化。
3．4．3 简化等效电路
条件：当变压器负载电流很大或变压器短路运行时，可以忽略很小的励磁电流将其断开。合并参数，得短路参数为：
???
????+=+=+=k k k k k jX R Z X X X R R R '21'2
1σσ
带感性负载时得变压器简化相量图。
根据简化等效电路图，当变压器发生稳态短路时.
'2U =0，短路电流仅仅由内部的漏抗参数限定，即k
k
Z U I 1= 。这个电流很大，可以达到额定电流10~20倍。
到此，我们学习了分析变压器（对电机也是一样）的三种方法：基本方程式、等
效电路、相量图。
基本方程式适合于定性分析；等效电路适合于定量计算；相量图适合于相量大小与相位关系分析。 例题3.2
3．5变压器的参数测定 3.5.1 空载试验
空载试验时，二次侧开路0'
2=I ，
一次侧外加额定电压U 1N ，测量U 1,U 20,I 0,P 0。 计
算变比k 、励磁阻抗Z m 、励磁电阻R m ，进一步计算励磁电抗X m 。为了安全起见，通常空载试验在低压侧进行，然后在折算到高压方。必须注意的是空载试验选择的额定值必须与测量方相同。 例题：3.3 3.5.2 短路试验
短路试验时，二次侧开路0
'
2=U ，一次侧外加低电压使一次侧电流达到额定值I 1N ，
测量U k ,I k ,P k 。 计算短路阻抗Z k 、短路电阻R k ，进一步计算短路电抗X k .。为了计算准确，通常短路试验在高压侧进行。如果选择在低压方进行时要选择低压方的额定电流值，之后将参数折算到高压方。 例题3.4 3．6标么值
标么值：某物理量的实际值与其选定的同单位的基值（通常为额定值）之比称为该物理量的标么值。
基值：在电机和变压器中，常用各物理量的额定值作为基值。三相电机则采用额定相值作为基值。
表示法：在各物理量符号右上角加“*”号。 电压基值：N N U U 21, 标么值：N N U U U U U U 222111,==
*
*
电流基值：N N I I 21, 标么值：N
N
I I I I I I 22
2111,=
=
*
* 阻
抗
基
值：
N
N
N N N N I U
Z I U Z 222111,=
=
标
么
值
：
2
22222111111,Z U I Z Z Z Z U I Z Z Z N
N N
N
N N
=
=
==
*
*
电阻标么值：N
Z R R 111=
*
，N
R R R 222
=
*
电抗标么值：N
Z X X 111=
*
，N
R X X 222
=
*
注意：（1）求标么值时，是哪一侧的物理量就采用哪一侧的基值，意思即若将二
次侧折算到一次侧，则应该选用一次侧额定值为基值。
（2）在三相变压器中，公式中的U 1N,U 2N,I 1N,I 2N ,都是相值，而不是线值。 优点：
1．用标么值表示的各参数以及性能数据变化范围小，与变压器容量无关，便于对不同容量的变压器进行比较。如：空载电流标么值范围在0.005~0.025;短路阻抗标么值范围在0.04~0.105。
2．采用标么值后，二次侧各物理量不需要折算了。因为：
*
*
==
=
=
=
'2
'
21122
22222222Z Z U I kU k
Z k
I Z U I Z Z Z N
N N
N
N
N N
3．采用标么值后，各物理量的数值简化了，所有额定值的标么值都是一。 4．短路阻抗Z k 的标么值等于短路阻抗电压u k 的标么值，即：
*
*
==
=
=
=
k
N
k N
k N k N
N N
k k U U
U U
Z I Z U
I Z Z Z ；同理有，*
***==kx k kr k U X U R ;
5．
短路阻抗电压u k =I 1N Z k , 其电阻分量u kr = I 1N R k, 电抗分量u kx = I 1N X k
从运行的角度看，希望u k 小一些，使得输出电压随着负载波动小一些；但阻抗电压太小，意味着短路阻抗也小（二者标么值相等），势必造成短路电流太大，可能损坏变压器。 例题3.5
3．7变压器的运行特性（电压变化率和效率） 3.7.1 电压变化率（亦称电压调整率）
定义：变压器一次侧绕组施加额定电压、负载大小及其功率因数一定、空载与负
载时，二次侧端电压的变化（U 20-U 2）与二次侧额定电压 U 2N 之比。即：
N
N N
N N
N N
U U U U U U U U U U U U U 1'
1'2'
2
'
222
222
202
%100%100%-=
-=
?-=
?-=
?
用短路参数和负载功率因数角来表示电压变化率的推导过程： 根据变压器简化等效电路，知
)('
2.1.
1.
1.
U X
I j R I U k
k N -++=，得到相量图。
3．7．2 效率
变压器的效率比较高，中小型的可以达到95%~98%，大型电力变压器可以达到99%以上。
%100121
122
1
2????
?
??+++-=-
=
++=
=
∑
Fe cu Fe cu Fe
cu p p P p p P p
P p p P P P P η
假设：1）额定电压下空载损耗Fe
p p =0
，认为铁耗不随着负载变化，即不变损耗。
2）额定电流时的短路损耗作为额定负载电流时的铜耗，认为铜耗与负载
系数的平方成正比。
3）计算输出功率时，忽略二次侧电压的变化，则：
2
2222222c o s c o s c o s ?β?β?φφφN N N
N
S I mU
I mU
P === ；
N
N
N I mU
S φφ22=
代入效率公式中有：
%100cos 120220????
?
?
?+++-
=kN N kN
p p S p p β?ββη
令 0
=β
ηd d ，得最大效率时的负载系数为：kN
m
p p 0=
β
当kN
m p p 2
β=，即铁耗等于铜耗时变压器效率达到最高。
变压器是长期工作设备，一次侧要长期接在电网上运行，铁耗总存在。一
般电力变压器的最大效率发生在负载率β=0.5~0.6.效率曲线见图3.22
例题3.6 3．8三相变压器的磁路、联接组、电动势波形 3.8.1三相变压器的磁路系统
三相组式变压器：由三个单相变压器组成的三相变压器，亦称三相变压器组。其
特点是：三相磁路彼此无关，各相之间有电的联系； 三相主磁通φA,φB,φC 对称，三相空载电流对称；适合于巨型变压器。
三相心式变压器：有铁轭把三个铁心柱连在一起。特点：三相磁路彼此相关，且
各相磁路长度不等。当外施三相对称电压时，三相空载电流不等，但对变压器负载运行影响极小；适合于中小容量变压器。
3．8．2 三相变压器的电路系统-----联接组
一．联接法
星型联接角型联接
我国三相变压器常用连接法有：Y/Y0(Yy0)，Y/Δ(Yd)，Y0/Δ(Y0d) 0---表示中线
二．联接组
联接组：用来表示变压器一次侧和二次侧对应的线电势（线电压）之间相位关系。时钟表示法：把高压绕组电势相量作为长针始终指向0点，将低压绕组电势相量作为短针，则短针指向的数字就是联接组号。
1．单相变压器联接组
Ii0 高低压绕组感应电动势同相位（标准联接组）
Ii6高低压绕组感应电动势同相位
2．三相变压器联接组
Yy联接组号有0，2，4，6，8，10
Yd联接组号有1，3，5，7，9，11
容量小于1600kV A时，用Yy0 or Dy11;容量大于1600 kV A时，采用Yd11 or Dy11
3．8．3 三相变压器绕组联接法和磁路系统对空载电动势波形的影响
分析单相变压器时，知道：电源电压正弦波，感应电动势也是正弦波，磁通必然是正弦波。
但是对于三相变压器，由于一次侧三相绕组接法不同，空载电流3次谐波分量能否流通与绕组接法有关；磁通波形同样受到较大的影响，与磁路结构有关。
1．Yy联接的三相变压器
一次侧Y接，使得3次谐波电流无法流通，励磁电流近似为正弦形。磁通波形畸变为平顶波，含有3、5、7等次谐波。3次谐波作用更大。当
（1）三相组式变压器：由于磁路独立，三次谐波与主磁通流过同样路径，在原副边绕组中感应电动势，可以达到基波幅值的45%~60%，相电
动势中的谐波含量非常大，可能会烧毁绝缘。而线电动势仍然近似正
弦（因为Y接法）。三相组式变压器不能采用Yy接法。
（2）三相心式变压器：由于磁路相关，三相同相位的三次谐波磁通不能沿着主磁路铁心闭合，只能沿着油、油箱壁闭合。三次谐波作用很小，
使得主磁通为正弦形，感应相电动势也为正弦形。三次谐波磁通通过
油箱壁或其它铁构件闭合，会产生涡流损耗，效率降低。容量低于
1600kV A 变压器采用这种联接组。
2．Dy及Yd联接的变压器
（1）一次侧D接，三次谐波电流可以流通，励磁电流尖顶波，主磁通正弦波，相电动势正弦波。
（2）Yd 接法时，由于二次侧d形接法，同样可以得到正弦波主磁通，正弦波相电动势。
容量大于1600kV A的变压器，总有一方接成三角形，就是为了获得正弦磁通与电势。
电机学第3章测试题
电机学第3章测试题 一、填空题 1.转矩折算的原则是折算前后（）不变,飞轮转矩折算的原则是折算前后（）不变。 2.位能性负载的机械特性位于（）象限；反抗性负载的机械特性位于（）象限。 3.常见的生产机械负载特性有（）负载、（）负载和通风机负载。 4.直流电动机的起动方法有直接起动、（）起动和（）起动。 5.直流电动机调速的技术指标主要有（）、（）、调速的平滑性和调速时的允许输出。 6.直流电动机属于恒转矩调速方式是（）调速和（）调速，属于恒功率调速方式（）调速。 7.他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，调速前、后的电枢电流（）。 8.他励直流电动机电气制动的方法有（）制动、（）制动和（）制动。 9.倒拉反接制动运行适用于（）负载，实现方法是电枢回路中串（）。 10.当他励直流电动机的转速超过（）转速时，出现回馈制动。 二、简答题 1.写出电力拖动系统的运动方程式，并说明电力拖动系统稳定运行的条件是什么？ 2.为什么直流电动机一般不能直接起动？此时可采用什么起动方法？ 3.直流电动机的调速方法有哪几种？各有什么特点？ 4.什么是静差率？它与那些因素有关？ 三、计算题 1.一台并励直流电动机，U N=220V，I N=80A，R a=0.1Ω，额定运行时，励磁回路电阻R f =110Ω，额定效率ηN=85%，求：（1）额定输出功率；（2）总损耗；（3）电枢回路铜损耗。 2.他励直流电动机数据为：P N=10kw，U N=110V，I N=112A，n N=750r/min，Ra=0.1Ω，带反抗性负载运行于额定状态，为使电动机停车采用反接制动，要求最大制动电流为2.2 I N，求：（1）应串电阻值是多少？（2）制动到n=0时不切断电源，电机能否反转？若能反转求出稳态转速。 3.一台他励直流电动机P N = 17Kw，U N = 220V，I N = 92.5A，Ra=0.16Ω，n N = 1000r/min。电动机允许最大电流Imax=1.8I N，电动机拖动负载T L=0.8T N电动运行，分别求：（1）采用能耗制动停车；（2）采用反接制动停车时，电枢回路应串入多大电阻？ 4.他励直流电动机，P N=4kw，U N=220V，I N=22.3A，n N=1000r/min，Ra=0.91Ω，运行于额定状态，为使电动机停车，采用电压反接制动，串入电枢回路的电阻为9Ω，求：（1）制动开始瞬间电动机的电磁转矩；（2）n=0时电动机的电磁转矩；（3）如果负载为反抗性负载，在制动到n=0时不切断电源，电机能否反转？
变压器知识习题及答案
变压器知识习题及答案 一、填空题 ? 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。 19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。 二、选择题 ? ? ? ? 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S
电机学变压器经典习题及答案
第二章 变压器 一、填空： 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V 上，则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电 网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ， 漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担 负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ，空 载电流将 ，空载损耗将 。 答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流 将 ，变压器将 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★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。 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 15. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。
华南理工大学电机学第三章思考题
第三章思考题 3-3 什么叫相带相带属性如何确定在三相电机绕组中为什么常采用60°相带而不用120°相带 【答】 相带是指把每极下的电枢表面根据相数划分，每相占一等分。我们称每一等分为一相带。由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大，故除了单绕组变极电机外，一般都用60°相带绕组。 3-6 为什么极相组A 和极相组X 串联时必须反接如果正接将引起什么后果 【答】 因极相组A 的电势与极相组X 的电势反相，反接后，两者电势相减，得到更高的电势。若正接将引起电势为0的后果。 3-8 交流绕组的感应电动势公式是如何导出的它与变压器的电动势公式有何类似和不同之处 【答】 设气隙中的主极磁场为正弦分布，即αsin 1B b =，式中1B 为气隙密度的基波幅值；设0=t 时，导体位于极间、将要进入N 极的位置，转子旋转的角频率为?，则导体中的感应电动势为t E lv B blv e ?αsin 2sin 111===；p 对极的电机一个极下的磁通量为 l B lB p D p DlB d p DlB p d D l B d D bl p τπ ππαααααπ ππ 1110 1 010 12 22sin 22sin 2=??== = ?==Φ? ??电机，感应电动势的频率60pn f =，转子的线速度f pn p D n D v τππ2602260===，故导体电动势的有效 值为11111122222222 2Φ=??? ??= == =f l B f l fB f l B v l B E πτππττ；在考虑短距和分布后，整个 线 圈 组 的 合 成 电 动 势 () ()()()11111111111222Φ=Φ=Φ==w c d p c d p c d c q k qN f k k qN f k k fN q k qE E πππ；对于双层绕 组，每相绕组有p 2个极相组，设并联支路数为a ，如果一相绕组的总串联匝数表示为，c qN a p N 2= ，则相电动势为1111112222Φ=Φ?? ? ??==w w c q ph fNk k qN a p f K a p E ππ，对于单层绕组，每相绕组总共有p 个极相组，则每相绕组的总串联匝数为c qN a p N =。而变压器一 次绕组中感应电动势的有效值m fN E Φ=π21，它们的区别主要在于，交流绕组通过短距和分布时，使合成磁动势打了折扣，体现为绕组的基波绕组因数1w k 。 3-9 试述分布因数、节距因数和绕组因数的物理意义。它们是大于1、小于1，还是等于1，为什么 【答】 分布因数是衡量每极每相的导体分布在每个槽中与集中分布在一个槽电动势或磁动势所打的折扣。节距因数表示线圈短距后电动势或磁动势对比于整距时应打的折扣。绕组因数是既考虑短距又考虑分布时，整个线圈组的合成电动势或磁动势所打的折扣。因分布绕组所产生的电动势或磁动势不能超过集中绕组产生的电动势或磁动势，因此分布因
变压器选择题及答案
变压器选择题 1. 变压器空载电流小的原因是。 (a) 一次绕组匝数多，电阻很大；(b) 一次绕组的漏抗很大； (c) 变压器的励磁阻抗很大；(d) 变压器铁心的电阻很大。 2. 变压器空载损耗。 (a) 全部为铜损耗；(b) 全部为铁损耗； (c) 主要为铜损耗；(d) 主要为铁损耗。 3. 一台变压器一次侧接在额定电压的电源上，当二次侧带纯电阻负载时，则从一次侧输入的功率。 (a) 只包含有功功率；(b) 既有有功功率，又有无功功率； (c) 只包含无功功率；(d) 为零。 4. 变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若一次电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流_______。 (a) 增加；(b) 减少；(c) 不变；(d) 基本不变。 5．一台单相变压器，U/ U =220/10，若原方接在110V的单相电源上空载运2N1N行，电源频率不变，则变压器的主磁通将。 (a) 增大；(b) 减小；(c) 不变。 6．变压器短路实验所测损耗。 (a) 主要为铜耗；(b) 主要为铁耗；(c) 全部为铜耗；(d) 全部为铁耗。7．做变压器空载实验所测的数值，可用于计算。
(a) 励磁阻抗；(b) 原边漏抗；(c) 副边漏抗；(d) 副边电阻。 8．将50Hz、220/127V的变压器，接到100Hz，220V的电源上，铁心中的磁通将如何变化？（） (a) 减小；(b) 增加；(c) 不变；(d) 不能确定。 9．用一台电力变压器向某车间的异步电动机供电，当开动的电动机台数增多时，变压器的端电压将如何变化？（） (a) 升高；(b) 降低；(c) 不变；(d) 可能升高，也可能降低。10．变压器运行时，在电源电压一定的情况下，当负载阻抗增加时，主磁通如何变化？（） (a) 增加；(b) 基本不变；(c) 减小。 11．当一次侧接额定的电压维持不变时，变压器有空载运行转为满载运行时，其主磁通将会：。 (a) 增大；(b) 减小；(c) 基本不变。 12．如果将额定电压为220/36V的变压器接入220V的直流电源，则将发生什么现象？（） (a) 输出36V的直流电压；(b) 输出36V电压，原绕组过热； (c) 输出电压低于36V；(d) 没有电压输出，原绕组过热而烧毁。13．变压器一次绕组接额定电压，二次绕组的输出电压高于额定电压，其负载性质是。 (a) 纯阻负载；(b) 容性负载；(c) 感性负载。 14. 一次侧额定电压为220V的单相变压器，接220V交流电源时，空载电流为1A，如果不慎错误的接到了380V的交流电源，则空载电流为。 (a) 1.727A；(b) 1.0A；(c) 大于1.727A。 15. 下列哪种形式的变压器在电力系统中（）不宜采用？ (a) Y，d接法的芯式变压器；(b) D，y接法的组式变压器；
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的电力变压器接于50HZ，电压为此变压器的5/6倍额定电压的电 网上运行，此时变压器磁路饱和程度，励磁电流，励磁电抗，漏电抗。 答：饱和程度不变，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的条件是（1）， （2），（3）。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 3.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，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，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将，铁耗将。 答：减小，减小。 5.变压器的副边是通过对原边进行作用的。 答：电磁感应作用。 6.引起变压器电压变化率变化的原因是。 答：负载电流的变化。 7.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流 将，变压器将。 答：增大很多，烧毁。 8.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 9.★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免。 答：相电压波形畸变。 10.变压器副边的额定电压指。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 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.通过和实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 13.变压器的参数包括，，，，。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，额定值的标幺值为。 答：1。 15.既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为，仅和一侧绕组交链的磁通 为。 答：主磁通，漏磁通。 16.★★变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是。 答：自耦变压器。 17.并联运行的变压器应满足（1），（2）
变压器测验题及答案2010[2].10
变压器测验题 一、电网线电压为66 KV ，经过两台容量均为1500 KVA 的三相变压器二次降压后供给额定电压为400V （Y ）的负载。第一台： D,y 接，U 1N /U 2N = 66/6.3KV 。第二台： D,y 接， U 1N /U 2N = 6300/400V 。 两台变压器都在6300伏一侧做短路实验，数据如下： 第一台： Uk = 334V , Ik = 137A, p k = 14kW （p 0 =10kW ）第二台： U k =382V , I k =137A, p k =15kW （p 0 =12kW ） 1）画出供电线路图;每台Tr 接为D,y 5(先画相量图)。 2）求出变压器各额定电流?变比？ 3）求每台变压器的短路阻抗标幺值？ 4）画出从66KV 侧看的简化等效电路和向量图 ； 5）当原边加额定电压，每相负载阻抗Z l =0.1+j0.07Ω（Y 接）时，负载的电流？ 6）求上述情况下各变压器效率及总效率？并求出总的电压变化率？ 二、画出下图变压器电动势相量图，并判断其联结组别。 三、画出D /Y-7联接组别接线图和相量图。 四、一台Y/Δ接的三相变压器空载运行，,原方（高压侧）加上对称的正弦额定电压，试分析下列物理量中有无三次谐波。1）主磁通。2）原、副方相电势。3）原、副方线电压；原、副方相电压。4）原、副方线电流；原、副方相电流。 五、现有一个万用表和一个可调交流电压源，说明如何判断同一芯柱上的高低压绕组的同极性端。 六、一台2kV·A ，400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路，测得I 0=2A ；p 0=20W ；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得I 0= A ，p 0= W 。 七、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗 ，励磁电流 。 八、某人初次使用互感器对巨型三相变压器进行短路实验。由于变压器是高电压、大电流，因此需要借助电压互感器和电流互感器来完成。请你画出实验线路图，并说明仪器仪表应如何选择，实验数据如何处理？ 九、一台三相变压器，S N =5600kV A ,，U 1N /U 2N ＝10/6.3kV ，Y/d 接，10kV 侧接电源。u k =5.5%，p k =18kw,一次侧加额定电压，试求满载且cosφ＝0.8 （滞后）时的负载阻抗，二次电压和一次电流，额定电压调整率和效率。 十、一台三相变压器，额定容量S N =750KV A, U 1N /U 2N =10/0.4KV, Y ,y 连接。短路电压u k =5.5%，p k =2.4kw, 付方三角形联接三相平衡负载，每相负载阻抗Z l =1.272+j0.954Ω。（忽略变压器的励磁电流）试求: 1）高压侧加额定电压时，原、副方的线电流和相电流；副方的线、相电压； 2）变压器此时的输入、输出功率和效率； 3）画出该变压器此时的等效电路和相量图。
电机学第三章变压器
第三章 变压器 3．1变压器的分类、基本结构、额定值 3．1．1变压器的分类 变压器：利用电磁感应原理，把一种电压的交流电能转变成频率相同的另一种电压的交流电能。 （来升高或降低电压的一种静止的电能转换装置） 结构原则：两个相互绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间只有磁的耦合，没有电的联系。 一次侧：通入交流电流侧，即吸收电能侧。一次侧通入电流产生交变磁通，进而感应电势dt d N e φ11-=。 二次侧：接负载侧，即输出电能侧。与一次侧产生的磁通交链，进而产生感应电势dt d N e φ2 2 -=。 原理：e 1/e 2=N 1/N 2≈U 1/U 2 (画示意图) 1．按用途分类：电力变压器、特种变压器、仪用互感器、调压器、试验用高压变压器 2．按绕组数分：双绕组、三绕组、多绕组变压器以及自耦变压器 1．按铁心结构分：心式、壳式变压器 2．按相数分：单相变压器、三相变压器 3．按冷却方式和冷却介质分：空气冷却的干式变压器和用油冷却的油浸式变压器。 3．1．2 变压器的基本结构
3．1．3 变压器的额定值 额定容量S N1=S N2=S N (V A, kV A, MV A) 额定电压：一次侧U 1N , 二次侧U 2N ：一次侧外加额定电压时，二次侧空载电压即为U 2N 。 额定电流：一次侧I 1N 。二次侧I 2N 。 额定频率：50H Z 额定运行时温升、阻抗电压、联接组别、空载损耗、短路损耗等。 单相变压器：S N1=I 1N U 1N =S N 2= I 2N U 2N =S N 三相变压器：N N N N N U I U I S 221133= = 注意：额定线电压、额定线电流 绕组Y 接法：φ φφφ221122113,3;,U U U U I I I I N N N N = = == 绕组Δ接法：φφφφ22112211,;3,3U U U U I I I I N N N N ==== 3．2变压器的空载运行 3．2．1空载运行时的磁通、感应电动势 此时，二次侧开路，一次侧接入交流电压，产生电流i 0，建立磁势F 0，产生磁场有： 主磁通：同时与一次侧和二次侧交链，并且沿着铁心闭合。磁路非线性。主磁通是能量传递的媒介。 漏磁通：仅与绕组自身交链，通过油或空气闭合。线性磁路。 感应主电势：dt d N e φ1 1-= ，假设电流频率为f ，t m ωφφ sin =，则 t N e m ωφωcos 11-=， 电势有效值复量为：m m m m fN j fN j fN j E E . 1. 1. 11. 1 . 44.422 22 φ φπφ π-=-=-== （滞 后磁通90度） 感应漏电势：() dt di L dt di N dt i N d N dt d N e 01012 11011 11 1σ σ σ σσ φ-=Λ-=Λ-=-= 正弦稳态下，σ σσ ω10. 10. . 1X I j L I j E -=-= 这说明，漏电动势可以用漏电抗压降来表示。且σ1X 为常数（漏 磁路磁导率为常数）。
第二章 变压器
第二章变压器 变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压．电流的交流电能转接成同频率的另一种电压，电流的电能。变压器是电力系统中重要的电气设备，众所周如。输送一定的电能时，输电线路的电压愈高，线路中的电流和损耗就愈小。为此需要用升压变压器把交流发电机发出的电压升高到输电电压：通过高压输电线将电能经济地送到用电地区，然后再用降压变压器逐步将输电电压降到配电电压，供用户安全而方便地使用。在其他工业部门中，变压器应用也很广泛。 本章主要研究一般用途的电力变压器，对其他用途的变压器只作简单介绍。 2．1 变压器的基本结构和额定值 一、变压器的基本结构 铁心和绕组变压器中最主要的部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。 变压器的铁心既是磁路，又是套装绕组的骨架。铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚o．30—o．35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。在大型电力变压器中．为提高磁导率和减少铁心损耗，常采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷轧硅钢片卷成的卷片式铁心。 按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。心式结构的心柱被绕组所包围，如图2—1所示；壳式结构则是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，如图2—2所示．心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，所以电力变压器常常采用这种结构。壳式变压器的机械强度较好，常用于低压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。 绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。其中输人电能的绕组称为一次绕组(或原绕组)，输出电能的绕组称为二次绕组(或副绕组)，它们通常套装在同一心柱上。一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。对于升压变压器，一次绕组为低压绕组，二次绕组为高压绕组；对于降压变压器，情况恰好相反，高压绕组的匝数多、导线细；低压绕组的匝数少、导线粗。 从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分成同心式和交迭式两类。同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上，如图2—1所示。交迭式绕组的高、低压绕组沿心
变压器高考练习题及答案
变压器高考练习题及答 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
理想变压器 功率关系：P 入=P 出 ； 电压关系 2 1 2 1 n n U U =；电流关系 1 2 2 1 n n I I =；频率关系 2 1 f f= 远距离输电 功率关系 2 1 P P=， 4 3 P P=， 3 2 P P P+ = 损 输电电流 线 R U U U P U P 3 2 3 3 2 2 - = = 电压关系 2 1 2 1 n n U U =， 4 3 4 3 n n U U =， 3 2 U U U+ = 损 输电线损失的功率 线 线 线 损 R U P R I P 2 2 2 2 ?? ? ? ? ? = = 电流关系 1 2 2 1 n n I I =， 3 4 4 3 n n I I =， 2 I= 3 I=I线 1、（2015全国卷Ⅰ·16题）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( ) A. U=66V， k= 9 1 B. U=22V， k= 9 1 C. U=66V， k= 3 1 D. U=22V， k= 3 1 2、（2015全国卷Ⅱ·21题）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负 载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为 零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的
2009电机学变压器直流电机题解
电机学题解 一．填空题（20分，每小题2分） 1. 变压器铁心在叠装时由于装配工艺不良，铁心间隙较大，主磁通将，励磁 电流将。 2. 一台单相变压器进行空载试验，在高压侧加额定电压测得的损耗和在低压侧加 额定电压测得的损耗______。 3. 三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免。 4.不考虑铁心损耗时，当变压器的磁通随时间正弦变化时，磁路饱和的非线性性 质将导致激磁电流成为与磁通同相位的波。 5.变压器的绕组归算，实质上是在保持为不变量的条件下， 对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。 6. 直流电机的主磁路包括以下几段：电枢齿两个、电枢轭一段、主极铁心两个、定 子轭一段以及。 7.直流电机单叠绕组的并联支路对数为，单波绕组的并联支路对数。 8.直流电机的交轴电枢反应结果是：引起气隙磁场畸变；使物理中性线偏离几何中 性线一个角度；计及饱和时，对主磁场有。 9. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低 了20℅，则稳定后电机的电枢电流为倍的额定电枢电流（假设磁路不饱和）。 10.一台串励直流电动机与一台并励直流电动机，都在满载下运行，它们的额定功 率和额定电流都相等，若它们的负载转矩同样增加1 N.m，则可知：电动 机转速下降得多，而电动机的电流增加得多。 1.不变，增加； 2.相等； 3.电压波形畸变； 4.尖顶波； 5.一次或二次侧磁动势； 6.两段气隙； 7. 2p，2；8.去磁作用；9. 1.25倍；10.串励，并励。 二．问答题（40分）
v U 110=的电源上运行时，问：励磁电流，铁耗，一、二次侧漏抗，负载能力如何变化？为什么？（8分） 答：由式m fN E U Φ=≈11144.4可知，前后两种情况主磁通相同。从磁路欧姆定律知，励 磁电流不变。主磁通未变，磁密不变，频率减小，则铁耗减小（3.12f B p m Fe ∝） 。一、二次侧的漏电抗随频率的减小成正比减小。另外，二次侧感应电动势比原来减少一倍，故负载能力减小一倍。 2.变压器在额定电压和额定频率的电源下空载运行时，当频率保持不变，电源电压增加到 1.1N U ，励磁电抗和铁耗如何变化，为什么？若变压器二次侧短路，励磁电抗和铁耗如何变化，为什么？（8分） .答：（1）此时主磁通增大，主磁路饱和程度增加，铁心磁导率减小，磁阻增大，由磁路欧姆定律知，励磁电流大大增加，反映在等效电路中就是励磁电抗减小。（2）二次侧短路，二次侧电流大大增加，由磁动势平衡知一次侧电流也大大增加，再从一次侧电压平衡方程式知，电压U 1不变，漏阻抗压降大大增加，则电动势E 1减小很多，主磁通随之减小，可知励磁电抗有所增加。 计算题（30分） 3.已知一台两极直流电机，主磁极不加励磁电流，只在电刷通以直流电流且电枢以一定的转速旋转，问电枢导体是否感应电动势、电刷两端的感应电动势为多少？为什么？（8分） 答：此时气隙磁密友电枢磁动势单独产生，而正、负电刷间导体电流的大小和方向不变，故气隙磁密相对于定子时静止的，旋转的电枢导体切割此气隙磁密而感应电动势。电刷两端的感应电动势为零，因正、负电刷间（支路间）导体感应电动势彼此抵消了。从辜承林教材 图2.35可清楚的知道这一点。 4.一台直流发电机，定子为6极，电枢绕组为单叠型式。正常运行时有三对电刷，如保持额定运行时转速及励磁电流不变，因故去掉一对电刷，忽略电枢反应的影响，试分析电机可能发出的最大功率。（8分） 答：单叠绕组的并联支路数为2p ，故原来有6条并联支路数，去掉相邻一对电刷后，支路数变为4条，其中三条是原来的，另一条由原来的三条支路串联而成。 正常运行时，a a a i ai I 62== ； 现在，a a a a I i i I 9 5313'= +=，a a I U P =。P I U P a a 95'max ==，此为电机可能发出的最大功率。
电机学第三章作业答案
3.1答：直流发电机工作时总是朝一个方向转动，磁极固定不动，所以每个磁极下的导体中流 过的电流和电压方向恒定不变，当导体转到某一磁极下，导体经由换向片和电刷接触输出电能，又由于电刷和磁极相对静止，所以该磁极下的电刷上的电压极性恒定不变，故能发出直流电。 如果没有换向器，就不能把每个磁极下电枢上流过的方向不变的电流引出，电机不能发出直流电流。 3.2答：（1）直流电。电刷与磁极同时旋转，这样就能保证电刷与磁极相对静止，这样电刷引 出的还是与其对应磁极下的方向不变的电流，故发出直流电。 （2）交流电。电刷与电枢同时旋转，电刷与磁极发生相对运动，电刷在N极和S极下不停的变换，这就导致电枢一会儿引出的时N极下的方向不变的电流，一会儿引出的时S极下的方向不变的电流，由于N极和S极下导体中的电流方向相反，所以，电刷引出的是交流电。 3.3答：直流电动机电刷两端接入直流电，换向器与电刷交替接触，这样就保证了所有导体转 动时在每一个磁极下流过的电流方向不变，从而使得每一根导体产生的电磁转矩方向不变，电枢从而产生恒定转矩，拖动负载向一个方向转动。 3.5方向不变：①④⑤⑥ 方向交变：②③⑦ 3.6因为励磁绕组绕在电机的定子上，由其产生的励磁磁通与定子相对静止，所以不能产生感应电动势。而电枢绕组绕在转子上，转子与定子做相对运动，电枢绕组切割励磁磁力线，产生感应电动势。 3.7
3.8电枢的几何中性线：相邻两主极间的中心线称为电枢的几何中性线 换向器上的几何中性线：当元件轴线与主极轴线重合时，元件所接两片换向片间的中心线称为换向器上的几何中性线（电动势为零的元件所接的两换向片间的中心线称为换向器上的几何中性线）。 换向器上几何中性线由元件结构决定：对于对称元件，换向器上的几何中性线与主极轴线重合；对于非对称元件，换向器上的几何中性线偏离主极轴线一个角度，这个角度与元件不对成度相等； 在实际电机中的位置：电刷的中心线上。 3.9解：（2） 120 524i Z y p ε= ±== 1k y y == 21154y y y =-=-=- 绕组展开图如下所示：
变压器知识习题及答案
变压器知识习题及答案 一、填空题 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。
19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。 二、选择题 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S 6、低损耗变压器和一般变压器有什么不同（）。 A.铁芯结构不同，铁芯材料不同 B.线圈结构不同，接线方式不同 C..绝缘不同，箱体结构不同 D.散热方式不同 7、变压器的工作原理是（）。 A.电场作用力原理 B.电磁作用力原理 C.磁场吸引 D.根据电磁感应原理 8、互感器一次侧做交流耐压试验时，二次线圈应采用（）措施。 A.接地 B.接壳 C.短路接地 D.短路 9、检查三相变压器的连接组别的试验方法中，下列错误的是（）。 A.直流法 B.双电压表法 C.直流电桥法 D.相位法 10、测量变压器的介质损失角的方法采用（）。 A.交流平衡电桥法 B.直流电桥法 C.瓦特表法 D.测泄漏电流
第三章 变压器习题答案
第三章 变压器 一、填空： 1. 变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 2. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 3. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 4. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 5. 变压器副边的额定电压指 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 6. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 7. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。 答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。 8. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。 答：1。 9. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 。 答：主磁通，漏磁通。 10. 变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是 。 答：自耦变压器。 11. 并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ， （3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 12. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。 答：可变损耗，不变损耗。 二、选择填空 1. 三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下， cos 越高，则 。 A ：副边电压变化率Δu 越大，效率η 越高， B ：副边电压变化率Δu 越大，效率η 越低， C ：副边电压变化率Δu 越大，效率η 越低， D ：副边电压变化率Δu 越小，效率η 越高。 答：D 2. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 A ： 808.3A ， B: 56A ， C: 18.67A ， D: 32.33A 。 答：C 3. 一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那末原边的励磁阻抗标幺值是 。 Ａ：１６, Ｂ：１６００,
变压器习题及详解答案
课时练变压器 说明：5、8为多项选择题，其他的均为单项选择题。 1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1，输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2，已知n1＜n2，则（）A．U1＜U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1＜I2 C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2 2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为（） A．0 B．3 mA C．48 mA D．与R大小有关 3．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（） A．120匝 B．150匝 C．180匝 D．220匝 4．如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V。现把C、D接4 V交流，P、Q接4 V直流，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压（） A．10 V 10 V B．10 V 4 V C．4 V 10 V D．10 V 0 5．如图 (a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，○A、○V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（） A．电流表的示数为2 A B．原、副线圈匝数比为1∶2 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz 6．如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是（） A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 7．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200 的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（） A． V B． V C． V D． V 8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（） A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 9．如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝。接入电压U1＝220 V的电路中。 （1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V、U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少（2）若在两副线圈上分别接上“ 6 V，20 W”、“110 ——60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少 10．如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器。变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V， W”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：
电机学变压器经典习题及答案
第二章变压器 一、填空: 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ如果误将低压侧接到380V 上，则此时m_—I。,Z m——P Fe __________________ 。（增加，减少或不变） 答：m增大，I 0增大，Z m减小，P Fe增大。 2. ★一台额定频率为50Hz的电力变压器接于60Hz,电压为此变压器的6/5倍额定电压的电 网上运行，此时变压器磁路饱和程度________ ，励磁电流_________ ，励磁电抗__________ ，漏电抗___________ 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。____ 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1）_________________________________________________ ， （2）_______________________________ ,（3）________________________________________ 。答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2 ）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担 负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ___________ ，U= _________ ，空 载电流将_____________ ，空载损耗将____________ 。 答：E近似等于U, U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 ___________________________________ 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将_______ ，铁耗将 _____ 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过__________________ 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 _____________________ 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流 将__________ ，变压器将 ____________ 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 _____________ 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免____________ 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指____________________________ 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★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。 14. 通过_________ 和_________ 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。