1、3/17/20221习题及解答3/17/2022电机学 第三章 变压器23.7 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
2、，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。3/17/2022电机学 第三章 变压器33.10 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 X11、X Xm m的影响怎样？的影响怎样？n 仅将一、二次绕组匝数变化仅将一、二次绕组匝数变化1010？n 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？n 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增加时，由于增加时，由于N N
3、1 1m m= =常数，因此主磁通常数，因此主磁通，磁路饱，磁路饱和程度和程度，L Lm m；L L11与磁路饱和程度无关，与磁路饱和程度无关，L L11不变。不变。 当当N N 1 1=1.1N=1.1N1 1时，时，X X 11=1.21X=1.21X11，X Xm1m11.21X1.21Xm m； 当当N N 1 1=0.9N=0.9N1 1时，时，X X 11=0.81X=0.81X11，X Xm1m10.81X1.1X1.1Xm m； 当当f f 1 1=0.9f=0.9f1 1时，时，X X 11=0.9X=0.9X11，X Xm1m10.9X00o o）及短路三种情况下，下面各量
4、的大小（需计及漏阻抗压降）及短路三种情况下，下面各量的大小（需计及漏阻抗压降）: :（1 1）二次电压）二次电压U U2 2；（；（2 2）一次主电动势）一次主电动势E E1 1；（；（3 3）铁心磁通密）铁心磁通密度度B Bm m。n 答：答： （1）U2空空U2满满U2短短=0 （2）E1空空E1满满E1短短 （3）Bm空空Bm满满Bm短短 3/17/2022电机学 第三章 变压器22一台一台220/110220/110伏的单相变压器伏的单相变压器, ,试分析当高压侧加额定电压试分析当高压侧加额定电压220220伏时伏时, ,空载电流空载电流I I0 0呈什么波形呈什么波形 加加11011
5、0伏时载电流伏时载电流I I0 0呈什么呈什么波形波形, ,若把若把110110伏加在低压侧伏加在低压侧,I,I0 0又呈什么波形又呈什么波形n 答答: :变压器设计时变压器设计时, ,工作磁密选择在磁化曲线的膝点工作磁密选择在磁化曲线的膝点( (从不从不饱和状态进入饱和状态的拐点饱和状态进入饱和状态的拐点),),也就是说也就是说, ,变压器在额定变压器在额定电压下工作时电压下工作时, ,磁路是较为饱和的磁路是较为饱和的. . 高压侧加高压侧加220V,220V,磁密为设计值磁密为设计值, ,磁路饱和磁路饱和, ,根据磁化曲线根据磁化曲线, ,当当磁路饱和时磁路饱和时, ,励磁电流增加的幅度比
6、磁通大励磁电流增加的幅度比磁通大, ,所以空载电流所以空载电流呈尖顶波呈尖顶波. . 高压侧加高压侧加110V,110V,磁密小磁密小, ,低于设计值低于设计值, ,磁路不饱和磁路不饱和, ,根据磁化根据磁化曲线曲线, ,当磁路不饱和时当磁路不饱和时, ,励磁电流与磁通几乎成正比励磁电流与磁通几乎成正比, ,所以所以空载电流呈正弦波空载电流呈正弦波. .低压侧加低压侧加110V,110V,与高压侧加与高压侧加220V220V相同相同, , 磁密为设计值磁密为设计值, , 磁磁路饱和路饱和, ,空载电流呈尖顶波空载电流呈尖顶波. .3/17/2022电机学 第三章 变压器23习题：有一台习题：有
7、一台Yd联接的三相变压器，一次侧（高压方）加上联接的三相变压器，一次侧（高压方）加上对称正弦电压，试分析：对称正弦电压，试分析： （1）一次侧电流中有无）一次侧电流中有无3次谐波？次谐波？ （2）二次侧相电流和线电流中有无）二次侧相电流和线电流中有无3次谐波？次谐波？ （3）主磁通中有无）主磁通中有无3次谐波？次谐波？ （4）一次侧相电压和线电压中有无）一次侧相电压和线电压中有无3次谐波？二次侧相电次谐波？二次侧相电压和线电压中有无压和线电压中有无3次谐波？次谐波？n 一次侧线电流中没有三次谐波一次侧线电流中没有三次谐波n 二次侧相电流中有，形成环流。线电流中无三次谐波。二次侧相电流中有，形成
8、环流。线电流中无三次谐波。n D的三次谐波电流处于短路状态，去磁作用很强，谐波的三次谐波电流处于短路状态，去磁作用很强，谐波很小。很小。n 一二次侧相电势中存在三次谐波，但数值很小。一次侧一二次侧相电势中存在三次谐波，但数值很小。一次侧相电压中存在三次谐波（值很小），线电压中没有；二相电压中存在三次谐波（值很小），线电压中没有；二次侧相电压中有很小的三次谐波，线电压中没有；次侧相电压中有很小的三次谐波，线电压中没有；3/17/2022电机学 第三章 变压器24习题：习题：Yd连接的三相变压器组，一台变压器的一次或二连接的三相变压器组，一台变压器的一次或二次绕组绕反向了，绕组标号照旧，会产生什么
9、后果？次绕组绕反向了，绕组标号照旧，会产生什么后果？n 这时绕组绕反的那一相电动势将反相，从而使得三角这时绕组绕反的那一相电动势将反相，从而使得三角形闭合回路中三相基波电动势之和为相电动势的两倍，形闭合回路中三相基波电动势之和为相电动势的两倍，会在三角形回路中产生很大的环流，烧坏变压器。会在三角形回路中产生很大的环流，烧坏变压器。3/17/2022电机学 第三章 变压器25有一台单相变压器，额定容量为有一台单相变压器，额定容量为5kVA，高、低压绕组均由两个，高、低压绕组均由两个线圈组成，高压边每个线圈的额定电压为线圈组成，高压边每个线圈的额定电压为1100V，低压边每个线圈，低压边每个线圈的
10、额定电压为的额定电压为110V，现将它们进行不同方式的联结。试问：可得，现将它们进行不同方式的联结。试问：可得几种不同的变比？每种联结时，高、低压边的额定电流为多少？几种不同的变比？每种联结时，高、低压边的额定电流为多少？ n 解：可有四各种不同方式的联结，三种不同的变比解：可有四各种不同方式的联结，三种不同的变比3/17/2022电机学 第三章 变压器263.47 3.47 某单相变压器数据如下：某单相变压器数据如下：S SN N=2kVA=2kVA，U U1N1N/U/U2N2N=1100 =1100 /110V, /110V, N N=50H=50Hz z, ,短路阻抗短路阻抗Z ZS
11、S=(8+j28.91)=(8+j28.91)，额定电压时空载电流额定电压时空载电流İ0 0=(0.01-j0.09)A=(0.01-j0.09)A，负载阻抗负载阻抗Z ZL L=(10+j5)=(10+j5)。试求试求: :（1 1）变压器近）变压器近似等效电路，各参数用标么值表示；（似等效电路，各参数用标么值表示；（2 2）一、二次额定电流及二）一、二次额定电流及二次电压；（次电压；（3 3）输入功率、输出功率。）输入功率、输出功率。 （1 1）变压器近似等效电路参数标么值）变压器近似等效电路参数标么值 3/17/2022电机学 第三章 变压器273/17/2022电机学 第三章 变压器2
12、83/17/2022电机学 第三章 变压器293/17/2022电机学 第三章 变压器303.50 一台三相变压器一台三相变压器, SN=5600kVA，U1N/U2N=35/6.3kV， Y，d联联结，结，N=50Hz，在高压侧做短路试验得，在高压侧做短路试验得US=2610V，IS=92.3A，PS=53kW。当。当U1= U1N、I2=I2N时，测得二次端电压恰为额定值，即时，测得二次端电压恰为额定值，即U2= U2N，求此时负载的功率因数角，并说明负载的性质（不考虑，求此时负载的功率因数角，并说明负载的性质（不考虑温度换算）。温度换算）。 3/17/2022电机学 第三章 变压器31两
13、台并联运行的变压器两台并联运行的变压器 SN3150kVA，uk7.3， SN4000kVA， uk7.6，联结组和变比相同。，联结组和变比相同。1)设两台变压器并联运设两台变压器并联运行时总负载为行时总负载为6900kVA，求每台变压器承担的负载大小。，求每台变压器承担的负载大小。2)在不允在不允许任何一台变压器过载的情况下，并联变压器组最大输出负载。并许任何一台变压器过载的情况下，并联变压器组最大输出负载。并联组的利用率是多少联组的利用率是多少? 解得解得I =0.987，II =0.987，则，则 SI =ISNI=0.9873150=3110kVA SII =IISNII=0.9484000=3790kVA3/17/2022电机学 第三章 变压器32由于短路电压小的变压器负载系数大，因此必先达到满由于短路电压小的变压器负载系数大，因此必先达到满载，设载，设I =1则则 S=ISNI+IISNII =13150+0.9614000=6992kVA利用率利用率:S/（ISNI+IISNII ）=6992 /（3150+4000）=0.978
