电机与电气控制技术-许翏-课后答案.doc

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第一章 变压器

1-1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。
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则。
3）由交变磁通φ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。
1-2 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势，其空载电压为。
1-3 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，致使励磁电流很小。
1-4 一台单相变压器，额定电压为220V／110V，如果将二次侧误接在220V电源上，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φm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＝4.44fw2φm因此φm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-5一台单相变压器，额定容量SN＝250kV·A，额定电压U1N／U2N＝10kV／0.4kV，试求一、二次侧额定电流为I1N、、I2N。
解：原边额定电流
I1N=SN /U1N=250/10=25A
副边额定电流
I2N=SN /U2N=250/0.4=625A

1-6有一台三相变压器，SN＝250Kv·A，U1N／U2N＝6kV／0.4kV，Yyn联结，求一、二次绕组的额定电流。
解：原边额定电流
I1N=SN /U1N=250/×6=24A
副边额定电流
I1N=SN /U2N=250/×0.4=361A
1-7有一台三相变压器，SN＝5000kV·A，U1N／U2N＝10.5kV／6.3kV，Yd联结，求一、二次绕组的额定电流。
解：原边额定电流
I1N=SN /U1N=5000/×10.5=275A
副边额定电流
I1N=SN /U2N=5000/×6.3=458.2A
1-8如图l-28为变压器出厂前的“极性”试验。在A-X间加电压，将X、x相连，测A、a间的电压。设定电压比为220V／110V，如果A、a为同名端，电压表读数是多少？如A、a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
1-9 试用相量图判断图1-29的联结组号。
解： Yd11

1-10有一台三相变压器，其一、二次绕组同名端及标志如图1-30所示，试把该变压器联结成Yd7和Yy4。
解：Yy4

Yd7

1-11 三相变压器的一、二次绕组按图l-31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。
解：a)Y/△-7 b)Y/Y-4 c) △/Y-9 d) △/△-9
1-l2 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-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？
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-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-15 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）为满足不同焊接材料和不同焊件要求，焊接电流可在一定范围内调节。
4）短路电流不应过大，且焊接电流稳定。
基于上述要求，弧焊变压器具有较大的电抗，且可以调节。为此弧焊变压器的一、二次绕组分装在两个铁心柱上。为获得电压迅速下降的外特性，以及弧焊电流可调，可采用串联可变电抗器法和磁分路法，由此磁生出带电抗器的弧焊变压器和带磁分路的弧焊变压器。

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