电机学习题解答解析.docx

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电机学习题解答解析

第一篇变压器

一、思考题

（一）、变压器原理部分

1、变压器能否用来变换直流电压？

不能。

磁通不变，感应电动势为零，

，

很小，

很大，烧毁变压器。

2、在求变压器的电压比时，为什么一般都用空载时高、低压绕组电压之比来计算？

电压比应为绕组电动势之比，绕组电动势的分离、计算和测量比较困难。

空载时

，

，

很小，一次侧阻抗压降很小，

，所以

，变压器一、二侧电压可以方便地测量，也可以通过铭牌获得。

3、为什么说变压器一、二绕组电流与匝数成正比，只是在满载和接近满载时才成立？

空载时为什么不成立？

，

和满载和接近满载时的

、

相比很小，

，所以

。

空载时，

，比例关系不成立。

4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的？

在忽略

、

和

的情况下得到的。

从一侧看

（

，忽略了

、

。

，忽略了

）。

（二）、变压器结构部分

1、额定电压为

的变压器，是否可以将低压绕组接在

的交流电源上工作？

不允许。

（1）此时，

，

，一、二侧电压都超过额定值1.65倍，可能造成绝缘被击穿，变压器内部短路，烧毁变压器。

（2）

，磁通超过额定值1.65倍，磁损耗过大，烧毁变压器。

2、变压器长期运行时，实际工作电流是否可以大于、等于或小于额定电流？

等于或小于额定电流。

铜耗和电流平方成正比，大于额定电流时，铜耗多大，发热烧毁变压器。

3、变压器的额定功率为什么用视在功率而不用有功功率表示？

因变压器的有功功率是由交流负载的大小和性质决定的。

（三）、变压器运行部分

1、试根据T型等效电路画出变压器空载时的等效电路。

略

2、变压器在空载和轻载运行时，可否应用简化等效电路？

不可以，简化等效电路，

，空载时，

不为零，

为零。

轻载时，从

上看，

、

不大和

（

为一次绕组加额定电压，二次侧空载时的一次侧电流，和轻载时的

基本相等）相差的不多，

不成立，不能用简化等效电路。

3、试根据简化等效电路画出简化相量图。

略

（四）、变压器参数测定部分

1、为什么说

不变，则铁损耗不变？

，

不变，

不变，

不变，

不变。

2、

需从室温值换算至

值，而

为什么不需要换算？

时一、二次侧绕组电阻，和温度有关，必须换算至变压器稳定工作时的温度

。

等效磁损耗，

只和磁路的饱和程度有关，与温度无关。

3、变压器在额定电压下进行空载试验和在额定电流下进行短路试验时，电压=加在高压侧测得的

和

与电压加在低压侧测得的结果是否相同？

相同。

空载试验，电压都为额定电压（

），磁通为额定磁通，不变，

不变。

短路试验，电流为额定电流，另一侧的电流也为额定电流，

不变。

（五）、变压器运行特性部分

1、电压调整率与那些因素有关？

是否会出现负值？

与一、二侧绕组漏阻抗、负值大小和负值性质有关。

容性负值时会出现负值，随着负载的增加二次侧电压升高。

2、最大效率、额定效率和实际效率有何区别？

负值系数

最大效率是指变压器可变损耗与不变损耗相等时的效率，也就是运行时的最高效率，理想效率，

，电器使用人员为了安全起见，变压器一般都欠载运行，效率接近最大效率；额定效率是指变压器满载时的效率，

，额定效率小于或等于最大效率，综合指标最好；实际效率是指变压器运行和维修等方面的综合效率。

（六）、三相变压器联接组部分

1、联接组为Y，d5的三相变压器，其高压绕组线电动势与对应的低压绕组的线电动势的相位差是多少？

谁滞后谁？

谁超前谁？

相位差为300×5=1500，低压绕组线电动势滞后高压绕组线电动势，高压绕组线电动势超前低压绕组线电动势。

2、如果已知联接组，你能否画出绕组的连接图？

能。

二、习题

1、一台单相变压器在铁芯叠装时，由于硅钢片剪裁不当，叠装时接缝处留有较大的缝隙，那么此台变压器的空载电流将。

（选填：

①减小；②增加；③不变）

，电压不变，磁通不变。

，叠装时接缝处留有较大的缝隙，磁阻增加，要保持磁通不变，空载电流增加。

2、一台单相变压器，额定电压为

。

现将原边接在电压为

的电源上，变压器等效电路中的励磁阻抗则。

（选填：

①不变；②变大；③变小）

，磁通增加，磁路饱和程度增加，励磁阻抗变小。

3、一台变比

的变压器，从低压侧做空载试验求得的励磁阻抗为

，那么，高压边的励磁阻抗值是。

（选填：

①16；②1600；③0.16）

高压边的励磁阻抗值

4、变压器的额定容量

，空载损耗

，如果电压下降10%，变压器的空载损耗将为。

，

，电压下降10%，磁通及磁通密度下降10%，空载损耗为21×0.92=17.01kW。

5、磁路线性的两台变压器，

，一次侧匝数相等（漏阻抗不计，且激磁阻抗角相等），当一次侧分别接在220V电源上，测得的空载电流甲台为0.4A，乙台为0.1A，则其空载激磁阻抗甲台为

，乙台为

。

今将两变压器原边顺极性串联后接在440V的电源上，二次侧空载，这是甲台变压器的一次侧电压为V，二次侧电压为V；乙台变压器的一次侧电压为V，二次侧电压为V。

，

，

，

，

6、一台单相变压器，额定电压

，当一次侧接到220V、50Hz交流电源后，二次绕组开路，铁芯中的磁通为

；若将一次绕组接到110V、25Hz交流电源后，二次绕组开路，铁芯中的磁通为

；则。

（选填：

①

＞

；②

=

；③

＜

）

，25Hz时，漏阻抗减小，漏抗压降减小，此时的E1相对较大，

＜

。

7、一台单相变压器进行空载试验，当高压侧加额定电压进行测量，或低压侧加额定电压进行测量，所测得损耗。

（选填：

①不相等且相差较大；②折算后相等；③相等）

空载试验测得的是磁损耗，两侧加的是对应的额定电压，磁通相同，磁损耗相等。

8、若将一台单相变压器的一、二次绕组的匝数同时减少10%，变比将，空载电流将，空载损耗将。

不变，增加，增加

9、变压器的短路损耗为。

（选填：

①全部为铜耗；②全部为铁耗；③主要为铜耗）

10、若电源电压不变，变压器产生的主磁通

，在空载和负载时，其值。

（选填：

①完全相等；②基本不变；③根本不同）

11、引起单相变压器的空载电流中的三次谐波电流分量的原因。

（选填：

①二次侧没有负载；②磁路的饱和效应；③电源中有三次谐波电压分量；④磁路不对称）

12、一台单相变压器，当一次侧电压降至额定电压一半时，变压器等效电路中的励磁电抗

。

（选填：

①不变；②变大；③变小）

13、如果电源电压为平顶波形，将此电压施加于一台单相变压器，此时该变压器铁芯中的磁通波形为。

（选填：

①尖顶波；②平顶波；③正弦波）

14、一台变压器的额定频率为50Hz，如接在直流电源上，其电压大小和铭牌电压一样，此时原绕组中电流。

（选填：

①不变；②变大；③变小）

15、一台变压器的额定频率为50Hz，如接到60Hz的电源上，且额定电压的数值相等，则此变压器铁芯中的磁通。

（选填：

①减少；②不变；③增加）

16、一台单相变压器，原绕组有100匝，外施额定电压为100V，在离末端10匝处发生短路，此时电源流入的电流。

（选填：

①很大，达到不允许的值；②较大，但还允许；③不大）

17、变压器在空载时，线路电压增加，铁芯损耗将。

（选填：

①增加；②不变；③减小）

18、一台变压器的高压绕组有两个可串联也可并联的绕组组成。

当它们串联并施加以2200V、50Hz的电压时，空载电流为0.3A，空载损耗为140W。

如果将它们改为并联并施加以1100V、50Hz的电压，试求此时的空载电流和空载损耗。

解：

空载损耗为磁损耗

串联：

并联：

，磁损耗不变140W。

磁通相同，磁动势相等。

，

19、一台三相变压器的额定值为

，

，

接法，空载损耗

，短路损耗

。

试求：

（1）当输出电流

，

时的效率；

（2）效率最大时的负载系数

。

解：

（1）

，

（2）

20、某容量为100kVA、额定电压

、频率为50Hz的单相变压器，测得空载与短路试验结果如下：

（1）空载试验：

低压侧加220V电压，测得空载电流

，空载损耗

；

（2）短路试验：

电压加在高压侧，使电流达到额定值，测得

，负载损耗

。

设

，

，试求：

（1）折算到高压侧的

、

、

、

、

、

及

、

；

（2）

时的最大效率。

解：

，

（1）空载试验：

，

折算到高压侧

，

短路试验：

，

，

。

（2）

21、一台三相变压器，

接法，

，

，空载及短路试验数据如下：

试验名称

线电压/V

线电流/A

三相功率/W

备注

空载试验

6000

6

9000

电压加在低压侧

短路试验

675

433

28000

电压加在高压侧

试求超载25%且

（滞后）时电压变化率及效率。

解：

短路试验：

，

22、Y/Y联接的三相变压器组，在空载运行时，由于，使相电压增大，有害于变压器的正常运行。

（选填：

①有三次谐波电流通过；②有三次谐波磁通通过；③有三次谐波感应电动势）

一次绕组Y接，没有三次谐波电流，励磁电流为正弦波，由于磁路的饱和，磁通为平顶波，含有三次谐波磁通，并感应产生三次谐波感应电动势。

23、对于三相变压器，允许通过三相平顶波形主磁通的磁路系统是。

（选填：

①三相心式变压器；②三相组式变压器）

平顶波有三次谐波磁通，即允许三次谐波磁通通过。

24、消除三相心式变压器中的三次谐波磁通的主要方法是。

（选填：

①采用

联接；②采用

联接；③采用

联接）

25、

联接的组式变压器，相电动势的波形是。

（选填：

①正弦波；②尖顶波；③平顶波）

一次绕组Y接，没有三次谐波电流，励磁电流为正弦波，由于磁路的饱和，磁通为平顶波，含有三次谐波磁通，并感应产生三次谐波感应电动势，和基波电动势叠加后，相电动势为尖顶波。

26、某三相电力变压器

联接，其励磁电流的数值应该是。

（选填：

①28.87A；②50A；③2A；④10A）

励磁电流占额定电流10%左右。

27、某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，

越高，则

。

（选填：

①副边电压变化率越大，效率越高；②副边电压变化率越大，效率越低；③副边电压变化率越小，效率越低；④副边电压变化率越小，效率越高）

通常

＞

，

越高，

越低，副边电压变化率越小，效率越高。

28、为了得到随时间正弦变化的感应电动势，变压器当铁芯饱和时，空载电流应呈波形。

尖顶

29、

联接的三相变压器组，如外施电压为正弦波，空载时原绕组中励磁电流为

波形，磁通为波形，副边相电动势为波形，副边线电动势为波形。

原绕组中励磁电流为正弦波；磁通为平顶波；副边相电动势为尖顶波，副边线电动势为正弦波。

30、

联接的三相变压器，在空载运行时，发现相电压过高，相电压过高的原因是。

此三相变压器为组式变压器，磁路彼此独立，三次谐波磁通可以沿着基波磁通路径流通，三次谐波电动势较大，和基波电动势叠加后使相电压过高。

31、某

联接的三相变压器，原边接到额定电压的三相电源上，且空载运行。

此时将副边的

打开一角，测量开口处的电压，然后将

闭合，再测量其中的电流。

当此三相变压器是组式或心式时，所测电压值，所测电流值。

（选填：

完全相同