电机学第三章变压器习题与答案.ppt
第三章第三章 变压器变压器习题及解答习题及解答2/20/202313.7 3.7 为了得到正弦形的感应电动势为了得到正弦形的感应电动势,当铁芯饱和和不饱当铁芯饱和和不饱和时和时,空载电流各呈什么波形空载电流各呈什么波形,为什么？为什么？n答答:铁心不饱和时，空载电流，电动势和主磁通均成铁心不饱和时，空载电流，电动势和主磁通均成正比正比,若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系(见磁见磁化曲线化曲线)，电动势和主磁通成正比关系，若想得到正，电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。弦波电动势，空载电流应为尖顶波。2/20/20232电机学 第三章 变压器3.8 3.8 当副边有电流产生时，一次绕组必有电流产生当副边有电流产生时，一次绕组必有电流产生大小磁动势去平衡二次绕组产生的磁动势，以维持大小磁动势去平衡二次绕组产生的磁动势，以维持在分析变压器中，可据此从一个已知电流求出另一个电在分析变压器中，可据此从一个已知电流求出另一个电流，并知其电磁本质。流，并知其电磁本质。2/20/20233电机学 第三章 变压器3.93.9因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。数，所以空载损耗近似看成铁耗。而短路时，短路电而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。实际负实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其它损耗。一个是包含有其它损耗。2/20/20234电机学 第三章 变压器3.10 3.10 变压器的其它条件不变，对变压器的其它条件不变，对X X1 1、X Xm m的影响怎样？的影响怎样？仅将一、二次绕组匝数变化仅将一、二次绕组匝数变化1010？如果仅将外施电压变化如果仅将外施电压变化1010，其影响怎样？，其影响怎样？如果仅将频率变化如果仅将频率变化1010，其影响又怎样？，其影响又怎样？U U1 1EE1 1=4.44fN=4.44fN1 1m m（1 1）当）当N N1 1增加增加时时，由于，由于N N1 1m m=常数，因此主磁通常数，因此主磁通，磁路，磁路饱饱和程度和程度，磁磁导导率率增大增大，磁阻磁阻减小，减小，；与磁路与磁路饱饱和和程度无关。程度无关。当当NN1 1=1.1N=1.1N1 1时时，XX11=1.21X=1.21X11，X Xm1m11.21X1.21Xm m；当当NN1 1=0.9N=0.9N1 1时时，XX11=0.81X=0.81X11，X Xm1m10.81X1.1X1.1Xm m；当当ff1 1=0.9f=0.9f1 1时时，XX11=0.9X=0.9X11，X Xm1m10.9X0.9Xm m。U U1 1EE1 1=4.44fN=4.44fN1 1m m2/20/20236电机学 第三章 变压器3.12n答：答：电压：电压：U UN N不变，不变，f f：1.2f1.2fN N 主磁通主磁通m m减小到原来减小到原来1/1.21/1.2。磁磁密密也也将将变变为为原原来来1/1/1.2，磁磁路路饱饱和和程程度度减减小小，磁磁导导率率增增大大，磁磁阻阻减减小小。于于是是，根根据据磁磁路路欧欧姆姆定定律律可可知知,产产生生该该磁磁通通的的激激磁磁电电流流必必将将减减小小。n50Hz50Hz时，时，n60Hz60Hz时，时，n因为，因为，所以铁损耗减小了。，所以铁损耗减小了。漏电抗，漏电抗，因为频率上升，所以原边漏电抗，副边漏电抗增大因为频率上升，所以原边漏电抗，副边漏电抗增大2/20/20237电机学 第三章 变压器又由电压变化率表达式又由电压变化率表达式可知，电压变化率将随可知，电压变化率将随 的增大而增大。的增大而增大。2/20/20238电机学 第三章 变压器3.13 一台额定频率为一台额定频率为50Hz的电力变压器，接到频率为的电力变压器，接到频率为60Hz、电压为额定电压电压为额定电压6/5倍的电网上运行，问此时变压器的空载电倍的电网上运行，问此时变压器的空载电流、励磁电抗、漏电抗及铁耗等将如何变化？流、励磁电抗、漏电抗及铁耗等将如何变化？n答：答：1.1.电压：电压：(6/5)U(6/5)UN N，f f：(6/5)f(6/5)fN N 主磁通主磁通m m不变。不变。2.2.m m不变不变m m不变不变X Xm mfNfN1 12 2m m=6/5 fN=6/5 fN1 12 2m m1.2X1.2Xm m1.1.m m不变不变F F0 0不变，不变，F F0 0=N=N1 1I Im mI Im m(I(I0 0)不变不变2.2.oror（磁阻磁阻)R Rm m=l/=l/S S不变，不变，N N1 1I Im m=R Rm mm mI I0 0不变不变3.3.X X1 1、X X2 2fNfN2 21.2X1.2X1 1 、1.2X1.2X2 2 4.4.铁耗铁耗p pFeFe=I=I0 02 2R Rm mff1.31.3B Bm m2 2uf=6ff=6fN N/5/5时，时，m m不变不变:ppFeFe=(6/5)=(6/5)1.31.3p pFeFe 5.5.R Rm m:p pFeFe=I=I0 02 2R Rm m=(6/5)=(6/5)1.31.3p pFeFe RRm m=(6/5)=(6/5)1.31.3R Rm m2/20/20239电机学 第三章 变压器3.38 3.38 两台两台单单相相变压变压器，器，U U1N1N/U/U2N2N=220/110V=220/110V，一次，一次侧侧匝数相等，匝数相等，但空但空载电载电流流I I0I0I=2I=2I00。今将两。今将两变压变压器的一次器的一次侧绕组顺侧绕组顺极性串极性串联联起来，一次起来，一次侧侧加加440V440V电压问电压问两两变压变压器二次器二次侧侧的空的空载电压载电压是是否相等？否相等？2/20/202310电机学 第三章 变压器U U1N1N/U/U2N2N=220/110V=220/110V，I I0I0I=2I=2I0II0II不相等不相等2/20/202311电机学 第三章 变压器3.39 3.39 有一台单相变压器，有一台单相变压器，U U1N1N/U/U2N2N=220/110V=220/110V。当在高压当在高压侧加侧加220V220V电压时，空载电流为电压时，空载电流为I I0 0，主磁通为，主磁通为。今将。今将X X、a a端联在一起，端联在一起，AxAx端加端加330V330V电压，此时空载电流和主磁通电压，此时空载电流和主磁通为多少？为多少？n典型的绕向标号问题典型的绕向标号问题N N1 1/N/N2 2=2=2n答：将答：将X X、a a端联在一起，端联在一起，AxAx：330V330VU UAXAX=4.44fN=4.44fN1 1=220V;U=220V;Uaxax=4.44fN=4.44fN2 2=110V=110VUUAXAX=U=UAXAX+U+Uaxax=4.44f(N=4.44f(N1 1+N+N2 2)=330V=330V=330/4.44f(3/2)N=330/4.44f(3/2)N1 1=不变不变FFm m(F(F0 0)不变不变FFm m=I=I0 0N N1 1I I0 0N N1 1=I=I0 0(N(N1 1+N+N2 2)=(3/2)I)=(3/2)I0 0N N1 1 II0 0=(2/3)I=(2/3)I0 02/20/202312电机学 第三章 变压器问：若将问：若将X X、x x端联接在一起，在端联接在一起，在AaAa端加端加110V110V电压，则空电压，则空载电流和主磁通又为多少？载电流和主磁通又为多少？U UAXAX=4.44fN=4.44fN1 1=220V;U=220V;Uaxax=4.44fN=4.44fN2 2=110V=110VUUAaAa=U=UAXAX-U-Uaxax=4.44f(1/2)N=4.44f(1/2)N1 1=110V=110V=110/4.44f(1/2)N=110/4.44f(1/2)N1 1=不变不变FFm m不变不变FFm m=I=Im mN N1 1I I0 0N N1 1=I=I0 0(N(N1 1-N-N2 2)=(1/2)I)=(1/2)I0 0N N1 1 II0 0=2I=2I0 02/20/202313电机学 第三章 变压器3.44 解解2/20/202314电机学 第三章 变压器2/20/202315电机学 第三章 变压器习题：一台习题：一台380/220V的单相变压器，如不慎将的单相变压器，如不慎将380V加在加在低压绕组上，会产生什么现象？低压绕组上，会产生什么现象？n答：此时一次、二次绕组电压均超过额定电压的答：此时一次、二次绕组电压均超过额定电压的 倍，即低压电压为倍，即低压电压为380V，而高压侧电压为，而高压侧电压为660V，主磁通增加将近主磁通增加将近2倍。电流过大，发热严重，将损倍。电流过大，发热严重，将损坏变压器的绝缘。坏变压器的绝缘。2/20/202316电机学 第三章 变压器习题：变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，习题：变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，如果取得，其作用是什么？如果取得，其作用是什么？n答：变压器空载运行时，从电网中要吸取有功和无功答：变压器空载运行时，从电网中要吸取有功和无功功率，用于建立主、漏磁场和供给铁心损耗以及铜损功率，用于建立主、漏磁场和供给铁心损耗以及铜损耗。耗。2/20/202317电机学 第三章 变压器一台频率为一台频率为60Hz的变压器接在的变压器接在50Hz的电源上运行，其的电源上运行，其他条件都不变，问主磁通、空载电流、铁损耗和漏抗有他条件都不变，问主磁通、空载电流、铁损耗和漏抗有何变化？为什么？何变化？为什么？n答：相当于频率降低。则主磁通增加，空载电流增加，答：相当于频率降低。则主磁通增加，空载电流增加，铁损耗增加，漏抗减小。铁损耗增加，漏抗减小。2/20/202318电机学 第三章 变压器一台一台220/110V的单相变压器，变比的单相变压器，变比k=N1/N2=2，能否一，能否一次绕组用次绕组用2匝，二次绕组用匝，二次绕组用1匝，为什么？匝，为什么？n答：不能。因为产生一定主磁通所需的磁动势答：不能。因为产生一定主磁通所需的磁动势N1I0是是一定的，当一次绕组匝数太少时（一定的，当一次绕组匝数太少时（N1=2），则导致），则导致I0很大，变压器将被损坏。很大，变压器将被损坏。2/20/202319电机学 第三章 变压器
