1、第1章 導論1.1 電機和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅鋼片。 特點：導磁率高。 電路：紫銅線。 特點：導電性能好，電阻損耗小. 電機：熱軋硅鋼片， 永磁材料 鐵氧體 稀土鈷 釹鐵硼 變壓器：冷軋硅鋼片。1.2 磁滯損耗和渦流損耗是什么原因引起的？它們的大小與哪些因素有關？解：磁滯損耗：鐵磁材料在交變磁場作用下反復磁化，磁疇會不停轉動，相互間產生摩擦，消耗能量，產生功率損耗。 與磁場交變頻率f，磁通密度b，材料，體積，厚度有關。 渦流損耗：由電磁感應定律，硅鋼片中有圍繞磁通呈渦旋狀的感應電動勢和電流產生叫渦流，渦流在其流通路徑上的等效電阻中產生的損耗叫渦

2、流損耗。 與磁場交變頻率f，磁通密度，材料，體積，厚度有關。1.3 變壓器電動勢、運動電動勢產生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關？解：變壓器電勢：磁通隨時間變化而在線圈中產生的感應電動勢。 運動電勢：線圈與磁場間的相對運動而產生的et與磁密b，運動速度v，導體長度l，匝數n有關。1.6自感系數的大小與哪些因素有關？有兩個匝數相等的線圈，一個繞在閉合鐵心上，一個繞在木質材料上，哪一個自感系數大？哪一個自感系數是常數？哪一個自感系數是變數，隨什么原因變化？解：自感電勢：由于電流本身隨時間變化而在線圈內感應的電勢叫自感電勢。 對空心線圈： 所以 自感： 所以，l的大小與匝數平方、磁導率、磁路截

3、面積a、磁路平均長度l有關。 閉合鐵心0，所以閉合鐵心的自感系數遠大于木質材料。因為0是常數，所以木質材料的自感系數是常數，鐵心材料的自感系數是隨磁通密度而變化。1.7 在圖1.30中，若一次繞組外加正弦電壓u1、繞組電阻r1、電流i1時，問 （1）繞組內為什么會感應出電動勢？ （2）標出磁通、一次繞組的自感電動勢、二次繞組的互感電動勢的正方向； （3）寫出一次側電壓平衡方程式； （4）當電流i1增加或減小時，分別標出兩側繞組的感應電動勢的實際方向。解：(1) u1為正弦電壓，電流i1也隨時間變化，由i1產生的磁通隨時間變化，由電磁感應定律知產生感應電動勢.(2) 磁通方向：右手螺旋定則，全電

4、流定律方向：阻止線圈中磁鏈的變化，符合右手螺旋定則：四指指向電勢方向，拇指為磁通方向。(3) (4) i1增加，如右圖。i1減小1.8 在圖1.30中，如果電流i1在鐵心中建立的磁通是，二次繞組的匝數是，試求二次繞組內感應電動勢有效值的計算公式，并寫出感應電動勢與磁通量關系的復數表示式。解：(1) (2)1.9 有一單匝矩形線圈與一無限長導體在同一平面上，如圖1.31所示，試分別求出下列條件下線圈內的感應電動勢： （1）導體中通以直流電流i，線圈以線速度從左向右移動； （2）導體中通以電流，線圈不動； （3）導體中通以電流，線圈以線速度從左向右移動。解：關鍵求磁通(1) 同理a+vt處的b值

5、(2) 只有變壓器電勢 n=1 (3) 運動電勢ev變為： （把（1）中的i用代）變壓器電勢變為： 線圈中感應電勢1.10 在圖1.32所示的磁路中，兩個線圈都接在直流電源上，已知、，回答下列問題： （1）總磁動勢f是多少？ （2）若反向，總磁動勢f又是多少？ （3）電流方向仍如圖所示，若在、出切開形成一空氣隙，總磁動勢f是多少？此時鐵心磁壓降大還是空氣隙磁壓降大？ （4）在鐵心截面積均勻和不計漏磁的情況下，比較（3）中鐵心和氣隙中b、h的大小。（5）比較（1）和（3）中兩種情況下鐵心中的b、h的大小。(1) 有右手螺旋定則判斷可知，兩個磁勢產生的磁通方向相反。 (2) （3） 總的磁勢不變仍

6、為 磁壓降 鐵心 空氣隙 雖然 但 空氣隙的磁壓降大 （4）忽略漏磁 而截面積相等 （5）第一種情況大 同理 19 一個帶有氣隙的鐵心線圈（參考圖），若線圈電阻為r，接到電壓為u的直流電源上，如果改變氣隙的大小，問鐵心內的磁通和線圈中的電流i將如何變化？若線圈電阻可忽略不計，但線圈接到電壓有效值為u的工頻交流電源上，如果改變氣隙大小，問鐵心內磁通和線圈中電流是否變化？ 如氣隙增大磁阻增大，如磁勢不變，則減小 在減小 增大 接在交流電源上，同上 直流電源： 不變 但仍然減小。110 一個有鐵心的線圈，電阻為。當將其接入110v的交流電源時，測得輸入功率為90w，電流為，試求此鐵心的鐵心損耗。 電

7、功率平衡可知（或能量守恒），輸入的功率一部分消耗在線圈電阻上，一部分為鐵耗 111 對于圖，如果鐵心用d23硅鋼片疊成，截面積，鐵心的平均長度，空氣隙繞組的匝數為600匝，試求產生磁通時所需的勵磁磁動勢和勵磁電流。 磁密查磁化曲線 氣隙： 磁動勢: = =473.9(a) f=ni i=fn=473.9600=0.79(a)112 設111題的勵磁繞組的電阻為，接于110v的直流電源上，問鐵心磁通是多少？ 先求出磁勢： 是直流電源 不變， 然后根據誤差進行迭代 設則 =551.3-550=1.3 很小，假設正確113 設112題的勵磁繞組的電阻可忽略不計，接于50hz的正弦電壓110v（有效值

8、）上，問鐵心磁通最大值是多少？ e=110v 114 圖1-4中直流磁路由d23硅鋼片疊成，磁路各截面的凈面積相等，為，磁路平均長，（包括氣隙），。己知空氣隙中的磁通量，又，求另外兩支路中的、及。 (查表得到的) 由右側回路可求： =10300(146000.5+1.4649680.2)=10300-(7300+2929.94)=70a =14200.5-1400.2=640(a)第二章 直流電機 21 為什么直流發電機能發出直流電流？如果沒有換向器，電機能不能發出直流電流？ 換向器與電刷共同把電樞導體中的交流電流，“換向”成直流電，如果沒有換向器，電機不能發出直流電。22 試判斷下列情況下，

9、電刷兩端電壓性質（1）磁極固定，電刷與電樞同時旋轉；（2）電樞固定，電刷與磁極同時旋轉。 (1)交流 電刷與電樞間相對靜止，電刷兩端的電壓性質與電樞的相同。 （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，磁場方向不變 是直流。23 在直流發電機中，為了把交流電動勢轉變成直流電壓而采用了換向器裝置；但在直流電動機中，加在電刷兩端的電壓已是直流電壓，那么換向器有什么呢？ 直流電動機中，換向法把電刷兩端的直流電壓轉換為電樞內的交流電，以使電樞無論旋轉到n極下，還是s極下，都能產生同一方向的電磁轉矩24 直流電機結構的主要部件有哪幾個？它們是用什么材料制成的，為什么？這

10、些部件的功能是什么？ 有7個 主磁極 換向極， 機座 電刷 電樞鐵心，電樞繞組，換向器 見備課筆記25 從原理上看，直流電機電樞繞組可以只有一個線圈做成，單實際的直流電機用很多線圈串聯組成，為什么？是不是線圈愈多愈好？ 一個線圈產生的直流脈動太大，且感應電勢或電磁力太小，線圈愈多，脈動愈小，但線圈也不能太多，因為電樞鐵心表面不能開太多的槽，線圈太多，無處嵌放。26 何謂主磁通？何謂漏磁通？漏磁通的大小與哪些因素有關？ 主磁通： 從主極鐵心經氣隙，電樞，再經過相鄰主極下的氣隙和主極鐵心，最后經定子繞組磁軛閉合，同時交鏈勵磁繞組和電樞繞組，在電樞中感應電動勢，實現機電能量轉換。 漏磁通： 有一小部

11、分不穿過氣隙進入電樞，而是經主極間的空氣隙釘子磁軛閉合，不參與機電能量轉換，與飽和系數有關。27 什么是直流電機的磁化曲線？為什么電機的額定工作點一般設計在磁化曲線開始彎曲的所謂“膝點”附近？ 磁化曲線： -主磁通，勵磁磁動勢 設計在低于“膝點”，則沒有充分利用鐵磁材料，即 同樣的磁勢產生較小的磁通，如交于“膝點”，則磁路飽和，浪費磁勢，即使有較大的，若磁通基本不變了，而我的需要是（根據e和公式）選在膝點附近好處：材料利用較充分可調性好穩定性較好。電機額定點選在不飽和段有兩個缺點：材料利用不充分磁場容易受到勵磁電流的干擾而不易穩定。選在飽和點有三個缺點：勵磁功率大增磁場調節困難電樞反應敏感28

12、 為什么直流電機的電樞繞組必須是閉合繞組？ 直流電機電樞繞組是閉合的，為了換向的需要，如果不閉合，換向器旋轉，電刷不動，無法保證正常換向。29 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？它在實際電機中的位置在何處？電樞上幾何中性線：相臨兩點極間的中性線 換向器上幾何中性線：電動勢為零的元件所接兩換向片間的中心線 由元件結構決定，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。 實際電機中。210 單疊繞組與單波繞組在繞法上、節距上、并聯支路數上的主要區別是什么？ 繞法上： 單疊：任意兩個串聯元件都是后一個疊在前一個上面 單波：相臨兩串聯元

13、件對應邊的距離約為形成波浪型 節距上： （單疊） 并聯支路數 2a=2p(單疊) 2a=z(單波)211 直流發電機的感應電動勢與哪些因素有關？若一臺直流發電機的額定空載電動勢是230v，試問在下列情況下電動勢的變化如何？ （1）磁通減少10%； （2）勵磁電流減少10%； （3）磁通不變，速度增加20%；（4）磁通減少10%，同時速度增加20%。 直發： （1）減少10，則 即 （2）勵磁電流減少10，如果飽和，則不變，e也不變，如沒有飽和，則也減少10，=207(v) 207e230v (3) (4) 212 一臺4極單疊繞組的直流電機，問： （1）如果取出相鄰的兩組電刷，只用剩下的另外兩

14、組電刷是否可以？對電機的性能有何影響？端電壓有何變化？此時發電機能供給多大的負載（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？此時發電機能供給多大的負載？ （3）若只用相對的兩組電刷是否能夠運行？（4）若有一極失磁，將會產生什么后果？ (1)取出相臨的兩組電刷，電機能夠工作，此時，電樞感應電動勢不受影響，但電機容量會減小；設原來每條支路電流為i，4條支路總電流為4i，現在兩條支路并聯，一條支路電阻為另一條支路的3倍，因此兩條并聯總電流為i+i=i，現在電流與原來電流之比為i：4i=，因此容量減為原來容量的 (2)只有一個元件斷線時，電動勢不受影響，元件斷線的那條支路

15、為零，因此現在相當于三條支路并聯，總電流為原來的 (3)若只用相對的兩組電刷，由于兩路電刷間的電壓為零，所以電機無法運行。 (4)單疊：由于電刷不動，若有一磁極失磁，則有一條支路無電勢，電刷間無感應電動勢，電機內部產生環流，電機不能運行。213 如果是單波繞組，問212題的結果如何？ (1)只用相鄰兩只電刷，電機能工作，對感應電勢和電機容量均無影響，僅取一只電刷時，因仍是兩條支路并聯，所以電機還能工作，對電動勢和電機容量均無影響。 (2)一個元件斷線，對電動勢無影響，由于僅剩下一條支路有電流，電流為原來的，容量減為原來的 (3)只用相對的兩只電刷時，由于兩只電刷為等電位，電壓為零，因此電機無法

16、運行。 (4)單波失去一個磁極，感應電動勢減小，容量減小且內部產生環流。 214 何謂電樞反應？電樞反應對氣隙磁場有何影響？直流發電機和直流電動機的電樞反應有哪些共同點？又有哪些主要區別？ 電樞反應：電樞磁場對勵磁磁場的作用 交軸電樞反應影響：物理中性線偏離幾何中性線 發生疇變 計及飽和時，交軸有去磁作用， 直軸可能去磁，也可能增磁。 使支路中各元件上的感應電動勢不均。 發電機：物理中性線順電機旋轉方向移過一個不大的角 電動機：物理中性線逆電機旋轉方向移過一個不大的角直軸電樞反應影響：電動機：電刷順電樞轉向偏移，助磁，反之去磁215 直流電機空載和負責運行時，氣隙磁場各由什么磁動勢建立？負載時

17、電樞回路中的電動勢應由什么樣的磁通進行計算？ 空載：僅由勵磁磁動勢建立，負載：由和ax共同建立： 由每極合成磁通計算，即負載磁通計算，負載時，導體切割的是負載磁通（即合成磁通）216 一臺直流電動機，磁路是飽和的，當電機帶負載以后，電刷逆著電樞旋轉方向移動了一個角度，試問此時電樞反應對氣隙磁場有什么影響？ 電動機電刷逆電樞轉向移動，直軸電樞反應去磁，交軸電樞反應總是去磁的217 直流電機有哪幾種勵磁方式？分別對不同勵磁方式的發電機、電動機列出電流、的關系式。 四種勵磁方式：他勵，并勵，串勵，復勵 電動機：他勵： 并勵： 串勵： 復勵： 短復勵 ， 長復勵 發電機：他勵： 并勵： 串勵： 復勵：

18、 短復勵218 如何判別直流電機是運行于發電機狀態還是運行于電動機狀態？它們的、的方向有何不同？能量轉換關系如何？ 如所受電磁力的方向與電樞轉向相同即為電動機狀態，反之為發電機狀態。 電動機：與n方向相同，是驅動轉矩，與u方向相反，是反電動勢，方向流向電樞，與方向相反。只有輸入電能，克服反電勢，才能產生電樞電流，進而產生電磁轉矩。 發電機：與n方向相反，是阻力轉矩，e與u方向相同，與方向相同，發出電功率，為克服阻力轉矩，不斷輸入機械能，才能維持發電機以轉n旋轉，發出電能。219 為什么電機的效率隨輸出功率不同而變化？負載時直流電機中有哪些損耗？是什么原因引起的？為什么鐵耗和機械損耗可看成是不變

19、損耗？ 電機銅耗隨輸出功率變化，所以效率隨輸出功率變化，負載時有：銅耗，鐵耗，機械損耗。銅耗：電樞繞組銅耗和勵磁繞組銅耗。，鐵耗：交變磁場引起渦流損耗和磁滯損耗機械能：抽水，電刷摩擦損耗鐵耗和機械耗和附加損耗與負載電流無關 認為是不變損耗220 直流發電機中電樞繞組元件內的電動勢和電流是交流的還是直流的？若是交流的，為什么計算穩態電動勢時不考慮元件的電感？ 都是交流的通過電刷引出的感應電動勢是直流，不考慮元件電感221 他勵直流發電機由空載到額定負載，端電壓為什么會下降？并勵發電機與他勵發電機相比，哪一個的電壓變化率大？ 空載時：他勵發電機端電壓u=e=負載時： 電壓下降并勵下降大，隨著電壓下

20、降，減小，下降，端電壓更加下降222 若把直流發電機的轉速升高20%，問在他勵方式下運行和并勵方式下運行時，哪一種運行方式下空載電壓升高的較多？ 空載電壓 他勵時，n升20，e升20并勵時，n增加 e增加，增加，增加，e除n增大外，也增大，并勵時，空載電壓升較多。245 已知某直流電動機銘牌數據如下：額定功率，額定電壓，額定轉速，額定效率。試求該電機的額定電流。 解： =385.2 (a)246 已知直流發電機的額定功率，額定電壓，額定轉速，試求電機的額定電流。247 一臺直流發電機的數據：，總導體數，并聯支路數，運行角速度是，每極磁通。試計算 （1）發電機的感應電動勢； （2）當轉速，但磁通

21、不變時發電機的感應電動勢； （3）當磁通變為時發電機的感應電動勢。 解：(1) =130.0392 =611.5v(2)e=130.0392900=458.6v(3)e=130.0435900=509v248 一臺4極、230v、的他勵直流發電機，如果每極的合成磁通等于空載額定轉速下具有額定電壓時每極的磁通，試求當電機輸出額定電流時的電磁轉矩。解： 250 試計算下列繞組的節距，和，繪制繞組展開圖，安放主極及電刷，求并聯支路對數。 （1）右行短距單疊繞組：，； （2）右行整距單疊繞組：，； （3）左行單波繞組：，； （4）左行單波繞組：，。251 一臺直流發電機，每元件匝數，當、時試求正負刷間

22、的電動勢。 解： = 8.42=4.2 252 一臺直流發電機，當，每極磁通時，試求： （1）若為單疊繞組，則電樞繞組應有多少導體？ （2）若為單波繞組，則電樞繞組應有多少導體？ 解：(1) 單疊 a=4 根 (2)單波：a=1 根253 一臺直流電機，每元件電阻為，當轉速時，每元件的平均電動勢為10v。問當電樞繞組為單疊或單波時，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： 電刷端電壓u=3010=300v電樞繞組電阻 單波繞組：每支路元件數： 電刷端電壓：u=1060=600v電樞繞組電阻：=254 一臺2極發電機，空載時每極磁通為，每極勵磁磁動勢為3000a。現設

23、電樞圓周上共有電流8400a并作均勻分布，已知電樞外徑為若電刷自幾何中性線前移機械角度，試求： （1）每極的交軸電樞磁動勢和直軸電樞磁動勢各為多少？ （2）當略去交軸電樞反應的去磁作用和假定磁路不飽和時，試求每極的凈有磁動勢及每極下的合成磁通。255 有一直流發電機，每個元件的串聯匝數，電刷在幾何中性線上，試計算額定負載時的線負荷a及交軸電樞磁動勢。256 一臺并勵直流發電機，單波繞組，電樞導體總數根，額定勵磁電流，空載額定電壓時的磁通。電刷安放在幾何中性線上，忽略交軸電樞反應的去磁作用，試求額定負載時的電磁轉矩及電磁功率。 解： 257 一臺并勵直流發電機，電樞電路各繞組總電阻，勵磁繞組每極

24、匝數匝，勵磁繞組電阻。當轉速為時，測得電機的空載特性如下表： u0/v44104160210230248276i/a037091145200223251335試求：（1）欲使空載產生額定電壓，勵磁回路應串入多大電阻？ （2）電機的電壓調整率；（3）在額定運行情況下電樞反應的等效去磁磁動勢。259 一臺4極并勵電動機，主極繞組每極2800匝，總勵磁電阻。電機在時的空載特性如下：i/a020304050607080910u0/v75110140168188204218231240 當額定負載時，電樞電流為76a，此時電樞反應的去磁磁動勢用并勵繞組的電流表示時為，試求： （1）額定負載下的轉速； （

25、2）若在此電機中的每個主極裝設匝的串勵繞組（積復勵或差復勵兩種情況），這時電樞電路的總電阻，試求額定負載下的轉速。260 兩臺完全相同的并勵直流電機，機械上用同一軸聯在一起，并聯于230v的電網上運行，軸上不帶其它負載。在時空載特性如下：i/a1314u0/v18671959 現在，電機甲的勵磁電流為，電機乙的為，轉速為，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻）均為，若忽略電樞反應的影響，試問： （1）哪一臺是發電機？哪一臺為電動機？（2）總的機械損耗和鐵耗是多少（3）只調節勵磁電流能否改變兩機的運行狀態（保持轉速不變）？（4）是否可以在時兩臺電機都從電網吸取功率或向電網送出功率？解：(1)甲臺電機

26、在時的電動勢為195.9v, 乙臺電機在時的電動勢為186.7v, 甲臺電機在時電動勢 () 乙臺電機在時電動勢： 230v 230v 甲為發電機，乙為電動機。 (2)電動機： 發電機： 兩臺電機總的機械耗和鐵耗為： 電動機： 發電機： 總的機械耗和鐵耗：(3)要改變兩臺電機運行狀態并保持轉速不變，應減小甲臺電機的勵磁電流，同時增加乙臺電機的勵磁電流，當兩臺電機的勵磁電流相同時，兩臺電機都是電動機，最后乙為發電機，甲為電動機。(4)都可以通過從電網吸收電功率成為電動機，但不能都成為發電機，因為沒有原動機，即沒有輸入機械能，無法輸出電能。261一直流電機并聯于電網上運行，已知，根，電樞回路總電阻

27、（包括電刷接觸電阻），雜散損耗，試問：此直流電機是發電機還是電動機運行？計算電磁轉矩和效率。 解：（1）=205（v）220v 總電動機運行。 （2） （3）=88.24+1.83=90.07(a) =20588.24-276-379-0.86=17263.79(w)100=100=87.12或者：=0.8619815.4=170.41()=17263.7()262一臺、220v的并勵電動機，額定效率，電樞回路的總電阻（包括電刷接觸電阻），并勵回路電阻。今欲使起動電流限制為額定電流的倍，試求起動變阻器電阻應為多少？若起動時不接起動電阻則起動電流為額定電流的多少倍？263一臺并勵電動機，（包括電

28、刷接觸電阻）。在額定負載時突然在電樞回路中串入電阻，若不計電樞回路中的電感和略去電樞反應的影響，試計算此瞬間的下列項目： （1）電樞反電動勢； （2）電樞電流； （3）電磁轉矩；（4）若總制動轉矩不變，求達到穩定狀態的轉速。 (1) 在電樞串入電阻的瞬間，和n不變，電動勢不變不變，不變，由于慣性，n不變（加講串電阻調速過程）(2) (3) 或者：不變 (4) 總制動轉矩不變， 不變。 電樞電流不變 264并勵電動機的，。已知電樞電阻為，試求： （1）電動機的額定輸出轉矩； （2）在額定電流時的電磁轉矩； （3）電機的空載轉速；（4）在總制動轉矩不變的情況下，當電樞回路串入電阻后的穩定轉速.解：

29、(1) (2) (3) 空載轉速(4)總制動轉矩不變，不變， 265一臺并勵電動機，（包括電刷接觸電阻），。若總制動轉矩不變，在電樞回路串入一電阻使轉速降低到，試求串入電阻的數值、輸出功率和效率（假設）。 解：(1) 即01156450=11075（0.08+）求解得266串勵電動機，電樞回路各繞組電阻，一對電刷接觸壓降。若制動總轉矩為額定值，外施電壓減到150v，試求此時電樞電流及轉速（假設電機不飽和）。 解：(1)是串勵 又總制動轉矩保持為額定值 為常數，(2) (條件不變)否則：267某串勵電動機，（包括電刷接觸電阻），欲在負載制動轉矩不變條件下把轉速降到，需串入多大電阻？ 解：總制動轉

30、矩不變 不變，不變第三章 變壓器31 變壓器有哪幾個主要部件？各部件的功能是什么？ 變壓器的主要部件:鐵心:磁路,包括芯柱和鐵軛兩部分繞組:電路油箱:加強散熱，提高絕緣強度套管:使高壓引線和接地的油箱絕緣32 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.33 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比空氣好，所以將鐵心和繞組浸在變壓器油中可加強散熱和提高絕緣強度.34 變壓器有哪些主要額定值？一次、二次側額定電壓的含義是什么？

31、 額定值 ,:一次繞組端子間電壓保證值:空載時,一次側加額定電壓,二次側測量得到的電壓35 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:同時交鏈一次，二次繞組,但是能量從一次側傳遞到二側的媒介,使,實現變壓功能漏磁通:只交鏈自身繞組,作用是在繞組電路中產生電壓降,負載時影響主磁通, 和二次電壓的變化,以及限制二次繞組短路時短路電流的大小,在等效電路中用反應磁通的作用,用,反應漏磁通的作用37 為了得到正弦感應電動勢，當鐵心不飽和與飽和時，空載電流應各呈何種波形？為什么？ 鐵心不飽和時,空載電流與成正比,如感應電勢成正弦,則也為正弦變化，也為正弦鐵心飽和

32、時: 為尖頂波,見圖3.839 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？負載時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： 空載損耗 空載時很小，可忽略 短路試驗時外施電壓很小, 很小, 很小 鐵耗很小,可忽略鐵耗, 負載時：與空載時無差別，這是因為當f不變時，負載與空載時一次繞組側施加的電壓基本不變，基本不變，則不變損耗，嚴格說，空載時，漏抗壓降大磁密略低，鐵耗略少些：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，負載真正的銅耗比短路時側略小。311 分析變壓器有哪幾種方法？它們之間有無聯系？為什么？ 解：分析變壓器有

33、三種方法：基本方程式，等效電路和相量圖，三者有聯系，他們的物理本質是一樣，都反映了變壓器內部的電磁關系，在進行定量計算時，宜采用等效電路和方程式，定性的給各物理量間關系時，可用相量圖。312 一臺變壓器，原設計的額定頻率為50hz，現將它接到60hz的電網上運行，額定電壓不變，試問對勵磁電流、鐵耗、漏抗、電壓變化率等有何影響？解：也50變為60，額定電壓不變。 變為原來的，則變為原來的勵磁電流減小，即，為原來的 雖然頻率變為原來的倍，但頻率的1.6次方與鐵耗成正比但減小倍，減小倍，但的平方與成正比最終仍是鐵耗減小，即勵磁電抗 ，飽和程度降低， 漏電抗： 為漏磁路磁導可認為是常數 隨頻率增大而增

34、大。電壓變化率，313 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倍的電網上運行，問此時變壓器的空載電流、勵磁電抗、漏電抗及鐵耗等將如何變化？為什么？ 解： 原來現在 與3.12一樣如改為60hz電力變壓器，接到50hz電網上，電壓為倍，則現在 (1)磁通未變 不變(2)不變 飽和程度不變 不變 故 減小為原來的倍(3) 也減小為原來的倍，副方電抗也一樣，(4) 不變 隨的減小而減小。314 在變壓器高壓方和低壓方分別加額定電壓進行空載試驗，所測得的鐵耗是否一樣？計算出來的勵磁阻抗有何差別？ 在高壓方和低壓方做空載試驗，只要都加額定電壓，由于這兩種情況下主磁通

35、是相等的；原因是 鐵損耗相等在高壓方做： 為電壓，為在高壓側測得的空載電流。在低壓方做： 為低壓方做空載試驗時所測得的電壓，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之比，即又磁通相等，兩種情況磁勢相同， 315 在分析變壓器時，為何要進行折算？折算的條件是什么？如何進行具體折算？若用標么值時是否還需要折算？ (1)變壓器一，二次繞組無直接電聯系，且一，二次繞組匝數不等，用設有經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，因為二次繞組通過其磁動勢對一起繞組起作用，只要保持不變，就不會影響一次繞組的各個量(3)具體方法是將二次繞組的匝數折合到與一

36、次繞組相同的匝數，即 ， ，(4)若用標么值時不需要折算，因為用標么值表示時折算前后數值相等例316 一臺單相變壓器，各物理量的正方向如圖3.1所示，試求： （1）寫出電動勢和磁動勢平衡方程式；（2）繪出時的相量圖。(1) (要注意方向，如與圖中相反，則為：)令， （沒有“”號）（沒有“”號）， (2) 時相量圖335 有一臺單相變壓器，額定容量，額定電壓，試求一、二次側的額定電流。 336 有一臺三相變壓器，額定容量，額定電壓，yd聯接，試求： （1）一、二次側的額定電流； （2）一、二次側的額定相電壓和相電流。 (1) (2) 337 有一臺三相變壓器，額定容量，額定電壓，yyn聯接，試求

37、： （1）一、二次側的額定電流；（2）一、二次側的額定相電壓和相電流。(1) (2) 338 兩臺單相變壓器，一次側的匝數相等，但空載電流。今將兩變壓器的一次側繞組順極性串聯起來，一次側加440v電壓問兩變壓器二次側的空載電壓是否相等？ 且一次側匝數相等而 且電壓和匝數相等現將兩臺的一次繞組順極性串聯起來，則 即 由于變 壓器i的磁阻為變壓器ii的2倍。i的主磁通是ii的 ，即 而 339 有一臺單相變壓器，當在高壓側加220v電壓時，空載電流為，主磁通為。今將x、a端聯在一起，ax端加330v電壓，此時空載電流和主磁通為多少？若將x、x端聯接在一起，在aa端加110v電壓，則空載電流和主磁通

38、又為多少？ 解：(1)設高壓繞組為匝，低壓繞組為匝則原來主磁通： 現在匝數為（z，a端連在一起） 主磁通沒變，勵磁磁勢而 (2)若將z，x連在一起，則匝數為：現在的主磁通 不變勵磁磁勢不變而 340 有一臺單相變壓器，額定容量，高、低壓側額定電壓。鐵柱有效截面積為，鐵柱中磁通密度的最大值，試求高、低壓繞組的匝數及該變壓器的變比。 解：341 有一臺單相變壓器，額定容量為5kva，高、低壓側均由兩個繞組組成，一次側每個繞組的額定電壓為，二次側每個繞組的額定電壓為，用這個變壓器進行不同的聯接，問可得幾種不同的變比？每種聯接時的一、二次側額定電流為多少？ 共有4種：1：兩高壓繞組串聯，兩低壓繞組串聯

39、 2：兩高壓繞組串聯，兩低壓繞組并聯 3：兩高壓繞組并聯，兩低壓繞組串聯 4：兩高壓繞組并聯，兩低壓繞組并聯 ， 342 將一臺1000匝的鐵心線圈接到110v、50hz的交流電源上，由安培表和瓦特表的讀數得知、，把鐵心取出后電流和功率就變為100a和10kw。設不計漏磁，試求： （1）兩種情況下的參數、等效電路；（2）兩種情況下的最大值。 (1)有鐵心時： 無鐵心時： (2) 343 有一臺單相變壓器，額定容量，額定電壓，。一二次側繞組的電阻和漏電抗的數值為：；，試求： （1）折算到高壓側的短路電阻、短路電抗及短路阻抗； （2）折算到低壓側的短路電阻、短路電抗及短路阻抗 （3）將上面的參數用

40、標么值表示； （4）計算變壓器的阻抗電壓及各分量； （5）求滿載及、（滯后）及（超前）等三種情況下的，并對結果進行討論。 (1) (2)折算到低壓測： (3)阻抗機值： (4) 也可以，但麻煩。 (5) 是滿載 (a) (b) (滯后) (c) (超前) 說明：電阻性和感性負載電壓變化率是正的，即負載電壓低于空載電壓，容性負載可能是負載電壓高于空載電壓。344 有一臺單相變壓器，已知：，匝，匝； 當（滯后）時，二次側電流，試求： （1）用近似“”型等效電路和簡化等效電路求及，并將結果進行比較；（2）畫出折算后的相量圖和“t”型等效電路。 (1) p型等效電路 簡化等效電路p型：設則 = = =

41、 = =21230.78+j1000.95= 用簡化等效電路：（不變） 比較結果發現，電壓不變，電流相差2.2，但用簡化等效電路求簡單 。 t型等效電路345 一臺三相變壓器，yd11接法，變比。忽略勵磁電流，當帶有（滯后）的負載時，求、。 設 則（見上題） (滯后) 346 一臺三相電力變壓器，額定數據為：，yy接法。在高壓方加電壓進行短路試驗，。試求： （1）短路參數、；（2）當此變壓器帶，（滯后）負載時，低壓方電壓。 (1)求出一相的物理量及參數，在高壓側做試驗，不必折算 (2)方法一： 方法二：利用簡化等效電路設 則 = 解得： （v）347 一臺三相電力變壓器的名牌數據為：，yd11

42、接法， 。試求： （1）型等效電路的參數，并畫出型等效電路； （2）該變壓器高壓方接入110kv電網，低壓方接一對稱負載，每相負載阻抗為，求低壓方電流、電壓、高壓方電流。 答案 與例3.5一樣348 一臺三相變壓器，yd11接法。在低壓側加額定電壓作空載試驗，測得，。在高壓側作短路試驗，短路電流，試求：（1）用標么值表示的勵磁參數和短路參數； （2）電壓變化率時負載的性質和功率因數； （3）電壓變化率最大時的功率因數和值； （4）（滯后）時的最大效率。先求出一相的物理量（a） 折算到高壓側： 短路參數： (2) 是容性負載 （超前）（3） （感性）(滯后)(4) (即時效率最大)= =0.06

43、124349 有一臺三相變壓器，yd11聯接組。變壓器的空載及短路試驗數據為：試驗名稱線電壓 u1/v線電流 i1/a三相功率p/w備注空載6300746800電壓加在低壓側短路550323318000電壓加在高壓側試求： （1）變壓器參數的實際值及標幺值；（2）求滿載（滯后）時，電壓調整率及二次側電壓和效率； （3）求（滯后）時的最大效率。解： 空載低壓側 變比 短路參數計算： (2) (3) 350 一臺三相變壓器，yy聯接，短路阻抗，負載阻抗，試求： （1）一次側加額定電壓時，一二次側電流和二次側電壓； （2）輸入、輸出功率及效率。 (1) 設 （2） 3.51(a) 聯結組別為：yy1

44、0（b） 聯結組別：yd3 (c) 聯結組別：dy1(4) 聯結組別：dd6第五章 異步電機51 什么叫轉差率？如何根據轉差率來判斷異步機的運行狀態？ 轉差率為轉子轉速與同步轉速之差對同步轉速之比值 為發電機狀態。 為電動機狀態，為電磁制動狀態。52 異步電機作發電機運行和作電磁制動運行時，電磁轉矩和轉子轉向之間的關系是否一樣？怎樣區分這兩種運行狀態？ 發電機運行和電磁制動運行時，電磁轉矩方向都與轉向相反，是制動轉矩；但發電機的轉向與旋轉磁場轉向相同，轉子轉速大于同步速，電磁制動運行時，轉子轉向與旋轉磁場轉向相反。53 有一繞線轉子感應電動機，定子繞組短路，在轉子繞組中通入三相交流電流，其頻率

45、為，旋轉磁場相對于轉子以（為定、轉子繞組極對數）沿順時針方向旋轉，問此時轉子轉向如何？轉差率如何計算？ 假如定子是可轉動的，那么定子應為順時針旋轉（與旋轉磁場方向相同）但因定子固定不動不能旋轉，所以轉子為逆時針旋轉。 （為轉子轉速）54 為什么三相異步電動機勵磁電流的標幺值比變壓器的大得多？ 在額定電壓時異步機空在電流標么值為30左右，而變壓器的空載電流標么值為50左右。這是因為異步機在定子和轉子之間必須有空隙，使轉子能在定子內圓內自動轉動，這樣異步機的磁路磁阻就較大，而變壓器磁路中沒有氣隙，磁阻小，因此，相對變壓器而言，異步電動機所需勵磁磁動勢大，勵磁電流大。55 三相異步電機的極對數、同步轉速、轉子轉速、定子頻率、轉子頻率、轉差率及轉子磁動勢相對于轉子的轉速之間的相互關系如何？試填寫下表中的空格。1500.03210005018006035600-50031000-0.24501 相對于轉子的轉速 相對于定子的轉速56 試證明轉子磁動勢相對于定子的轉速為同步速度。轉子磁勢是由轉子三相（或多相）對稱繞組感應的三相（或多相）對稱電流產生的一個旋轉