电机与电气控制技术 许翏 课后答案

唐山科技职业技术学院教案用纸 第 1 页 机电工程系 第一章第一章 变压器变压器 1 11 1 在分析变压器时 对于变压器的正弦量电压 电流 磁通 感应电动势的在分析变压器时 对于变压器的正弦量电压 电流 磁通 感应电动势的 正方向是如何规定的 正方向是如何规定的 答 1 电源电压正方向与其电流 正方向采用关联方向 即两者正方向一致 U I 2 绕组电流 产生的磁通势所建立的磁通 这二者的正方向符合右手螺旋定 I 则 3 由交变磁通 产生的感应电动势产 二者的正方向符合右手螺旋定则 即 它的正方向与产生该磁通的电流正方向一致 1 21 2 变压器中的主磁通和漏磁通的性质和作用是什么 变压器中的主磁通和漏磁通的性质和作用是什么 答 交变磁通绝大部分沿铁心闭合且与一 二次绕组同时交链 这部分磁通称 为主磁通 另有很少的一部分磁通只与一次绕组交链 且主要经非磁性材料 而闭合 称为一次绕组的漏磁通 根据电磁感应定律 主磁通中在一 二次 1 绕组中分别产生感应电动势和 漏磁通 只在一次绕组中产生感应电 1 E2 E 1 动势 称为漏磁感应电动势 二次绕组电动势对负载而言即为电源电动1 E2 E 势 其空载电压为 20 U 1 31 3 变压器空载运行时 空载电流为何很小 变压器空载运行时 空载电流为何很小 答 变压器空载运行时 原边额定电压不仅降落在原边电阻 r1上 而且还有漏 磁压降 还有主磁通产生的压降 由于 很大 或者说 Zm rm jxm很大 致使 1 E 励磁电流很小 1 41 4 一台单相变压器 额定电压为一台单相变压器 额定电压为 220V220V 110V110V 如果将二次侧误接在 如果将二次侧误接在 220V220V 电电 源上 对变压器有何影响 源上 对变压器有何影响 答 副边励磁电流将非常非常大 因为原边接额定电压时主磁通 m为设计值 铁心磁路接近饱和 最大磁密 Bm接近饱和值 这时副边电压为 U2 E2 即 E2 110V 不慎把到边接到 220V 时 副边漏阻抗也很小 电压与电势近似相等 因此有 E2 U2 220V 与原边接 220V 时相比 副边电势大小增大到原来的二倍 我们知道 E2 4 44fw2 m因此 m也增大到原来的二倍 磁密 Bm也增大到原 来的二倍 正常运行时 Bm已到了磁化曲线的拐弯点 Bm增加一倍 励磁磁动势 将急剧增加 励磁电流由副边提供 励磁电流非常大 会数倍于额定电流 l 5l 5 一台单相变压器 额定容量一台单相变压器 额定容量 S SN N 250kV A250kV A 额定电压 额定电压 U U1N 1N U U2N 2N 10kV10kV 0 4kV0 4kV 试求一 二次侧额定电流为 试求一 二次侧额定电流为 I I1N 1N I I2N 2N 解 原边额定电流 唐山科技职业技术学院教案用纸 第 2 页 机电工程系 I1N SN U1N 250 10 25A 副边额定电流 I2N SN U2N 250 0 4 625A 1 61 6 有一台三相变压器 有一台三相变压器 S SN N 250Kv A250Kv A U U1N 1N U U2N 2N 6kV6kV 0 4kV0 4kV YynYyn 联结 求联结 求 一 二次绕组的额定电流 一 二次绕组的额定电流 解 原边额定电流 I1N SN U1N 250 6 24A33 副边额定电流 I1N SN U2N 250 0 4 361A33 1 71 7 有一台三相变压器 有一台三相变压器 S SN N 5000kV A5000kV A U U1N 1N U U2N 2N 10 5kV10 5kV 6 3kV6 3kV YdYd 联结 联结 求一 二次绕组的额定电流 求一 二次绕组的额定电流 解 原边额定电流 I1N SN U1N 5000 10 5 275A33 副边额定电流 I1N SN U2N 5000 6 3 458 2A33 1 81 8 如图如图 l 28l 28 为变压器出厂前的为变压器出厂前的 极性极性 试验 在试验 在 A XA X 间加电压 将间加电压 将 X X x x 相相 连 测连 测 A A a a 间的电压 设定电压比为间的电压 设定电压比为 220V220V 110V110V 如果 如果 A A a a 为同名端 电压为同名端 电压 表读数是多少 如表读数是多少 如 A A a a 为异名端 则电压表读数又应为多少为异名端 则电压表读数又应为多少 解 A a 为同名端 电压表读数是 110V A a 为异名端电压表读数是 330V 1 91 9 试用相量图判断图试用相量图判断图 1 291 29 的联结组号 的联结组号 解 Yd11 唐山科技职业技术学院教案用纸 第 3 页 机电工程系 1 101 10 有一台三相变压器 其一 二次绕组同名端及标志如图有一台三相变压器 其一 二次绕组同名端及标志如图 1 301 30 所示 试把所示 试把 该变压器联结成该变压器联结成 Yd7Yd7 和和 Yy4Yy4 解 1 111 11 三相变压器的一 二次绕组按图三相变压器的一 二次绕组按图 l 31l 31 所示联结 试画出它们的线电动势所示联结 试画出它们的线电动势 相量图 并判断其联结组别 相量图 并判断其联结组别 解 a Y 7 b Y Y 4 c Y 9 d 9 1 l21 l2 三相变压器并联运行条件是什么 为什么 三相变压器并联运行条件是什么 为什么 答 变压器并联运行的条件 1 并联运行的各台变压器的额定电压与电压比要相等 否则 并联变压器 未带上负载前 即空载时 其一 二次绕组内都产生环流 2 并联运行变压器的联结组别必须相同 如果不相同 将引起两台并联变 压器二次绕组线电压相位不同 致少使其相位差为 300 由此产生很大的电压差 于是在变压器二次绕组中产生很大的空载环流 3 并联运行的各变压器的短路阻抗的对应值要相等 这样才能在带上负载 时 各变压器所承担的负载按其容量大小成比例分配 防止其中某合过载或欠 载 使并联组的容量得到充分发挥 l 13l 13 自耦变压器的主要特点是什么 它和普通双绕组变压器有何区别 自耦变压器的主要特点是什么 它和普通双绕组变压器有何区别 答 自耦变压器的主要特点是一 二次绕组共用一个绕组 普通双绕组变压器 其一 二次绕组是两个独立的绕组 它们之间只有 磁的联系 而没有电的直接联系 l l4l l4 仪用互感器运行时 为什么电流互感器二次绕组不允许开路 而电压互感仪用互感器运行时 为什么电流互感器二次绕组不允许开路 而电压互感 器二次绕组不允许短路 器二次绕组不允许短路 答 1 电流互感器运行时二次绕组绝不许开路 若二次绕组开路 则电流互感 Yd7Yy4 唐山科技职业技术学院教案用纸 第 4 页 机电工程系 器成为空载运行状态 此时一次绕组中流过的大电流全部成为励磁电流 铁心 中的磁通密度猛增 磁路产生严重饱和 一方面铁心过热而烧坏绕组绝缘 另 一方面二次绕组中因匝数很多 将感应产生很高的电压 可能将绝缘击穿 危 及二次绕组中的仪表及操作人员的安全 为此 电流互感器的二次绕组电路中 绝不允许装熔断器 在运行中若要拆下电流表 应先将二次绕组短 2 电压互感器在运行时二次绕组绝不允许短路 否则短路电流很大 会 将互感器烧坏 为此在电压互感器二次侧电路中应串联熔断器作短路保护 l 15l 15 电弧焊对弧焊变压器有何要求 如何满足这些要求 电弧焊对弧焊变压器有何要求 如何满足这些要求 答 l 为保证容易起弧 空载电压应在 60 75V 之间 为操作者安全 最高空 载电压应不大于 85V 2 负载运行时具有电压迅速下降的外特征 如图 l 25 所示 一般在额定 负载时输出电压在 30V 左右 3