華科大辜承林主編《電機(jī)學(xué)》課后習(xí)題答案

第二章直流電機(jī)

2.1為什么直流發(fā)電機(jī)能發(fā)出直流電流？如果沒有換向器，電機(jī)能不能發(fā)出直流電流？

換向器與電刷共同把電樞導(dǎo)體中的交流電流，“換向”成直流電，如果沒有換向器，

電機(jī)不能發(fā)出直流電。

2.2試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質(zhì)

（1）磁極固定，電刷與電樞同時(shí)旋轉(zhuǎn)；

（2）電樞固定，電刷與磁極同時(shí)旋轉(zhuǎn)。

（1）交流???電刷與電樞間相對靜止，.??電刷兩端的電壓性質(zhì)與電樞的相同。

（2）直流電刷與磁極相對靜止，.?.電刷總是引出某一極性下的電樞電壓，而電樞不

動(dòng)，磁場方向不變...是直流。

2.3在直流發(fā)電機(jī)中，為了把交流電動(dòng)勢轉(zhuǎn)變成直流電壓而采用了換向器裝置；但在直流

電動(dòng)機(jī)中，加在電刷兩端的電壓已是直流電壓，那么換向器有什么呢？

直流電動(dòng)機(jī)中，換向法把電刷兩端的直流電壓轉(zhuǎn)換為電樞內(nèi)的交流電，以使電樞無論

旋轉(zhuǎn)到N極下，還是S極下，都能產(chǎn)生同一方向的電磁轉(zhuǎn)矩

2.4直流電機(jī)結(jié)構(gòu)的主要部件有哪幾個(gè)？它們是用什么材料制成的，為什么？這些部件的

功能是什么？

有7個(gè)主磁極換向極，機(jī)座電刷電樞鐵心，電樞繞組，換向器見備課筆記

2.5從原理上看，直流電機(jī)電樞繞組可以只有一個(gè)線圈做成，單實(shí)際的直流電機(jī)用很多線

圈串聯(lián)組成，為什么？是不是線圈愈多愈好？

一個(gè)線圈產(chǎn)生的直流脈動(dòng)太大，且感應(yīng)電勢或電磁力太小，線圈愈多，脈動(dòng)愈小，但

線圈也不能太多，因?yàn)殡姌需F心表面不能開太多的槽，，線圈太多，無處嵌放。

2.6何謂主磁通？何謂漏磁通？漏磁通的大小與哪些因素有關(guān)？

主磁通：從主極鐵心經(jīng)氣隙，電樞，再經(jīng)過相鄰主極下的氣隙和主極鐵心，最后經(jīng)

定子繞組磁瓶閉合，同時(shí)交鏈勵(lì)磁繞組和電樞繞組，在電樞中感應(yīng)電動(dòng)勢，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)

換。

漏磁通：有一小部分不穿過氣隙進(jìn)入電樞，而是經(jīng)主極間的空氣隙釘子磁規(guī)閉合，不

參與機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，①與飽和系數(shù)有關(guān)。

2.7什么是直流電機(jī)的磁化曲線？為什么電機(jī)的額定工作點(diǎn)一般設(shè)計(jì)在磁化曲線開始彎曲

的所謂“膝點(diǎn)”附近？

磁化曲線：①°=/（與）①（）-主磁通，外勵(lì)磁磁動(dòng)勢

設(shè)計(jì)在低于“膝點(diǎn)”，則沒有充分利用鐵磁材料，即同樣的磁勢產(chǎn)生較小的磁通①。,

如交于“膝點(diǎn)”，則磁路飽和，浪費(fèi)磁勢，即使有較大的￡）,若磁通①?；静蛔兞耍?/p>

的需要是①（）（根據(jù)E和7；公式）選在膝點(diǎn)附近好處：①材料利用較充分②可調(diào)性好③穩(wěn)

定性較好。

電機(jī)額定點(diǎn)選在不飽和段有兩個(gè)缺點(diǎn):①材料利用不充分②磁場容易受到勵(lì)磁電流的干擾而

不易穩(wěn)定。

選在飽和點(diǎn)有三個(gè)缺點(diǎn)：①勵(lì)磁功率大增②磁場調(diào)節(jié)困難③電樞反應(yīng)敏感

2.8為什么直流電機(jī)的電樞繞組必須是閉合繞組？

直流電機(jī)電樞繞組是閉合的，為了換向的需要，如果不閉合，換向器旋轉(zhuǎn)，電刷不動(dòng)，

無法保證正常換向。

2.9何謂電樞上的幾何中性線？何謂換向器上的幾何中性線？換向器上的幾何中性線由

什么決定？它在實(shí)際電機(jī)中的位置在何處？

①電樞上幾何中性線：相臨兩點(diǎn)極間的中性線

②換向器上幾何中性線：電動(dòng)勢為零的元件所接兩換向片間的中心線

③由元件結(jié)構(gòu)決定，不對稱元件：與電樞上的幾何中性線重合。對稱元件：與極軸軸線

重合。

④實(shí)際電機(jī)中。

2.10單疊繞組與單波繞組在繞法上、節(jié)距上、并聯(lián)支路數(shù)上的主要區(qū)別是什么？

繞法上：單疊：任意兩個(gè)串聯(lián)元件都是后一個(gè)疊在前一個(gè)上面”=1

單波：相臨兩串聯(lián)元件對應(yīng)邊的距離約為27形成波浪型

節(jié)距上：必=今土￡

y=±l(單疊)>=巖=牛兒

內(nèi)一—為

并聯(lián)支路數(shù)2a=2p(單疊)2a=z(單波)

2.11直流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢與哪些因素有關(guān)？若一臺直流發(fā)電機(jī)的額定空載電動(dòng)勢是

230V,試問在下列情況下電動(dòng)勢的變化如何？

(1)磁通減少10%；

(2)勵(lì)磁電流減少10%；

(3)磁通不變，速度增加20%；

(4)磁通減少10%,同時(shí)速度增加20%。

直發(fā)：E=C￡<I>n=①“

(1)。減少io%,則。'=0.90

即f=7^=09E=0.9E=0.9X230=207(zV)

ECE<Pn、

(2)勵(lì)磁電流減少10%,如果飽和，則。不變，E也不變，如沒有飽和，則。也減少

10%,E=207(V)

二207<E<23(JV

⑶/='=擊AE=1.2E=276(V)

⑷互==——

⑷E①"0.9①1.2〃

E=0.9x1.2x230=2484")

2.12一臺4極單疊繞組的直流電機(jī)，問：

(1)如果取出相鄰的兩組電刷，只用剩下的另外兩組電刷是否可以？對電機(jī)的性能有

何影響？端電壓有何變化？此時(shí)發(fā)電機(jī)能供給多大的負(fù)載(用額定功率的百分比表示)？

(2)如有一元件斷線，電刷間的電壓有何變化？此時(shí)發(fā)電機(jī)能供給多大的負(fù)載？

(3)若只用相對的兩組電刷是否能夠運(yùn)行？

(4)若有一極失磁，將會(huì)產(chǎn)生什么后果？

(1)取出相臨的兩組電刷，電機(jī)能夠工作，此時(shí)，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢不受影響，但電機(jī)容

量會(huì)減小；設(shè)原來每條支路電流為I,4條支路總電流為41,現(xiàn)在兩條支路并聯(lián)，一條支路

14

電阻為另一條支路的3倍，因此兩條并聯(lián)總電流為1+91=91,現(xiàn)在電流與原來電流之比為

411

71：41=3,因此容量減為原來容量的亍

(2)只有一個(gè)元件斷線時(shí)，電動(dòng)勢不受影響，元件斷線的那條支路為零，因此現(xiàn)在相

3

當(dāng)于三條支路并聯(lián)，總電流為原來的彳

(3)若只用相對的兩組電刷，由于兩路電刷間的電壓為零，所以電機(jī)無法運(yùn)行。

(4)單疊：由于電刷不動(dòng)，若有一磁極失磁，則有一條支路無電勢，.?.電刷間無感應(yīng)

電動(dòng)勢，電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流，電機(jī)不能運(yùn)行。

2.13如果是單波繞組，問2.12題的結(jié)果如何？

(1)只用相鄰兩只電刷，電機(jī)能工作，對感應(yīng)電勢和電機(jī)容量均無影響，僅取一只電

刷時(shí)，因仍是兩條支路并聯(lián)，所以電機(jī)還能工作，對電動(dòng)勢和電機(jī)容量均無影響。

(2)一個(gè)元件斷線，對電動(dòng)勢無影響，由于僅剩下一條支路有電流，電流為原來的7,

容量減為原來的2

(3)只用相對的兩只電刷時(shí)，由于兩只電刷為等電位，電壓為零，因此電機(jī)無法運(yùn)行。

(4)單波失去一個(gè)磁極，感應(yīng)電動(dòng)勢減小I,容量減小y且內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流。

2.14何謂電樞反應(yīng)？電樞反應(yīng)對氣隙磁場有何影響？直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的電樞反

應(yīng)有哪些共同點(diǎn)？又有哪些主要區(qū)別？

電樞反應(yīng)：電樞磁場對勵(lì)磁磁場的作用

交軸電樞反應(yīng)影響：①物理中性線偏離幾何中性線

②發(fā)生疇變

③計(jì)及飽和時(shí)，交軸有去磁作用，

直軸可能去磁，也可能增磁。

④使支路中各元件上的感應(yīng)電動(dòng)勢不均。

發(fā)電機(jī)：物理中性線順電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移過一個(gè)不大的a角

電動(dòng)機(jī)：物理中性線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移過一個(gè)不大的。角

直軸電樞反應(yīng)影響：電動(dòng)機(jī)：電刷順電樞轉(zhuǎn)向偏移，助磁，反之去磁

2.15直流電機(jī)空載和負(fù)責(zé)運(yùn)行時(shí),氣隙磁場各由什么磁動(dòng)勢建立？負(fù)載時(shí)電樞回路中的

電動(dòng)勢應(yīng)由什么樣的磁通進(jìn)行計(jì)算？

空裁：gy僅由勵(lì)磁磁動(dòng)勢2N〃f建立，F(xiàn)0=2IfNf

負(fù)載：由2N/。和Ax共同建立：F0+Fa由每極合成磁通計(jì)算，即負(fù)載磁通計(jì)算，：

負(fù)載時(shí)，導(dǎo)體切割的是負(fù)載磁通(即合成磁通)

2.16一臺直流電動(dòng)機(jī)，磁路是飽和的，當(dāng)電機(jī)帶負(fù)載以后，電刷逆著電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)

了一個(gè)角度，試問此時(shí)電樞反應(yīng)對氣隙磁場有什么影響？

電動(dòng)機(jī)電刷逆電樞轉(zhuǎn)向移動(dòng)，直軸電樞反應(yīng)去磁，交軸電樞反應(yīng)總是去磁的

2.17直流電機(jī)有哪幾種勵(lì)磁方式？分別對不同勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)列出電流/、

I>/,的關(guān)系式。

四種勵(lì)磁方式：他勵(lì)，并勵(lì)，串勵(lì)，復(fù)勵(lì)

電動(dòng)機(jī)：他勵(lì)：/=/“

并勵(lì)：

I=la+If

串勵(lì)：I=Ia=I/

復(fù)勵(lì)：短復(fù)勵(lì)

I=Ia+If=If

長復(fù)勵(lì)

Ia=If,I=Ia+If

發(fā)電機(jī)：他勵(lì)：I=%

并勵(lì)：

I=I?+If

串勵(lì)：I=1=I于

復(fù)勵(lì)：短復(fù)勵(lì)

I=I(l+If=1f

2.18如何判別直流電機(jī)是運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)？它們的',“、〃、E、

U>/“的方向有何不同？能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如何？

如所受電磁力的方向與電樞轉(zhuǎn)向相同即為電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，反之為發(fā)電機(jī)狀態(tài)。

電動(dòng)機(jī)：4,”與n方向相同，是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與U方向相反，是反電動(dòng)勢，方向流向

電樞,紇與乙方向相反。EL=TQ

只有輸入電能，克服反電勢，才能產(chǎn)生電樞電流，進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

發(fā)電機(jī)：與n方向相反，是阻力轉(zhuǎn)矩，E與U方向相同，旦與/”方向相同，發(fā)出電

功率，為克服阻力轉(zhuǎn)矩(,“，不斷輸入機(jī)械能，才能維持發(fā)電機(jī)以轉(zhuǎn)n旋轉(zhuǎn)，發(fā)出電能。

2.19為什么電機(jī)的效率隨輸出功率不同而變化？負(fù)載時(shí)直流電機(jī)中有哪些損耗？是什么

原因引起的？為什么鐵耗和機(jī)械損耗可看成是不變損耗？

?.?電機(jī)銅耗隨輸出功率變化，所以效率隨輸出功率變化，負(fù)載時(shí)有：銅耗，鐵耗，機(jī)械損

耗。

銅耗：電樞繞組銅耗和勵(lì)磁繞組銅耗。UI,

鐵耗：交變磁場引起渦流損耗和磁滯損耗

機(jī)械能：抽水，電刷摩擦損耗

???鐵耗和機(jī)械耗利附加損耗與負(fù)載電流無關(guān)...認(rèn)為是不變損耗

2.20直流發(fā)電機(jī)中電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是交流的還是直流的？若是交流的,

為什么計(jì)算穩(wěn)態(tài)電動(dòng)勢時(shí)不考慮元件的電感？

E=U+laRa

都是交流的

???通過電刷引出的感應(yīng)電動(dòng)勢是直流，，不考慮元件電感

2.21他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)由空載到額定負(fù)載，端電壓為什么會(huì)下降？并勵(lì)發(fā)電機(jī)與他勵(lì)發(fā)電

機(jī)相比，哪一個(gè)的電壓變化率大？

空載時(shí)：他勵(lì)發(fā)電機(jī)端電壓U=E=c①〃

e

負(fù)載時(shí)：［/=￡-/R?,?電壓下降

aa

并勵(lì)下降大，???隨著電壓下降，①減小，.'E下降，端電壓更加下降

a

2.22若把直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高20%,問在他勵(lì)方式下運(yùn)行和并勵(lì)方式下運(yùn)行時(shí)，哪一

種運(yùn)行方式下空載電壓升高的較多？

空載電壓=他勵(lì)時(shí)，n升20%,E升20%

并勵(lì)時(shí)，增加；.E增加，。增加，①增加，，E除n增大外，①也增大，.?.并勵(lì)時(shí)，

空載電壓升較多。

2.23并勵(lì)發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)能自勵(lì)，反轉(zhuǎn)時(shí)還能自勵(lì)嗎？

2.24要想改變并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)及復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，應(yīng)該怎樣處理？

2.25并勵(lì)電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁繞組突然斷開，試問在電機(jī)有剩磁或沒有剩磁的情況下

有什么后果？若起動(dòng)時(shí)就斷了線又有何后果？

2.26一臺正在運(yùn)行的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為1450r/mino現(xiàn)將它停下來，用改變勵(lì)磁繞

組的極性來改變轉(zhuǎn)向后(其它均未變)，當(dāng)電樞電流的大小與正轉(zhuǎn)時(shí)相同時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速為

1500r/min,試問這可能是什么原因引起的？

2.27對于一臺并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓和勵(lì)磁電流保持不變，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為恒定值。

試分析在電樞回路串入電阻勺后，對電動(dòng)機(jī)的電樞電流、轉(zhuǎn)速、輸入功率、銅耗、鐵耗及

效率有何影響？為什么？

2.28電磁換向理論是在什么基礎(chǔ)上分析問題的？主要結(jié)論是什么？在研究真實(shí)換向過程

應(yīng)如何補(bǔ)充修正？

2.29換向元件在換向過程中可能出現(xiàn)哪些電動(dòng)勢？是什么原因引起的？它們對換向各有

什么影響？

2.30換向極的作用是什么？它裝在哪里？它的繞組怎么連接？如果將已調(diào)整好換向極的

直流電機(jī)的換向極繞組的極性接反，那么運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

2.31一臺直流電機(jī)，輕載運(yùn)行時(shí)換向良好，當(dāng)帶上額定負(fù)載時(shí)，后刷邊出現(xiàn)火花。問應(yīng)

如何調(diào)整換向極下氣隙或換向極繞組的匝數(shù)，才能改善換向？

2.32接在電網(wǎng)上運(yùn)行的并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，如用改變電樞端的極性來改變旋轉(zhuǎn)方向，換向極繞

組不改換，換向情況有沒有變化？

2.33小容量2極直流電機(jī)，只裝了一個(gè)換向極，是否會(huì)造成?電刷換向好另一電刷換向

不好？

2.34沒有換向極的直流電動(dòng)機(jī)往往標(biāo)明旋轉(zhuǎn)方向，如果旋轉(zhuǎn)方向反了會(huì)出現(xiàn)什么后果？

如果將這臺電動(dòng)機(jī)改為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，又不改動(dòng)電刷位置，問它的旋轉(zhuǎn)方向是否與原來所標(biāo)明

的方向一樣？

2.35環(huán)火是怎樣引起的？補(bǔ)償繞組的作用是什么？安置在哪里？如何連接？

2.36選擇電刷時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？如果一臺直流電機(jī)，原來采用碳-石墨電刷，額定負(fù)載

時(shí)換向良好。后因電刷磨壞，改換成銅-石墨電刷，額定負(fù)載時(shí)電刷下火花很大，這是為什

么？

2.44電機(jī)的冷卻方式和通風(fēng)系統(tǒng)有哪些種類？一臺已制成的電機(jī)被加強(qiáng)冷卻后，容量可

否提iWi?

2.45已知某直流電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下：額定功率/=75kW，額定電壓=220V，

額定轉(zhuǎn)速〃N=150(k/min，額定效率〃可=88.5%。試求該電機(jī)的額定電流。

解：《=%=75。％885=84.75X及W=385.2(A)

2.46已知直流發(fā)電機(jī)的額定功率已=240AW，額定電壓=460V，額定轉(zhuǎn)速

-

nN-600//min>試求電機(jī)的額定電流。

2.47一臺直流發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)：2P=6,總導(dǎo)體數(shù)=780,并聯(lián)支路數(shù)2a=6，運(yùn)行

角速度是。=4(krad/s，每極磁通①=0.0392W/?。試計(jì)算

(1)發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢；

(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速”=900〃min，但磁通不變時(shí)發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢：

(3)當(dāng)磁通變?yōu)?.0435WT?,”=900”min時(shí)發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢。

解：⑴?！?照=需=13巨=。2〃=?！炅﹀?/p>

=13X0.0392X,6。泮=611.5V

2.TC

(2)E=C『①〃=13X0.0392X900=458.6V

(3)E=13X0.0435X900=509V

2.48一臺4極、82AW、23OV、970/min的他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，如果每極的合成磁通等

于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時(shí)每極的磁通，試求當(dāng)電機(jī)輸出額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。

解：IN=/=噫=356.52(A)

EF①〃產(chǎn)照①/

&=好叫=舞叫

,E_2-“N

,?%】60IN

601北30x356.52x230=807.7Nm

27THN2^x970

2.50試計(jì)算下列繞組的節(jié)距必，乃，y和>K，繪制繞組展開圖，安放主極及電刷，求

并聯(lián)支路對數(shù)。

(1)右行短距單疊繞組：2P=4，Z=5=22;

(2)右行整距單疊繞組：2P=4，Z=S=20;

(3)左行單波繞組：2p=4，Z=5=19;

(4)左行單波繞組：2P=4，Z=S=21。

2.51一臺直流發(fā)電機(jī)，2P=4,2a-2'S=21,每兀件匝數(shù)N、.=3，當(dāng)

①o-1,825x102W/?>〃=1500r/min時(shí)試求正負(fù)刷間的電動(dòng)勢。

解：N“=2N,S=2x21x3=126

r=^=2xi26=8.44-2=4.2

?E60?60xl

-2

E=C￡<Dn=X1.825X10X150()=115V

2.52一臺直流發(fā)電機(jī)2P=8，當(dāng)〃=600r/min，每極磁通①=4*10一3卬/7時(shí),

E=230V.試求：

(1)若為單疊繞組，則電樞繞組應(yīng)有多少導(dǎo)體？

(2)若為單波繞組，則電樞繞組應(yīng)有多少導(dǎo)體？

解：⑴E=c^n.?。=春=;^^=95.83

G=照單疊a=4

N“=窄CE=*95.83=5750根

(2)單波：a=l

N“=竽x95.83=1438根

2.53一臺直流電機(jī)，2P=4，S=120.每元件電阻為0.2Q，當(dāng)轉(zhuǎn)速”=1000r/min

時(shí)，每元件的平均電動(dòng)勢為10V。問當(dāng)電樞繞組為單疊或單波時(shí)，電樞端的電壓和電樞繞組

的電阻(各為多少？

解：單疊繞組：每支路元件數(shù)：華=30

電刷端電壓U=30X10=300V

電樞繞組電阻R=空轡=1,5。單波繞組：每支路元件數(shù)：

a4

號=60電刷端電壓：U=10X60=600V

電樞繞組電阻：R,=2*=6C

2.54一臺2極發(fā)電機(jī)，空載時(shí)每極磁通為0.3仞?，每極勵(lì)磁磁動(dòng)勢為3000A?，F(xiàn)設(shè)電樞

圓周上共有電流8400A并作均勻分布，已知電樞外徑為0.42m若電刷自幾何中性線前移

20。機(jī)械角度，試求：

(1)每極的交軸電樞磁動(dòng)勢和直軸電樞磁動(dòng)勢各為多少？

(2)當(dāng)略去交軸電樞反應(yīng)的去磁作用和假定磁路不飽和時(shí)，試求每極的凈有磁動(dòng)勢及

每極下的合成磁通。

2.55有一直流發(fā)電機(jī)，2P=4,5=95,每個(gè)元件的串聯(lián)匝數(shù)N、.=3,Du=0.162m-

IN=36A-a=l，電刷在幾何中性線上，試計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的線負(fù)荷A及交軸電樞磁動(dòng)

勢七。

2.56一臺并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，=26kW，UN=230V.nN=960r/min-2P=4,

單波繞組，電樞導(dǎo)體總數(shù)N。=444根，額定勵(lì)磁電流/八,=2.592A，空載額定電壓時(shí)的

磁通①°=0.0174Wb。電刷安放在幾何中性線上，忽略交軸電樞反應(yīng)的去磁作用，試求額

定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩及電磁功率。

解：&=舞=讀=141.4

幾=卷=%/=U3.043(A)

.?.&=141.4x0.0174x115.64=284.5(N?加)

/“=4+。=113.043+2.592=115.64(4)

Q=鏘=曲薩=100.48/

Pem=TemQ=284.5x100.48=28.59LW

2.57一臺并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，Cv=l%W，UN=230V-nN=1450r/min-電樞電路

各繞組總電阻ra=0.183。，2\Uh=2V，勵(lì)磁繞組每極匝數(shù)N,=880匝，/心=2.79A，

勵(lì)磁繞組電阻R,=81.1。。當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450/7min時(shí)，測得電機(jī)的空載特性如下表：

Uo/V44104160210230248276

If/A0.370.911.452.002.232.513.35

試求：(1)欲使空載產(chǎn)生額定電壓，勵(lì)磁回路應(yīng)串入多大電阻？

(2)電機(jī)的電壓調(diào)整率AU；

(3)在額定運(yùn)行情況下電樞反應(yīng)的等效去磁磁動(dòng)勢F%。

2.59一臺4極井勵(lì)電動(dòng)機(jī)，=14kW，UN=220V，〃=0.0814Q，2AU%=2V，

主極繞組每極2800匝，總勵(lì)磁電阻=2480。電機(jī)在18()()r/min時(shí)的空載特性如下：

If/A0.20.30.40.50.60.70.80.91.0

Uo/V75110140168188204218231240

當(dāng)額定負(fù)載時(shí)，電樞電流為76A,此時(shí)電樞反應(yīng)的去磁磁動(dòng)勢用并勵(lì)繞組的電流表示

時(shí)為0.L4,試求：

(1)額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速；

(2)若在此電機(jī)中的每個(gè)主極裝設(shè)3.5匝的串勵(lì)繞組(積復(fù)勵(lì)或差復(fù)勵(lì)兩種情況)，這

時(shí)電樞電路的總電阻〃=0.089。，試求額定負(fù)投下的轉(zhuǎn)速。'

2.60兩臺完全相同的并勵(lì)直流電機(jī)，機(jī)械上用同一軸聯(lián)在一起，并聯(lián)于230V的電網(wǎng)上

運(yùn)行，軸上不帶其它負(fù)載。在1()00"min時(shí)空載特性如下：

b/A1.31.4

U，v186.7195.9

現(xiàn)在，電機(jī)甲的勵(lì)磁電流為1.4A，電機(jī)乙的為1.3A，轉(zhuǎn)速為120()r/min，電樞回路

總電阻(包括電刷接觸電阻)均為0.1Q,若忽略電樞反應(yīng)的影響，試問：

(1)哪一臺是發(fā)電機(jī)？哪一臺為電動(dòng)機(jī)？

(2)總的機(jī)械損耗和鐵耗是多少

(3)只調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流能否改變兩機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)(保持轉(zhuǎn)速不變)？

(4)是否可以在1200r/min時(shí)兩臺電機(jī)都從電網(wǎng)吸取功率或向電網(wǎng)送出功率？

解：⑴,??甲臺電機(jī)在1000/1m時(shí)的電動(dòng)勢為195.9V,

乙臺電機(jī)在100()時(shí)的電動(dòng)勢為186.7V,

???甲臺電機(jī)在1200匕皿時(shí)電動(dòng)勢

島=195.9x搬=235(V)(：得=力

乙臺電機(jī)在1200/低時(shí)電動(dòng)勢：

E乙=186.7乂揣=224(V)埒>230V戛<230V

；?甲為發(fā)電機(jī)，乙為電動(dòng)機(jī)。

⑵電動(dòng)機(jī)：Pe,nn-P),m=P.m

發(fā)電機(jī)：P2-P()G=PemG

兩臺電機(jī)總的機(jī)械耗和鐵耗為：

^oG-P0"MPemG

電動(dòng)機(jī)：/,也=等=甯=60(A)

以=224x60=134403)

發(fā)電機(jī)：&；==厚絲=50(A)

PemG=EGIaG=235x50=117503)總的機(jī)械耗和鐵耗:

一以G=13440—11750=1690M)

(3)要改變兩臺電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)并保持轉(zhuǎn)速不變，應(yīng)減小甲臺電機(jī)的勵(lì)磁電流，同時(shí)增加乙臺

電機(jī)的勵(lì)磁電流，當(dāng)兩臺電機(jī)的勵(lì)磁電流相同時(shí)，兩臺電機(jī)都是電動(dòng)機(jī)，最后乙為發(fā)電機(jī)，

甲為電動(dòng)機(jī)。

(4)都可以通過從電網(wǎng)吸收電功率成為電動(dòng)機(jī)，但不能都成為發(fā)電機(jī)，因?yàn)闆]有原動(dòng)機(jī)，即

沒有輸入機(jī)械能，無法輸出電能。

2.61一直流電機(jī)并聯(lián)于U=220V電網(wǎng)上運(yùn)行，已知a=l，p=2，N“=398根，

〃》=1500"min，①=0.()103Wb，電樞回路總電阻(包括電刷接觸電阻)R“=0.17Q，

IN=1.83A，pFe=276W，pmec=379W，雜散損耗=0.86P,%)試問：此直流電

機(jī)是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行？計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩和效率。

解(1)E=C.O>n=On=xX=205(V)<220V

匕oUflOvXl0.01031500

總電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。

⑵/“=管=穌薩=88.24(A)

??&=C7叫=S'①/〃=鑼X°-0103X88.24=115.15(Nm)

(3)I=Ia+7/=88.24+1.83=90.07(A)

Px=W=220x90.07=19815A(W)

P2=PM-PFe-Pmec-Paa=EIa-(PFe+Pmec+以)=

205X88.24-276-379-0.86Xl98l5-Xoo=17263.79(w)

〃=gX100%=?勰7X100%=87.12%或者：

匕“=//&=88.242x0.17=1323.67”)

Pcuf=IfU=1.83x220=402.6(W)

以=0.86%X19815.4=170.41(W)

2=片一ZP=19815.4—匕.一4“一與e—Pmec-=*263.7(W)

2.62—臺15AW、220V的并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定效率〃=85.3%，電樞回路的總電阻(包括

電刷接觸電阻)R“=0.2。，井勵(lì)回路電阻勺=44。。今欲使起動(dòng)電流限制為額定電流

的1.5倍，試求起動(dòng)變阻器電阻應(yīng)為多少？若起動(dòng)時(shí)不接起動(dòng)電阻則起動(dòng)電流為額定電流的

多少倍？

2.63一臺并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=5.5kW-UN=110V-IN=58A-nN=1470r/min.

&=138。，&=0.15Q(包括電刷接觸電阻)。在額定負(fù)載時(shí)突然在電樞回路中串入

0.5Q電阻，若不計(jì)電樞回路中的電感和略去電樞反應(yīng)的影響，試計(jì)算此瞬間的下列項(xiàng)目：

(1)電樞反電動(dòng)勢；

(2)電樞電流；

(3)電磁轉(zhuǎn)矩；

(4)若總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，求達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)速。

(1)1/=怒=*=掇=0.797(A)

晨="。=58-0.797=57.2(A)

在電樞串入電阻的瞬間，①和

/.EN=UN-IaNR,=110—57.2x0.15=101.42(V)n

不變，，電動(dòng)勢不變，￡,=101.42(V)

???，/不變，，①不變，由于慣性，n不變(加講串電阻調(diào)速過程)

(2)/“=巖爰=端幅=137.2(4)

aKaU.ID+UD、

⑶芒留咤???&'=&y&=9,55CE餌

或者：?.?CE①不變

T'e)n=9.55CEM'“=9.55.$/；=9.55x惴x13.2=8.7(N.m)

(4)?.?總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，q,“不變。

電樞電流/“=57.2(A)不變

,E=U-(R“+)=110-57.2x(0.15+0.5)=72,82(V)

?.?今=子.?.〃=%含=1470x觥=1055.5%J

2.64并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的&=96AW，U"=440V)/,v=2554,/仆=54,nN=500/7min。

已知電樞電阻為0.078Q，試求：

(1)電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；

(2)在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；

(3)電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速；

(4)在總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞回路串入0.1Q電阻后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.

解：⑴耳=含=嬰翳=1833.5(NM

(2)EaN=U-IUR,=440—250x0.078=420.5")

_幺_EaJaN_420.5x250x602007.74(Nm)

一百7-QlV.2^x500

/“N=/N—。=255-5=250(4)

(3)Q①=普=嗡=0.841=523.2%n)

空載轉(zhuǎn)速“°=懸=舒=523.2(^in)

(4)總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，不變，〃=/〃N=250A

旦=4-/其(+R,)=440-250x0.178=395.5V

%=管即=mx50°=470.3%n)

2.65一臺并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=12kW，UN=110V>nN=900r/min-r/N=85%>

R“=0.08Q(包括電刷接觸電阻)，/加=2Ao若總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，在電樞回路串入一?電

阻使轉(zhuǎn)速降低到450“min，試求串入電阻的數(shù)值、輸出功率和效率(假設(shè)

解：IN=2=r^U=o1^xHO=77(A)

EaN=UN-IaNRa=110-(77-2)x0.08=104V

⑴Q①=管=孀=011564=。◎〃="一心(凡+%)即

0.1156X450=110—75X(0.08+E,)求解得&=o.6933Q

2.66串勵(lì)電動(dòng)機(jī)=220V，1N=40/1.〃加=1000/7min，電樞回路各繞組電阻

ra=0.5Q.一對電刷接觸壓降2AU&=2V。若制動(dòng)總轉(zhuǎn)矩為額定值，外施電壓減到150V,

試求此時(shí)電樞電流/“及轉(zhuǎn)速〃(假設(shè)電機(jī)不飽和)。

解：(1)：是申勵(lì)???/“=//又???總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持為額定值

???&=&Tem=CT^Ia=CTkfI；GM為常數(shù)，

???—0(A)

(2)EN=4=220-40x0.5-2=198")

E'=(y'_/o/；i_2At/fc=150-40x0.5-2=128(V)

去=土(條件/“不變)否則：包=應(yīng)

Ena￡ran

n=nN備=1000x|||=646.5%)

2.67某串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，也=14.7女卬，UN=220V.IN=78.5A-n,v=585r/min，

Ra=0.26Q(包括電刷接觸電阻)，欲在負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變條件下把轉(zhuǎn)速降到350/7min，

需串入多大電阻？

解：E=U-INRa=220-78.5x0.26=199.59(V)

:總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變二/不變，，①不變

a

.E___n_

''E_CE^n-n

E'=%=199.59x^=119.41(/)

22041

Rn=,-凡=；；'；-0.26=1.021(0)

2.68已知他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN=\2kW，UN=220V，lN=62A，nN=1340/7min，

Ra=0.25。，試求：

(1)拖動(dòng)額定負(fù)載在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，采用電源反接制動(dòng)，允許的最大制動(dòng)力矩

為27\,，那么此時(shí)應(yīng)串入的制動(dòng)電阻為多大？

(2)電源反接后轉(zhuǎn)速下降到0.2%,時(shí)，再切換到能耗制動(dòng)，使其準(zhǔn)確停車。當(dāng)允許的

最大力矩也為27；時(shí)，應(yīng)串入的制動(dòng)電阻為多大？

2.69?臺并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=\QkW-UN=220V-nN=1500/7min)以=84.5%，

//N=L178A，R“=0.354。，試求下列制動(dòng)方式制動(dòng)時(shí)，進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)瞬間的電樞回路

的損耗和電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

(1)電動(dòng)機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電樞回路串電阻使轉(zhuǎn)速下降到

〃=200"min時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，然后采用反接制動(dòng)；

（2）采用能耗制動(dòng)，制動(dòng)前的運(yùn)行狀態(tài)同（1）；

（3）電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載作回饋制動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)〃=2000/7min時(shí)。

第三章變壓器

3.1變壓器有哪兒個(gè)主要部件？各部件的功能是什么？

變壓器的主要部件：

鐵心:磁路,包括芯柱和鐵腕兩部分

繞組：電路

油箱:加強(qiáng)散熱，提高絕緣強(qiáng)度

套管:使高壓引線和接地的油箱絕緣

3.2變壓器鐵心的作用是什么？為什么要用厚0.35mm、表面涂絕緣漆的硅鋼片制造鐵心？

變壓器鐵心的作用是磁路.鐵心中交變的磁通會(huì)在鐵心中引起鐵耗,用涂絕緣漆的薄

硅鋼片疊成鐵心,可以大大減小鐵耗.

3.3為什么變壓器的鐵心和繞組通常浸在變壓器油中？

因變壓器油絕緣性質(zhì)比空氣好，所以將鐵心和繞組浸在變壓器油中可加強(qiáng)散熱和提高

絕緣強(qiáng)度.

3.4變壓器有哪些主要額定值？一次、二次側(cè)額定電壓的含義是什么？

額定值【IN，[2N，U[N，U2N，SN,八

UIN:一次繞組端子間電壓保證值

02N:空載時(shí)，?次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)測量得到的電壓

3.5變壓器中主磁通與漏磁通的作用有什么不同？在等效電路中是怎樣反映它們的作用

的？

主磁通：同時(shí)交鏈-次，二次繞組，但是能量從一次側(cè)傳遞到二側(cè)的媒介，使

=N

/N2=k，實(shí)現(xiàn)變壓功能

漏磁通:只交鏈自身繞組，作用是在繞組電路中產(chǎn)生電壓降，負(fù)載時(shí)影響主磁通，片和二次電

壓的變化，以及限制二次繞組短路時(shí)短路電流的大小，在等效電路中用Z,”反應(yīng)磁通的作

用，用為6，尤26反應(yīng)漏磁通的作用

3.6電抗X*、X,“的物理概念如何？它們的數(shù)據(jù)在空載試驗(yàn)、短路試驗(yàn)及正常負(fù)

載運(yùn)行時(shí)是否相等？為什么定量計(jì)算可認(rèn)為Z?和Z,”是不變的？Z；的大小對變壓器

的運(yùn)行性能有什么影響？在類變壓器Z；的范圍如何？

玉對應(yīng)一次繞組的漏磁通，磁路的磁組很大，因此很小，因?yàn)榭諝獾拇艑?dǎo)率為常數(shù)，

???為常數(shù)

Xk=耳5+%26叫短路電抗

X,,,:對應(yīng)于主磁通，主磁通所走的磁路是閉合鐵心，其磁阻很小，而電抗與磁阻成反比，因此

X,,,很大.另外，鐵心的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，它隨磁通密度的增加而變小，磁阻與磁導(dǎo)率成反比,

所以勵(lì)磁電抗和鐵心磁導(dǎo)率成正比

由于短路時(shí)電壓低，主磁通小，而負(fù)載試驗(yàn)時(shí)加額定電壓，主磁通大，所以短路試驗(yàn)時(shí)％比

空載試驗(yàn)時(shí)的xm大.正常負(fù)載運(yùn)行時(shí)加額定電壓，所以主磁通和空載試驗(yàn)時(shí)基本相同，即負(fù)

載運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電抗與空載試驗(yàn)時(shí)基本相等，西》,xk在空載試驗(yàn)，斷路試驗(yàn)和負(fù)載運(yùn)行時(shí),

數(shù)值相等，

Z*="叫短路阻抗ZK=RK+jXK=（R1+R2）+人.+.）是常數(shù)，不變（凡,與隨溫

度變化）

7=%=4.44JN&",二2*

機(jī)一A）一—（見背面）

3.7為了得到正弦感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)鐵心不飽和與飽和時(shí)、空載電流應(yīng)各呈何種波形？為什

么？

鐵心不飽和時(shí)，空載電流中與成正比，如感應(yīng)電勢成正弦，則①也為正弦變化，??/（）也為

正弦

鐵心飽和時(shí)：為尖頂波，見《23圖3.8

3.8試說明磁動(dòng)勢平衡的概念極其在分析變壓器中的作用？

一次電流入產(chǎn)生的磁動(dòng)勢E和二次電流《產(chǎn)生的磁動(dòng)勢E共同作用在磁路匕等于磁通

乘磁組，即Ft+F2=6?,/??,[?

其中a是考慮鐵心的磁滯和渦流損耗時(shí)磁動(dòng)勢超前磁通的一個(gè)小角度，實(shí)際鐵心的很

小而飛”。o,則E+￡=°，即E=-E這就叫磁動(dòng)勢平衡，即一二次磁動(dòng)勢相量的大小

相等，方向相反，二次電流增大時(shí)，?次電流隨之增大.

當(dāng)僅考慮數(shù)量關(guān)系時(shí)，有N/=N2I2即或1\=導(dǎo)

???利用磁動(dòng)勢平衡的概念來定性分析變壓器運(yùn)行時(shí)，可立即得出結(jié)論，一，二次電流之比和他

們的匝數(shù)成反比.

3.9為什么變壓器的空載損耗可以近似地看成是鐵耗，短路損耗可以近似地看成是銅耗？

負(fù)載時(shí)變壓器真正的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無差別，為什么？

解：々產(chǎn)心\?空載損耗4=加/；&+/^空載時(shí)/（）很小，...

加/：與可忽略~PFe

Pk?P（l,?；冗=心,+%；短路試驗(yàn)時(shí)外施電壓/很小,

...①很小，/（）很小...鐵耗很小，可忽略鐵耗，Pk?Pcu

0c

負(fù)載時(shí)心：與空載時(shí)無差別，這是因?yàn)楫?dāng)f不變時(shí)，外>320c①20c七20c負(fù)

載與空載時(shí)一次繞組側(cè)施加的電壓基本不變，.?.七基本不變，則不變損耗，嚴(yán)格說，空載

時(shí)，漏抗壓降大.?.磁密略低，鐵耗略少些

P.?:如果是同一電流，則無差別。如果考慮到短路損耗包含少量的鐵耗的話，負(fù)載真正的

銅耗比短路時(shí)側(cè)略小。

3.10變壓器的其它條件不變，僅將一、二次繞組匝數(shù)變化±10%,對乂匕，X,“的影響

怎樣？如果僅將外施電壓變化±10%,其影響怎樣？如果僅將頻率變化±10%,其

影響又怎樣？

解：①一，二次繞組匝數(shù)變比±10%。

：如N；=M+10%=1.1MV再J=A]?一漏磁路的漏磁導(dǎo)，為常數(shù)

???再J=1.21玉6即再6增加21%

如N；=乂-10%=0.9%1則&6=09236=0.811再6即％16減少19%,二次繞組匝數(shù)變

化對無影響

乙：》“、=2兀也『2兀科；卜,”=2兀姆普M增加，/。減少.?.u增大

xm<-19%。

②外施電壓變比±10%,不變,

u,罵由磁化曲線知，/0比①,“變化快...①ocU...uTA)J/T

③玉/丸=2萬加;AwA]?為漏磁路的漏磁導(dǎo).二AM為常數(shù)

二/變化±10%,變化±10%。

Xm:%",除與/1成正比外，還與“地成正比

?;E=4.44力V①f變化±io%,E不變

二①變化±10%,

如/,增加10%,則①減小10%,增大，，七"的增加大于10%。

了減小10%,則①增加10%,“小減小，的減小于1°%。

3.11分析變壓器有哪兒種方法？它們之間有無聯(lián)系？為什么？

解：分析變壓器有三種方法：基本方程式，等效電路和相量圖，三者有聯(lián)系，他們的物理

本質(zhì)是一樣，都反映了變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系，在進(jìn)行定量計(jì)算時(shí)，宜采用等效電路

和方程式，定性的給各物理量間關(guān)系時(shí)，可用相量圖。

3.12一臺變壓器，原設(shè)計(jì)的額定頻率為50Hz,現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電

壓不變，試問對勵(lì)磁電流、鐵耗、漏抗、電壓變化率等有何影響？

解：/也50Hz變?yōu)?0”Z，額定電壓不變。

①。產(chǎn)篙=4.44fNQm于變?yōu)樵瓉淼膄,則①,”變?yōu)樵瓉淼膇

勵(lì)磁電流減小，即A(，/()為原來的得

②之=%(/月“夕=1.21.6

雖然頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，但頻率的1.6次方與鐵耗成正比

但①"，減小I倍，；.B,"減小V倍，但Bm的平方與PFe成正比

最終仍是鐵耗減小，即心」

③勵(lì)磁電抗xm=27cfN^\m=17rfN^/T,飽和程度降低，//T/.x?,T

④漏電抗：X\B=27lfN；N\SA3為漏磁路磁導(dǎo)可認(rèn)為是常數(shù)

/.七5隨頻率增大而增大。

⑤電壓變化率NU%=°(R；cos%+￡sin^2)VxkT,，AU增大

3.13一臺額定頻率為50Hz的電力變壓器，接到頻率為60Hz、電壓為額定電壓5/6倍的

電網(wǎng)上運(yùn)行，問此時(shí)變壓器的空載電流、勵(lì)磁電抗、漏電抗及鐵耗等將如何變化？

為什么？

解：原來4.=4.44加&間現(xiàn)在焉4'=4.44乂,"四,,2

????”2=普中”與3」2一樣

5

如改為60Hz電力變壓器，接到50Hz電網(wǎng)上，電壓為不倍,則現(xiàn)在=4.44X//N1①,“2

11①M(fèi)l=①"2

⑴：磁通未變不變

5

⑵???①不變.??飽和程度不變...UFe不變故X?,ocf：.%,”減小為原來的不倍

,A

(3)*J也減小為原來的6倍，副方電抗也一樣，

p

(4)PFeocB;nfB=L31.6紇，不變9,隨/的減小而減小。

3.14在變壓器高壓方和低壓方分別加額定電壓進(jìn)行空載試驗(yàn)，所測得的鐵耗是否一樣？

計(jì)算出來的勵(lì)磁阻抗有何差別？

在高壓方和低壓方做空載試驗(yàn)，只要都加額定電壓，由于=kU?N這兩種情況下主磁

通是相等的；原因是

①"”=42嬴①m2=4.4摘2=4.44就*=4.冊嬴一①,”1..?鐵損耗相等

在高壓方做：z加=￡S為電壓，/(“為在高壓側(cè)測得的空載電流。

在低壓方做：Z,?2=^U2/。2為低壓方做空教試驗(yàn)時(shí)所測得的電壓，電流。

?.?無論在高壓做還是低壓做磁通不變，相同

...電壓之比等于匝數(shù)之比，即U[=kU2

又???磁通相等，???兩種情況磁勢相同，???乂儲:生3

??急=缺=鋁=/

3.15在分析變壓器時(shí)，為何要進(jìn)行折算？折算的條件是什么？如何進(jìn)行具體折算？若用

標(biāo)么值時(shí)是否還需要折算？

(I)?.?變壓器一，二次繞組無直接電聯(lián)系，且一，二次繞組匝數(shù)不等，用設(shè)有經(jīng)過折算的基

本解公司無法畫出等效電路，，要折算。

(2)如果將二次繞組折算到一次側(cè)，因?yàn)槎卫@組通過其磁動(dòng)勢E對一起繞組起作用，二

只要保持E不變，就不會(huì)影響一次繞組的各個(gè)量

(3)具體方法是將二次繞組的匝數(shù)折合到與一次繞組相同的匝數(shù)，即艮=乂212=%/2A

，2=%,E2—kE2，U2=kU2

2222

R2=kR2,X2a=kx2aRL=kRL,XL=kXL

(4)若用標(biāo)么值時(shí)不需要折算，因?yàn)橛脴?biāo)么值表示時(shí)折算前后數(shù)值相等例

T*_，2_，2_12_r*

2MN【IN2

3.16一臺單相變壓器，各物理量的正方向如圖3.1所示，試求：

(1)寫出電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢平衡方程式；

(2)繪出cos%=1時(shí)的相量圖。

⑴，=E+Ef+/禺U2=E2+E2S+I2R2

+i2N?=①禺M=Nj°(要注意方向，如與圖中相反，則為：/,/vl-/2/v2=yv]/0)

x

令E=IQZM,E{S=ji\X\SE2S=ji226

E2=/4.44加2s(沒有“一”號)E=/4.44加色，(沒有“一”號)

X

U]=￡++Mx。,U2=E2+，2&+J^2217%+”2=A)

i=k耳=i°z1nu2=-i2zL

(2)cos%=1時(shí)相量圖

3.17如何確定聯(lián)接組？試說明為什么三相變壓器組不能采用Yy聯(lián)接組，而三相心式變

壓器又可以呢？為什么三相變壓器中常希望一次側(cè)或者二次側(cè)有一方的三相繞組接

成三角形聯(lián)接？

3.18一臺Yd聯(lián)接的三相變壓器，一次側(cè)加額定電壓空投運(yùn)行。此時(shí)將二次側(cè)的三角形

打開一角測量開口處的電壓，再將三角形閉合測量電流，試問當(dāng)此三相變壓器是三

相變壓器組或三相心式變壓器時(shí)，所測得的數(shù)值有無不同？為什么？

3.19有一臺Yd聯(lián)接的三相變壓器，一次側(cè)(高壓方)加上對稱正弦電壓，試分析：

(1)一次側(cè)電流中有無3次諧波？

(2)二次側(cè)相電流和線電流中有無3次諧波？

(3)主磁通中有無3次諧波？

(4)一次側(cè)相電壓和線電壓中有無3次諧波？

(5)二次側(cè)相電壓和線電壓中有無3次諧波？

3.20并聯(lián)運(yùn)行的理想條件是什么？要達(dá)到理想情況，并聯(lián)運(yùn)行的各變壓器需滿足什么條

件？

3.21并聯(lián)運(yùn)行的變壓器若短路阻抗的標(biāo)么值或變比不相等時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如果各變

壓器的容量不相等，則以上.兩量對容量大的變壓器是大些好呢還是小些好呢？為什

么？

3.22試說明變壓器的正序、負(fù)序和零序阻抗的物理概念。為什么變壓器的正序、負(fù)序阻

抗相等？變壓器零序阻抗的大小與什么因素有關(guān)？

3.23為什么三相變壓器組不宜采用Yyn聯(lián)接？而三相心式變壓器又可以用Yyn聯(lián)接呢？

3.24如何測定變壓器的零序電抗？試分析Yyn聯(lián)接的三相變壓器組和三相心式變壓器零

序電抗的大小。

3.25試畫出Yny、Dyn和Yy聯(lián)接變壓器的零序電流流通路徑及所對應(yīng)的等效電路，寫

出零序阻抗的表達(dá)式。

3.26如果磁路不飽和，變壓器空載合閘電流的最大值是多少？

3.27在什么情況下突然短路電流最大？大致是額定電流的多少倍？對變壓器有什么危害

性？

3.28變壓器突然短路電流值與短路阻抗Z*有什么關(guān)系？為什么大容量的變壓器把Z&設(shè)

計(jì)得大些？

3.29三繞組變壓器中，為什么其中一個(gè)二次繞組的負(fù)載變化時(shí)對另?個(gè)二次繞組的端電

壓發(fā)生影響？對于升壓變壓器為什么把低壓繞組擺在高壓與中壓繞組之間時(shí)可減

小這種影響？

3.30三繞組變壓器的等效電抗與兩繞組變壓器的漏電抗在概念上有什么不同？

3.31自耦變壓器的繞組容量(即計(jì)算容量)為什么小于變壓器的額定容量？一、二次側(cè)的

功率是如何傳遞的？這種變壓器最合適的電壓比范圍是多大？

3.32同普通兩繞組變壓器比較，自耦變壓器的主要特點(diǎn)是什么？

3.33電流互感器二次側(cè)為什么不許開路？電壓互感器二次側(cè)為什么不許短路？

3.34產(chǎn)生電流互感器和電壓互感器誤差的主要原因是什么？為什么它們的二次側(cè)所接儀

表不能過多？

3.35有一臺單相變壓器，額定容量SN=250八%,額定電壓。皿//"=10/04吐，

試求一、二次側(cè)的額定電流。

兒=會(huì)=需=25(4)6=＞需=625(4)

3.36有一臺三相變壓器，額定容量5可=5000HM,額定電壓￡/四/U2N=10/6.3AV,

Yd聯(lián)接，試求：

(1)一、二次側(cè)的額定電流；

(2)一、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。

⑴心=嬴=瑪=288.7⑷

&=懸=潞=458.2⑷

⑵51%=%=5刀4@)

。2施=〃'=6.3(%丫)

3j=288.7(A)/2(IW=%=45%=264.5(A)

3.37有一臺三相變壓器，額定容量=100左憶4,額定電壓U1w/U2w=l0/04AV，