华科大辜承林主编《电机学》课后习题答案

内容发布更新时间 : 2025/1/11 2:29:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第三章 变压器

3.1 变压器有哪几个主要部件?各部件的功能是什么? 变压器的主要部件:

铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路

油箱:加强散热,提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3.2 变压器铁心的作用是什么?为什么要用厚0.35mm、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心? 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗.

3.3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中?

因变压器油绝缘性质比空气好,所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度.

3.4 变压器有哪些主要额定值?一次、二次侧额定电压的含义是什么? 额定值 I1N,I2N,U1N,U2N,SN,fN

U1N:一次绕组端子间电压保证值

U2N:空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压

3.5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同?在等效电路中是怎样反映它们的作用的?

主磁通:同时交链一次,二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使

E1E2?N1N2?k,实现变压功能

E1和二次电

漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通,

压U2的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用Zm反应磁通的作用,用x1?,x2?反应漏磁通的作用

3.6 电抗X1?、Xk、Xm的物理概念如何?它们的数据在空载试验、短路试验及正常负

载运行时是否相等?为什么定量计算可认为Zk和Zm是不变的?Zk的大小对变压器的运行性能有什么影响?在类变压器Zk的范围如何?

??x1?:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大,因此x1?很小,因为空气的磁导率为常数,

∴x1?为常数

xk?x1??x2?叫短路电抗

xm:对应于主磁通,主磁通所走的磁路是闭合铁心,其磁阻很小,而电抗与磁阻成反比,因此xm很大.另外,铁心的磁导率不是常数,它随磁通密度的增加而变小,磁阻与磁导率成反比,

所以励磁电抗和铁心磁导率成正比

由于短路时电压低,主磁通小,而 负载试验时加额定电压,主磁通大,所以短路试验时xm比空载试验时的xm大.正常负载运行时加额定电压,所以主磁通和空载试验时基本相同,即负载运行时的励磁电抗与空载试验时基本相等,x1?,xk在空载试验,断路试验和负载运行时,数值相等,

KZK?RK?jXK?(1R?ZK?UIK叫短路阻抗

2R)?(jx?1??2x)是常数∴不变(R1,R2随温

度变化)

Zm?E1I0?4.44fN1?m2I0N1?2?fN21Rm(见背面)

3.7 为了得到正弦感应电动势,当铁心不饱和与饱和时,空载电流应各呈何种波形?为什么?

铁心不饱和时,空载电流?与成正比,如感应电势成正弦,则?也为正弦变化,∴i0也为正弦

铁心饱和时: i0为尖顶波,见P123图3.8

3.8 试说明磁动势平衡的概念极其在分析变压器中的作用?

一次电流I1产生的磁动势F1和二次电流I2产生的磁动势F2共同作用在磁路上,等于磁通乘磁组,即 F1?F2??mRm?

其中?是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度,实际铁心的Rm很小,而Rm?0,则F1?F2?0,即F1??F2这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相量的大小

I?N2I2即kI1?I2或I1?k2

相等,方向相反,二次电流增大时,一次电流随之增大. 当仅考虑数量关系

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