电机与拖动MATALB习题答案--变压器

0-1 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别？磁路计算时用哪种磁化曲线？

基本磁化曲线是铁磁材料被反复磁化时，B-H 曲线不是单值，而是一条磁滞回线，磁滞回线平均后得到基本磁化曲线；

将未经磁化的铁磁材料进行磁化，磁场强度H 由零增大时，磁通密度B 随之增大，所得B =ƒ(H )曲线称为初始磁化曲线；

在进行磁路计算时，为了简化计算，不考虑磁滞现象，而用基本磁化曲线来表示

B 与H 之间的关系，故通常所说的铁磁材料的磁化曲线是指基本磁化曲线。

0-2 铁心中有哪些损耗？这些损耗是如何产生的？又与哪些因素有关？ 交流磁路中存在着铁心损耗，铁心损耗又分为磁滞损耗和涡流损耗。

磁滞损耗：指铁磁材料在交变的磁场中反复磁化，磁畴间相互摩擦，产生的损耗。

h h m n

p k fB V

=，磁滞损耗与交变磁场的频率f 、铁心的体积V 、磁滞回线的面积成正比。

涡流损耗：指涡流产生的损耗。222

w w m

p k f B V =∆，k w 为与材料有关的比例系数，∆为铁磁材料的厚度。

0-3 电机的磁路通常采用什么材料制成？这些材料有什么特点？

铁磁材料是组成磁路的主要部分，其特点是能在外磁场中呈现很强的磁性，磁化曲线具有饱和性，其磁导率远大于非铁磁材料磁导率，且不是常数，随磁场强度的变化而变化。铁磁材料具有剩磁和矫顽力，饱和性、磁滞现象是其基本特性。

0-4 磁路与电路在物理本质上有何区别？

在物理本质上磁路与电路的区别：电路中存在的漏电现象通常是极小的，可忽略不计；磁路中存在的漏磁现象较漏电现象严重，一般在电机和变压器设计中，为了提高计算精度，需要考虑漏磁的影响，只有在不需精确计算或为了简化计算时，才不考虑漏磁影响。

第一章 变压器

1-1变压器有什么用途？其铁心为什么要用硅钢片叠成？ 1-2变压器铭牌有哪些主要额定数据？各额定值的含义是什么？ 1-3短路电压的大小由什么因素决定？它对变压器运行有什么影响？

1-4为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损？为什么变压器的短路损耗可近似看成铜损？

1-5变压器的空载试验为什么一般在低压侧做？短路试验时，一次侧所加的电压至短路电流为额定电流为止，为什么？

1-6什么是引起变压器负载运行时二次侧端电压变化的原因？电压变化率能为零吗？如果能，则带什么性质负载时有可能使电压变化率为零？

答：由于变压器内部存在漏阻抗，当有负载电流时，会产生电压降，所以输出电压是随负载电流变化而变化的，其变化规律与负载的性质有关。由于

)sin cos (2*k 2*k *ϕϕβx r U +=∆，可见，当带容性负载时，有可能使二次端电压变化为零。

1-7变压器运行时，哪些量随负载变化而变化？哪些量不随负载变化而变化？ 1-8三相变压器的联接组标号是以一、二次线电动势还是以一、二次相电动势的相位关系来决定的？不用一、二次线电动势ÈAB 与Èab ，而用ÈBC 与Èbc 或ÈCA 与Èca 的相位关系来确定联结组标号行吗？结果一样吗？

1-9如果三相变压器的联结组标号一次线电动势ÈAB 领先二次线电动势Èab 的相位是k 倍的30°时，则该变压器联结组标号是多少？

1-10交流电压互感器运行时为什么不允许短路？而电流互感器运行时为什么不允许开路？

1-11两台变压器并联运行应满足什么条件？为什么？

1-12什么是标幺值？在变压器的计算中使用标幺值的优点是什么？

1-13某台单相变压器高低压绕组绕在同一铁心柱上，且绕向相同，额定电压

U 1N /U 2N =220/110V 。当高压侧加220V 电压时，空载电流为I 0，主磁通为Φm ，试求：（1）如果X 、a 连在一起，在A 、x 端加330V 电压，求此时的空载电流和主磁通为多少？（2）如果X 、x 连在一起，A 、a 端加110V 电压，求此时的空

载电流和主磁通为多少？ 解：根据题意有

11222202110N N U N k U N =

=== ,211

2

N N = 当高压侧加220V 的电压时，由电磁感应定律得：

11220 4.44AX m U f N ==Φ

1） 当将X 与a 连在一起，在Ax 端外加330V 电压时，根据两个线圈的同名端有：

111211211

330

4.44 4.4433033033024.44()3 4.44Ax AX ax m m m m

U U U f N f N f N N f N =+=''Φ+Φ=⨯'Φ=

==Φ+⨯

由于磁通不变，故

102010100

1223

N I N I N I N I I I N N ''+='==+

2） 当将X 与x 连在一起，在Aa 端外加110V 电压时，根据两个线圈的同名端有：

111211211

110

4.44 4.441101101102

4.44() 4.44Aa AX ax m m m m

U U U f N f N f N N f N =-=''''Φ-Φ=⨯''Φ=

==Φ-

由于磁通不变，故

10201010

12

2N I N I N I N I I I N N ''''-=''==- 1-14变压器一、二次侧没有直接电的联系，为什么当负载运行时，加大或减小二次电流的同时，一次电流也随之加大或减少？

1-15某台单相变压器额定容量1kVA ，额定电压为U 1N /U 2N =110/110V ，每相参数为

r 1=r 2'=0.3Ω，x 1=x 2'=0.4Ω，r m =44Ω，x m =138Ω，现将一、二次绕组反极性串联并接至220V 电源上，求此时主磁通和励磁电流。

答：设变压器一、二次绕组首端A,a 为同名端。一、二次绕组反极性串联是指电流从异名端流入，即原一、二次绕组同名端连接。设X 和x 连接，在A ，a 端接220V 电源。这时磁路里流通的总磁通为=0m Φ，故串联线圈的感生电势为0V ，电源电压220V 全部加在一、二次绕组的短路阻抗上，这时励磁电流为