磁路与变压器习题作业讲解.ppt

磁磁 路路 电机学习题课电机学习题课 1 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 1-1 1-1 磁路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势磁路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势 同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？ l磁路的基本定律有：安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联 定律和并联定律 。 l当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，分为两种情况考虑：当铁 心不饱和时，可以采用叠加原理; 当铁心饱和时，因为磁路是非线 性的，存在饱和现象,磁化曲线不再是一条直线，磁导率是变化的 ，H和B呈非线性关系，故不能采用叠加原理。 2 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 1-21-2基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计 算时用的是哪一种磁化曲线？算时用的是哪一种磁化曲线？ l起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化， 所得的B=f（H）曲线； l基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化 ，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得 的曲线。二者区别不大。 l磁路计算时用的是基本磁化曲线。 3 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 1-3 1-3 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？ 它们各与哪些因素有关？它们各与哪些因素有关？ 4 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 1-4 1-4 如图所示铁心线圈，线圈如图所示铁心线圈，线圈A A为为100100匝，通入电流匝，通入电流1.5A1.5A，线线 圈圈B B 为为5050匝，通入电流匝，通入电流1.0A1.0A，铁心截面积均匀，求铁心截面积均匀，求PQPQ两点间两点间 的磁位降。（习题的磁位降。（习题1-81-8） 注意：磁动势的方向与磁压降的方向相反，注意：磁动势的方向与磁压降的方向相反， 与电路中电动势与电压方向相反类同与电路中电动势与电压方向相反类同 5 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 解二：本题不考虑饱和问题，可采用叠加原理进行求解。解二：本题不考虑饱和问题，可采用叠加原理进行求解。 当当i1i1单独作用时单独作用时 6 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 当两个电流同时作用时，当两个电流同时作用时， 7 第第2 2章章 变压器变压器 电机学习题课电机学习题课 8 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-1 2-1 在下图中，当给线圈外加正弦电压在下图中，当给线圈外加正弦电压 u u1 1 时，线圈内时，线圈内 为什么会感应出电势？当电流为什么会感应出电势？当电流i i 1 1 增加和减小时，分别增加和减小时，分别 算出感应电势的实际方向。算出感应电势的实际方向。 l答：在W1中外加u1时在 W1 中产生交变电流i1， i1在W1中产生交变磁通 ，通过W2在W2中和 W1中均产生感应电势e2 和e1 ，当i1增加时e1从b 到a， e2从d 到c，当i1 减少时e1从a到b， e2从 c 到d。 9 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-2 2-2 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载 和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？ l答：主磁通 经过铁心形成闭合回路，与一、二次绕组 同时交链并在其中产生感应电动势，是变压器实现能量 转换与传递的媒介。它也是变压器的工作磁通，占总磁 通的绝大部分。 l漏磁通 主要沿非铁磁材料闭合，仅与一次或二次绕组 之一相交链，并在其中感应电动势。它只起漏抗压降的 作用而不能传递能量，在总磁通中只占很小一部分。 l主磁通由一、二次绕组的磁动势共同产生；漏磁通仅由 一次或二次绕组的磁动势独自产生。 10 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery l空载时，由于 l负载时，二次绕组中将有电流流过，同时，一次绕组中的电二次绕组中将有电流流过，同时，一次绕组中的电 流将由空载电流变为负载电流，由于一次绕组的漏抗压降很流将由空载电流变为负载电流，由于一次绕组的漏抗压降很 小，故负载时上式仍成立，故负载时的主磁通约等与空载时小，故负载时上式仍成立，故负载时的主磁通约等与空载时 的主磁通。的主磁通。 所以，主磁通与端电压、电源频率和一次 绕组匝数有关。 11 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-3 2-3 一台一台60Hz60Hz的变压器接到的变压器接到50Hz50Hz的电源上运行时，若额定电的电源上运行时，若额定电 压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化？（习题压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化？（习题2-22-2 ） 分析思路：列出与激磁电流、铁耗、漏抗相关的式子，分析当 频率变化时，各个式子中相应量的变化，从而得出所求量的 变化趋势。 首先分析激磁电流首先分析激磁电流 额定电压额定电压U U不变不变感应电动势感应电动势E E不变不变 由磁化曲线可知由磁化曲线可知 12 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 对于铁耗对于铁耗 对于漏抗对于漏抗 故漏抗减小故漏抗减小 故铁耗增大故铁耗增大 13 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-4 2-4 利用利用T T型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次 和二次侧电压、电流和损耗、功率是否均为实际值，为和二次侧电压、电流和损耗、功率是否均为实际值，为 什么？什么？ l当归算到一次侧时，算出的一次侧电压、电流为实际值， 二次侧电压、电流为归算值，其实际值应为 l当归算到二次侧时，算出的二次侧电压、电流为实际值， 一次侧电压、电流为归算值，其实际值应为 14 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 无论归算到哪一侧，算出的损耗和功率都为实际值。无论归算到哪一侧，算出的损耗和功率都为实际值。 l l 以归算到一次侧为例以归算到一次侧为例 ，因为一次侧均为实际值，所以功，因为一次侧均为实际值，所以功 率和损耗为实际值，对二次侧而言，率和损耗为实际值，对二次侧而言， 15 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-5 2-5 一台一台110V/200V110V/200V的变压器，若误接到的变压器，若误接到110V110V直流电直流电 源上，将会产生什么后果？源上，将会产生什么后果？ 16 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-6 2-6 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算 ？归算是在什么条件下进行的？归算是在什么条件下进行的？ l答：折算原因：将复杂的电磁耦合问题简化为单纯的 电路问题；把没有直接联系的一次和二次绕组，在电 路上连接起来；得到等效电路，便于分析与求解。 l折算条件：折算前后，变压器的电磁效应不改变；变 压器的功率大小也不改变 ；变压器的物理本质也不应 改变 l折算方法：我们可以将二次侧等效为用一个与一次侧 匝数N1相同的绕组来等效替代。折算以后，两侧匝数 相等， ,原来的磁势平衡方程 变成了 ，两侧的等效电路 就可以合并了。 17 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 18 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 19 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery U2 U1 I1 I2 Im E1 =E2 （2 2） 用用T T型等效电路计算型等效电路计算 20 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 21 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 用简化等效电路计算用简化等效电路计算 U2 U1 I1 I2 22 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-18 2-18 在图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心上在图中，各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心上 。已知。已知A A、B B、C C为正相序，试判断联结组为正相序，试判断联结组a a和和b b的组号的组号. . UA A B UB C UC UAB UBC UCA Y,d7Y,d7 23 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-18 2-18 判断联结组的组别判断联结组的组别(b)(b) UA A B UB C UC UAB UBC UCA Y,d7Y,d7 24 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2-19 2-19 变压器在额定电压下进行开路试验和额定电流下进行短变压器在额定电压下进行开路试验和额定电流下进行短 路试验时，电压加在高压侧所测得的路试验时，电压加在高压侧所测得的P P 0 0 和和P P k k , ,与电压加在低与电压加在低 压侧所测得的结果是否一样？压侧所测得的结果是否一样？ 25 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 26 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 27 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 当第一台变压器达到额定负载时，即当第一台变压器达到额定负载时，即S S 1 1 * * =1=1时时 28 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 29 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 补充题补充题 1. 1. 变压器的变压器的R R k k 、X X k k 、R Rm m、 、X Xm m各代表什么物理意义？磁路饱 各代表什么物理意义？磁路饱 和是否对和是否对R Rm m、 、X Xm m有什么影响？ 有什么影响？ 30 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 31 电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 2. 2. 变压器的其他条件不变，在下列情况下，变压器的其他条件不变，在下列情况下， X X 11， ，X Xm m