t

由大連埋工大學(xué)唐介主編的《電機(jī)與拖動》教籽已由高等教育出版社出版發(fā)

行;為了給使用該教材的學(xué)生提供復(fù)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的幫助，我仃編寫了本書作

為與垓教科配套的教學(xué)參考書2本書也可供教師各攝和批改作業(yè)時參考2

本書包含了《電機(jī)與拖動》上篇“電機(jī)與拖動，基礎(chǔ)”的全部內(nèi)容“拿次與教

材一致,每章分“基本要求”、“思考題解答”和“練習(xí)題解答”三部分。

“基本妻求”說明了對各部分內(nèi)容的要求，箕中重點部分屬于''掌握”的

內(nèi)容，其余屬干“了解”的內(nèi)容C

“思考題解答”給出了配套教材中全部思考題的解答，這些思考題多為基

本概念題，可供課堂討論、教師提問和課后復(fù)習(xí)用。

“練習(xí)題解答”給出了配音教材中全部練習(xí)題的解題過程和答案，書中圖

號則按本書順序編號0

學(xué)習(xí)知鞏和培養(yǎng)能力只有在端正學(xué)習(xí)態(tài)度的前提下通過科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和

刻苦努力才能實現(xiàn)，希望讀者能合理利用本書，對學(xué)習(xí)起到指導(dǎo)和輔導(dǎo)的

作用。

參加本書編寫的有■唐介（主編）、劉婉（1,2章）、徐占國（3、4章）、劉鳳春

（5、6章）、劉文琦（7、8章）、劉華毅（9、10章）。

本書經(jīng)大連理工大挈馬鑒教授仔細(xì)甯閱，提出了寶管的修改意見，在此謹(jǐn)

表示衷心感謝：

由于肝間倉促、學(xué)識有眼，難免存在不定和不妥之處，歡迎讀者給予批甘

指正“

編者

2004年4月

目素

第1章磁路.......................................................1

第2章變壓器....................................................7

第3章異步電機(jī)的基本理論......................................23

第4章異步電動機(jī)的電力拖動....................................33

第5章同步電機(jī)的基本理論............................4X

第6章同步電動機(jī)的電力拖動....................................60

第7章直流電機(jī)的基本理論......................................67

第8章直流電動機(jī)的電力施動..................................78

第9章控制電機(jī)................................................91

第10章電動機(jī)的選擇............................................97

第H章電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)...............................103

第1章磁路

一、基本要求

1.了解磁場的基本物理量。

2.了解物質(zhì)在磁性能方面的特點：

3.掌握磁路歐姆定律，了解磁路基爾霍夫定律，了解直流無分支磁路的

計算e

4,了解侏心線圈電路中電壓與電流的關(guān)系和功率關(guān)系，掌握鐵損耗的形

成和減少鐵損耗的主要方法.

二、思考題解答

1.3(1)磁路的結(jié)構(gòu)一定，陵路的磁阻是否一定，即磁路的磁阻是否是

線性的？

答由于酸性材料的磁導(dǎo)率/不是常數(shù)，B與〃不是正比關(guān)系，因此,

磁路的結(jié)構(gòu)(即尺寸、形狀和材料)一定時,磁路的磁阻并非一定，即磁路的磁

阻是非線性的°

1.3(2)當(dāng)磁路中有幾個磁通勢同時作用時，磁路計算能否用疊加定理？

答由于磁路是非線性的，因此不能用疊加定理,

1.4(1)教材圖1.4.1所示交流鐵心線圈，漏阻抗可忽略不計，電壓的有

效值不變.而將鐵心的平均長度增加一倍，試間鐵心中主資通最大值。的大

小是否變化？如果是直流鐵心線圈，鐵心中的主磁通0的大小是否變化？

答增加鐵心的長度是不會改變鐵心中主磁通最大值叱”的。因為在忽珞

漏阻抗時，0.尸]⑼，即中匠與磁路的兒何尺寸無關(guān)v如果是直流鐵心線

圈,鐵心的長度增加一倍，在相同的磁通勢下，由于磁阻增加了，主磁通就要

減小2

1.4(2)兩個匝數(shù)相同QY]=,%)的鐵心繞圈，分別接到電壓值相等(齒二

優(yōu))，而頻率不同(方＞人)的兩個交流電源匕時，試分析的個線圈中的主磁通

明m和中2m誰大誰小(分析時可忽略線圈的漏阻抗)。

答根據(jù)/=三/可知%n＜。

1.4(3)宜流電流通過電路時，會在電阻中產(chǎn)生功率損耗，恒定磁通通

過磁路時，會不會產(chǎn)生功率損耗"

答恒定磁通通過磁路時，不會在磁路中產(chǎn)生功率損耗。這是因為磁路中

的功率損耗即鐵損耗，如果磁通不變化，就不會在鐵心中產(chǎn)生渦流和磁滯現(xiàn)

象，也就不會產(chǎn)生渦流損耗和避滯損耗，即不會產(chǎn)生鐵損耗。

1.4(4)交流鐵心線圈，電壓大小保持小變，向頻率由50Hz增加到

60Hz.設(shè)a=2.0,試問該磁路中的鐵損耗是增加了還是減小了？

答忽略線圈的漏阻抗，則6n=益防，，由50H2增加至欣Hz,文。和

限將減少至原來的土，由公式PFe=(RJ%+K/2產(chǎn)琮內(nèi)可知將減少C

三、練習(xí)題解答

1.2.1求下述兩種情況下待鋼中的磁場強(qiáng)度和磁導(dǎo)率：(1)3=0.5丁;

(2)B=1.3T,并比較飽和與不飽和兩種情況下譙的〃大,

解本題目的是為了比較在磁路不飽和與魅路飽和兩種情況下，磁性物質(zhì)

的導(dǎo)磁能力。

(1)8=0.5T時

由磁化曲愛音得月=4A/Cm,因此

產(chǎn)=.二—H/m=0,00125H/m

(2)B=1.3TD't

由磁化曲線查得H=16A/cm,因此

B￡3

〃=?=H/m=0.0008125H/m

H16x10*

由于"=0.5T時，磁路未飽和，3=1,3T時，磁路已飽和，可見.磁路

不飽和時〃大C

1.2.2已知硅鋼(含硅4%)的〃=4A/cm,鑄鐵的〃=9A/cm。求它們的

日和"，并比較誰的導(dǎo)磁能力強(qiáng)V

解本題目的是為r比較砰鋼和鑄鐵兩種磁性材料的導(dǎo)磁能力。

(I)硅鋼，，=4AAm時

由筱化曲線查得T,而且磁路已飽和°由此求得

2

,ti=患=J，；&H/m=0.0027511/in

(2)鑄鐵，H=9A/cm時

內(nèi)磁化曲線查得8=0.2T,而且磁路未飽和°由此求得

戶=4=裳2H/m=0.000222H/m

產(chǎn)H9x1/

可見，硅鋼的導(dǎo)磁能力強(qiáng)。_____—

13.1在如圖】?】所示磁路中,鐵心的平均長M|

度”lOOcm,鐵心各處的截面積均為工二10cm2,叮廣

空氣隙長度/0=1當(dāng)磁路中的磁通為0.0012Wb卜--------二/

時.鐵心中磁場強(qiáng)度為6A/cme試求鐵心和空氣

隙部分的磁阻、磁位差和線圈的磁通勢。超1」

解本題目的是為了了解磁路的磁阻、磁位差和磁通勢“

取逐路空氣隙部分的截面積與鐵心的截面積相同，因而，遨路各處的磁感

應(yīng)強(qiáng)度為

00.0012

彳一lOxlO：4T=1.2T

鐵心的磁導(dǎo)率為

Me=掾=:L：-,H/rn=0.2X102H/m

,cHe6xIO

鐵心和氣隙部分的隨陰為

_ie10(JxIO-3J6

Blc=芯-0.2xIo-WloT7歷二H-=0.5xICH-

/o1x10-2

、，，.^r—，一.一.■一[1=7.96x1c6H-]

幺祖-4nxicT'x10x10"

鐵心和氣隙部分的磁位差為

憶=H4=6xl00A二600A

%=H%=9lo=r4^x1xlO-2A=9550A

4kx1。

線圈的磁通勢為

f'=Umc+UM=(600+9550)A-10150A

1.3.2在一個鑄鋼制成的閉合鐵心上繞有一個01數(shù)AZ1000的線圖，鐵

心的截面積、=205乙鐵心的平均長度2=50皿。若要在鐵心中產(chǎn)生中=

0.002Wh的磁通，試問線圈中應(yīng)通人多大的直流電流，如果制作時不注意使

鐵心中出現(xiàn)一長度"=0.20cm的氣隙，若耍保持磁通不變，通人線圈的直流

電流應(yīng).增?多少？這時空氣隙的橫阻為多少？

3

解本題目的是為rr解空氣隙的存在對磁路的影響。

（1）無氣隙時

株心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

口①0.0021.下

H=-=---------3I=【I

A20x10-4

由酸化曲線查得，=9.2A/cm：,因而磁通勢

F=m=9.2x必50乂10-2A=?0A

線圈電流

（2）有氣隙時

氣隙中的磁場強(qiáng)度為

〃產(chǎn)員-41m--1

-7HT=0：96XlO6H

4nx10

線圈磁通勢應(yīng)增加的數(shù)值

△F=Wo?o=0.796xIG^xOdx］（廣2A=0」592x1"A

線圈電流的增加值

△F0.1592xIff1

A/=A=1.592A

1000

氣隙的破阻

■=箓=包才】=0.7%><心限

1.3.3圖1.2所示磁路中，鐵心厚度均

為50mm,其余尺寸如圖所不，單位為mm,

鐵心1用硅鋼、鐵心2用鑄鋼制成，若要在

鐵心中產(chǎn)生0.0012Wb的磁通，線圈的磁通

勢為多少？

解本題目的是為了熟悉第一類直流無

分支破路的計算：

由圖1.2求得磁路各部分的長度為圖12

G=[2x(120-20)+(200-20)+(200-20-50-1)]mm=509mm=50.9on

I2=50mm=5cm

/Q=2x0.5mni=1tnm=0.]cm

磁路各郭分的截面積為

50X20mm*=1000mil?-10<m2

4

月2二/11=1000mm2=10cm2

.40二月[二1000nun2=]0cm2

感路各部分的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

卅R■-8B”_￡的_-史4「_P10xI20iTT―-1L2OT丁

意磁化曲線，得

Hi=5.4A/cnm

=12.7A/on

6

//0=—=4L：,Vm=0.955x!0A/m=0.955xI。A/cm

jut}4rcx107

最后求得磁通勢為

F+HR/(5,4x50.9+12.7x5+0.955xlGxO.1)A

1294A

1.3.4在一鑄鋼制成的閉合磁路中，有一段瓦=1mm的空氣隙，鐵心截

面積為,4=16cm\平均長度/=50cm.問磁通勢M=1116A時，磁路中磁

通為多少？

解本題目的是為了了解第二類直流無分支磁路的計算.

采用試探法，先忽略鐵心的磁位差，則

HQ=j-=Mm=I116x103A/m

%=〃o%=4"xlO-7xlU6xIO5T=1.4T

◎=BoAo=】.4X16x104Wb=0.00224Wb

考慮鐵心磁位差后，在同樣的F下，0將減少，故選手=0.002Wb重新

計機(jī)

5o=fi.=~=-f~pT^1.25T

16x10

H，i=—~~一^4^~7A/m=D,99,5x1伊A/m

,?o4nxi0-

查磁化曲線得H}-14A/cm

F=+Hj=(0.995x10^x1x10-s+14x50)A=1655A

計算結(jié)果說明①仍選得太大，再選0=0.0015Wb,

B°=&=f=匕T=0,9375T

月。16x*ioq

?%0.9375%,crMin6?/

%=—=;----rrr=A/m=0.746xl(rA/m

如4JTX0'

5

查磁化曲線得//|=8.4A/cm

F=a/()+=(0.746xl^xLxIO_3+8.4x50)A=J166A

再選①二0.00144Wh,

E、--"電1一6x。,U期).TTI-0"9"T】

&=--"=：~A/m=0.7166xA/m

〃041rx10-'

查破化曲線得從=8A/cm

F=H/o+=(0.7166xMLxIO_3+8x50)A=1116.6A

誤船不大，在允許范圍之內(nèi)，故最后求得。=0.00144Wb。

1.4.1一交流鐵心線圖電路，線圈電壓"=380V,電流/=1A,功率因

數(shù);l=ros4=0.6,須率/=50Hz,匝數(shù)N=8650,電阻式=。4。，漏電抗

X=0.6d,求線圈中的電動勢和主磁通最大值。

解本題目的是為了復(fù)習(xí)交流鐵心線圄電路中電磁關(guān)系口

選擇電壓為參考相量，即。=380生。電壓與電流的相位差

(jp=arecos<p-am0.6=53.1°

Ffl交流鐵心線圈電路的電動勢平衡方程求得

E=-0+(尺+jX"=I-38(W+(0.4+i0.6)X1/-53.1"V

=379.0006。V

由此求得

E切9

6=74."44^必?-4….44x:8黑650x5sCWb=0.0002Wb

1.4.2-鐵心線圈，加上12V直流電壓時，電流為1A;加上110V交流

電壓時，電流為2A,消耗的功率為88W,求后一情況下線圈的銅損耗、鐵投

耗和功率因數(shù)。

解本題目的是為了復(fù)習(xí)鐵心線圈電路中的功率關(guān)系.

內(nèi)線圈加直流電壓町的電壓和電流值可求得線圈的電阻為

N=+=夕Q=12U

由線圈加交流電壓時的數(shù)據(jù)求得交流鐵心線圈電路中的桐損耗、鐵損耗和

功率因數(shù)分別為

22

PCu=^-12x2W=48W

。&=2一產(chǎn)5=(茂-48)W=40W

,P_88仆i

一I10X2-0，4

6

第2步變爪器

一、基本要求

I.掌握變壓器的工作原理。

2.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)和主要種類，掌握變壓器的額定值，

3.掌握變壓器的等效電路及其運(yùn)用；了解變壓器的基本方程式和相量圖.

4.掌握變壓器的參數(shù)測定，

5.r解變壓器的運(yùn)行特性,掌握變壓器的電壓調(diào)整率.功率、損耗和效

率的計算，

6.『解三相變壓器聯(lián)結(jié)組的表示方法及冗判斷。

7,掌握變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件，

8.了解自耦變壓器。

9.「解：蹺組變壓希。

io.r解儀用互感器?

"U.r解小容量變樂器的設(shè)計。

二、思考題解答

2.1(t)變壓器能否用來變換直流電壓？

答不能，因為這時的主磁通為恒定磁通，不會在變壓器一、二次繞組中

產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，二次繞組的輸出電壓為零。

2.1(2)在求變壓器的電壓比時，為什么一般都，用空載時高、低壓繞組

電壓之比來計算？

答因為變壓器的電壓比等于一、二次繞組的感應(yīng)電動勢之比，也即匝數(shù)

EN

之比，k屋,二節(jié)：.空載時，民=3;負(fù)載時，-當(dāng)=〃-彳小，

心=%+242,顯然用空載時一、二次繞組的電壓之比來計算電壓比精潴度

較高,

由于變壓器既可能是高壓繞組作一次繞組、低壓繞組作二次繞組，也可能

反之。為統(tǒng)一起見，工程上-?殷都用空盤時高、低壓繞組電壓之比來計算變壓

器的電壓比C

2.1(3)為什么說變IE器一、二次繞組電流與匝數(shù)成反比，只有在滿載

和接近滿載時才成立，空載時不成立"

答因為空載時二次繞組的電流等于零,因此不存在電流比的關(guān)系，

因而滿載和接近滿載時，--、二次繞組的電流遠(yuǎn)大于空載電流，在碳通勢平衡

方程式中,忽略空載電流才能得到一.二次繞組電流與質(zhì)數(shù)成反比.即彳二

?*2__1__￥交

所=7這一關(guān)?！?/p>

2.1(4)阻抗變換公式,即教材中式(2.L1D是在忽略什么因素的情況下

得到的？

答阻抗變換公式是在忽略--、二次繞組的漏阻抗和空載勵磁電流時.把

變壓器當(dāng)作理想變壓器的情況F得到的-

2.2(1)額定電壓為10000/230V的變壓器，是否可以將低壓繞組接在

380V的交流電源上工作？

答不可以。由于一次繞組電任通過了額定電壓，e1r,大幅度增加，使得

勵磁電流(空載電流)和鐵損耗都大幅度增加，變壓器發(fā)熱嚴(yán)重,會燒壞變壓

器:.血且，這時二次繞組電壓也遠(yuǎn)大于10000V,會造成由其供電的用電設(shè)備

(負(fù)裁)的損壞。

2.2(2)變壓器長期運(yùn)行時，實際工作電流是否可以大于、等于或小廣

頊定電流？

答可以等于或小于領(lǐng)定電流，不可■以長期大于額定電流。

2.2(3)變壓器的額定功率為什么用視在功率而不用有功功率表示？

答變壓器一定，則額定電壓和額定電流一定，額定視在功率也就一定,

而有功功率還與負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)，不是由變樂器自身所能確定的，故額定

功率用視在功率來表示O

2.3(1)試根據(jù)丁型等效電路畫出變壓器空載時的等效電路。

答變壓器空載運(yùn)行時的等效電路如圖

2.1所示,

2.3(2)變壓器在空載和輕載運(yùn)行時，可

否應(yīng)用簡化等效電路3

答不可以。

2.3(3)試根據(jù)簡化等效電路畫出簡化相

量圖。

圖2.1

8

答畫出的簡化相量圖如圖2.2所示＞

⑶電感性負(fù)玻(b)中阻竹負(fù)戰(zhàn)(0電容性負(fù)我

圖2.2

2.4(1)為什么說5不變，則鐵報耗不變，

答由鐵損耗公式.即教材中式(1416)或式(1417)可知，與/和

紇「有關(guān)」由于變壓器工作時/不變，由式⑦益力可知、當(dāng)5也不變

時，基本不變，田,也就基本不變.故■不變，鐵損耗不變。

2.4⑵外需從室溫值換算成乃也值，而治為什么不需要換算？

答因為凡“是反映供損耗的等效電阻，與溫度無關(guān)，故Rm不需要換算、

2.4(3)變壓器在額定電壓下進(jìn)行空載試驗和額定電流下進(jìn)行短路試驗

時，電壓加在高壓軻測得的乙和％與電壓加在低壓側(cè)測得的結(jié)果是否相同？

答相同“

2.5(1)電壓調(diào)費(fèi)率與哪些因數(shù)有關(guān)，是否會出現(xiàn)負(fù)值？

答電位詢整率與負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)，當(dāng)負(fù)臧為電容性時，電壓調(diào)整率

可能會出現(xiàn)負(fù)值“

2.5(2)最大效率、額定效率和實際效率有何區(qū)別？

答最大效率是負(fù)載系數(shù)萬二伉1sx時的效率，額定效率是在規(guī)定的負(fù)載功

率因數(shù)下卜=1時的效率，實際效率是在實際的負(fù)載功率因數(shù)下/?為實際值時

的效率口

2.6(1)工相變質(zhì)器的聯(lián)結(jié)組號-共有幾種？

答24種“

2.6(2)聯(lián)結(jié)組號為Y,心的三相變壓器，其高壓繞組線電動勢與對應(yīng)

的低壓繞組的線電動勢的相位龍是多少？誰滯后誰，誰超前誰？

答相位差為5x妙=1妤，高壓繞組線電動勢超前，低壓繞組線電動勢

滯后,

2-6(3)如果已知聯(lián)結(jié)組，你能否畫出繞組的嵌結(jié)圖？

答可以.一般步驟為先畫出高壓繞組聯(lián)結(jié)圖和電動勢相量圖，然后根據(jù)

聯(lián)結(jié)組號函出低壓繞組電動勢相量圖，最后畫出低壓繞組的聯(lián)結(jié)圖,

2.7(1)兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行，它們的容量相同而阻抗電壓標(biāo)么值不同.

9

試問譙分擔(dān)的負(fù)載多？

答陰抗電壓標(biāo)么值小的變壓器分擔(dān)的負(fù)載多。

2.7(2)兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行，阻抗電壓標(biāo)么值相同而容量不同.試問

誰分擔(dān)的負(fù)載多？

答容量大的變壓器分擔(dān)的負(fù)載多。

2,7(3)聯(lián)結(jié)組分別為Y.y4和D,出的兩臺變壓器能否并聯(lián)運(yùn)行？

答聯(lián)結(jié)組不同不能并聯(lián)運(yùn)行。

2.10某三繞組變壓器，高、中,低壓三個燒組的繞組容量分別為100kVA.

1004；3和50田認(rèn)，若高壓繞組作一次繞組，中壓繞組輸出40k『A,低壓

繞組輸出60kV?A,這種情況是否可以？

答不可以,因為低壓繞組輸出60kV?A.超過了它的繞組容量50kV，九

三、練習(xí)題解答

2.1.1某單相變壓器.一次繞組加10(XX)V的電壓，空域時二次電壓為

230V,滿載時二次出流為217A..求這臺變壓器的電壓比和滿載時的一次

電流”

解

UiN10000V

230V

，2N2U

IN=7=43.5A=5A

2.1.2一單相變壓器，一次繞組匝數(shù)M=867,電阻％=2.45"漏電

抗￡=3.800;二次繞組匝數(shù)陽=20,電阻電=0.0062口，漏電抗必二

0.00950c設(shè)空載和負(fù)載時⑦妨不變,且內(nèi)尸也O518WL,[/)=10000V,/=

50Hze空載時，&超前于&180-2。，負(fù)載阻抗ZL=00038-j。一0015Q,

求：(1)電動勢4和%；(2)空載電流人(3)負(fù)我電流&和

解⑴求￡和心

E]=4.44必/4=4.44x867x50*0.0518V=9970V

￡*=4.443才0m=4.44x20x50x0.0518V=230V

⑵求4

5+Et_mooo/1802+997”或

石一=2.45+J3.80A=10.18/-187.87°

(3)求」和A

10

扁230上如

h=A=180007-38.66°A

Z2+Zio'o062+j0.0095+0.0038-jO.OOl5

人言第=43.35

?V?Zu

,h18000,.....

八T百A二415A

2.1.3晶體管功率放大電路輸出端需接一個電阻R.=8。的揚(yáng)聲器。對

揚(yáng)聲器而言，功率放大電路相當(dāng)于一個交流電源，其電動勢阮=8.5V,內(nèi)電

阻心=72?！悻F(xiàn)采用卜述兩種方法將揚(yáng)聲器接至功率放大電路輸出端：（1）出

接接人；（2）經(jīng)電壓比4=3的變壓器接入。試求這兩種接法下功率放大電路的

縮出電流和輸出功率,

解（1）直接接入

，飛f%=￡sA=0」優(yōu)A

P=RJ2=8x0.1062W=0.09W

（2）經(jīng)變壓器接入

凡即=3晨8。=72。

,雁8.5

IMM.?------..............A=0.059

氏§+&-72+72

P=%產(chǎn)=72x00592W=0.25W

2」.4三相變壓器每相高、低壓繞組的匝數(shù)比率=10。分別求變壓器在

Y,y、Y,入0,d、D,y聯(lián)結(jié)時空載線電壓的比值。

解Y,y聯(lián)結(jié)時

以一獨一出

Y,d聯(lián)結(jié)時

護(hù)_-當(dāng)卷=1.73x10=17.3

V2LU2P八'2

D,d聯(lián)結(jié)時

九/M

%二樂=瓦=】。

D,y聯(lián)結(jié)時

1-11____L必_<7g

11

2.2.1?臺單相變壓器,5N=200kV-A,￡/lN/t/2(s=10000/230V&⑴求

該變壓器的額定色流；(2)如果用三臺這種變壓器組成一臺D,y聯(lián)結(jié)的三相組

式變田器.求這臺二相變壓器的額定電壓.額定電流和容量。

解(1)單相變壓器

叫駛A二870A

⑵二相變相器

5"3x200kV-A=600kV?A

儲、^10000V

&N=再x230V=400V

_告_600x1爐

小\35「133乂10000

,8600xl(P.u

，2N=~F~~—A=H

J3U2NL73x40)

2.2.2SN=75k\'A的三相變壓器，以400V的線電壓供電給三相對稱負(fù)

我，設(shè)負(fù)載為星形寐結(jié),每相負(fù)載的阻抗力,=2-15d問此變壓器前兩擔(dān)

負(fù)上述負(fù)載？

解負(fù)載阻抗模

|zjl)=2.5。

負(fù)轂相電壓和相電流

A=92A

二相負(fù)載的視在功率

SL=3irLrZir-3x230x92kV?A=63.4Sk￥*A

由JsL<sN,故此變壓器能擔(dān)負(fù)該負(fù)載。

2.3.1某三相變壓器，Y,yn聯(lián)結(jié)。，%=梃kV?A,"小//=6.3/O.4kV,

⑹二611,一1二8Q,Wz=().0240,12」0.040，^,=15000,'.=60000,

高壓繞組作一次繞組，加上額定電壓，低壓繞組向一星形聯(lián)結(jié)的對稱三相負(fù)載

供電，負(fù)載每相阻抗Zi.=2.4+jL2f)0試用T型等效電路求該變壓器一、二

次電流的實際值，并分析該變壓器是否過載，

便卜_外,￡11/包_211_1575

僻上橋-%必曠0.4V一⑸乃

UN=~7=^=V=3641.62V

v!3i?/3

22

=4Z2=J5.75(0.024+jO.(M)。:(5.95+j9.92)fl

22

Zi=kZL=15.75(2.4+jE2>?=(595.35+j297.68)D

Z；+7：=(5.95+j9.92+595.35+j297.68)0=(601.3+j307.6)fi

=675.41/27.09°C

7^zjz^zo[(1500+j6(XD)xg75.41/27.皎

乙/7+乙+扇+廣[

26+]8+1500+j6000+ft)l3+j3G7?6Q

:637.61/3].8。Q

.U3641.62/01/

八二l三NP二由商=

0

￡；=E,=Zl/J-t/inrzz[(6+j8)x5.71/-31.8-3641.62JV

=3588.49/-180.33°V

t?3588.49/-180.33°,一,…

h=不為=——717?，A=53」皿絲A

=5.31/152.58。A

/2=klz=15.75x5.31=83.63A

..SA63xIO3,.

皿小麗：必麗一卯O八1

由于1?V/邢，所以未過載o

2.3.2試用簡化等效電路求上題中變壓器輸出的相電流、相電壓和線電

流、線電壓.

解U^[>--rr=V=3641.62V

v31?萬

,UINP[外/g6,3..?

卜=斤]—=----=/=15.75

“NPU“430.4

22

Zj=iZ2=15.75(0.024+p.(M)Q=(5.95+J9.92)Q

=C%.=15,75?(2.4+j1.2)。=(595,35+1297.68)H

)r==_____________364].62_____________

1_-2-Z]+Z[+Zj=6+j84-5.95+j9.92+595.35+]297768A

=5.32/-27.46°.A

5=郵=15.75x5.32A=83.79A

%=ZL|左二八&fL2*x83.79V=224.56V

13

7Jr=7^=83.79A

f2L=8U2r=1.73x224,56V=388.48V

2.3.3一單相變壓器，SN=50kV-A,t/1N/(/2X=10000/230V,=

40n,Xj=6onf%=。.02口，M=^=24000,im=12000^當(dāng)

該變壓器作降壓變壓器向外供電時,二次電壓%=215V,電流/.180A,功

率因數(shù)A,=0.8(電感性)。試用基本方程式求該變壓器的為、八和

解八部蜜…

E2=t)2+Z2/2=f215/01+(0.02+jO.Oi)X180/-36.87,1V

三222.23/3-93°V

瓦二成二43.48*222.23/色筌V=9662.56/0.93。V

,￡19662.56/0.93°

A=0.79/102.24。A

戶乜=_24a)7ji2o66-

==^0.79/102.24s-180/-36.87°\/

—…「EA=4.76/136.96°A

43.48f

+-9662.56/0.930+(40ij6Q)x4.76/136.96^]V

=9998/-178.65°V

2.4.1一單相銅線變壓器，SN=20000kV-A,%“％、=127/11kV,

%〃2N=157.5/1818A,a=50Hz,室溫8=15T。在低壓惻做空載試驗，測

得“GlkV,4)=45.5A,Po=47kW;在高壓側(cè)做短路試驗，測得外=

9.24kV,；1=157.5A,Ps=129k也設(shè)兄=是，X1=蒞，求折算至高壓側(cè)

75七時的T形等效電路中的各參數(shù)。

解(D由空載試驗求得

IZg|="y^-I；：yfl=241.76O

/Q4J.3

*Qa，?n

人=J|Zm12一定=vz24l.762-22.72￡1=240,690

L%127V..?

八匹=rrvM'

折算至高壓側(cè)，則

&|=11.55zx241.76Q=32251.39n

心產(chǎn)11.552x22.7Q=3028。

Xm=II.55"x240.69(1=32110fl

(2)由短踣試驗求得

14

：59.24x1&門<o

7二〒=--—U=58.67Snz

111J/.3

RPi129xl&c_c

/或二w=n=5.2II

7i157.5Z

A=J|Zs|2-Rg=V58,672-5.22Q=58.44n

換算至75t,則

&=§^'526,450

%=58.44。

Ri=R；=[R0=-yx6.45￡1=3.225。

Ar工

蒞=益=：卷=/X58.440=29.22n

2.4.25CL-1600/10型三相相線變壓器，D,即聯(lián)結(jié)。SN=1600kV-A,

UI/U2N=10/0.4kV,5/小=92.5/2312A。在低壓側(cè)做空載試臉，測得

5L=400V,d=104A,%=3950W;在高壓側(cè)做短路試驗，測得。北二

600V,/lt=92.5A,Ps=13300Wc實驗時室溫為20七。求折算至高壓惻

75t時的7m、7m、IZml和慨、心、|ZS|。

解(1)由空載試驗求得

II■U】i/g400門cisc

?7M"七=1^7^°=2.223°

口3950cciv>c

Rf=57i^a=°」22Q

xm=/42-峻=n=2.22。

-NP匕IN10小乂

“如=6席=0,4473=43口

折算至高壓側(cè)為

此643.25?x0.122。=22s.21R

心=43.252'2.22H=4152.65C

'Zj=43.252x2.2230=4158.26。

(2)由短路試驗求得

IJU$僅600門ii”，、

14sl=-r-----c-Q=11.22C

h八J后92.5/1.73

_fs_Ps_Ps13300八i<<八

"3"一久/n/內(nèi)產(chǎn)="=■「=i'55。

15

2

*E="1Zsl-=VH.222-I.552a=n.iin

換算至75七為

||^xL55n=1.89n

R,=

Xs=11.11Q

2

|Zs|=、/眠+忌=^1789+1117n=11.27n

2.5.1求用練習(xí)題2.4.1中變壓器向入2=0,8（電感性）、而=1（電阻性）

和心」08（電容性）三種負(fù)載供電時的電壓調(diào)整率。

解由練習(xí)瘟2.4.1已求得Rs=6.45Q,居=58.44①

⑴改=08（電感性）時

R=(?scos<jp2+,Y$sinx100%

=(6.45x0.8+58.44x0⑹潦缶K100%

-4.99%

(2)M=1(電阻性)時

VR=(/?j,cos<p2+向x100%

IS

=(6.45x1458.44x0)^^x100%

=0.8%

(3)幻=0.8(電容性)時

I、-(Rcos<P2+X$8inMx100%

s普(

=(6,45x0.8-58.44x0.6)

=-3.71%

2.5.2用練習(xí)題2.4.2中的三相變壓器向一電感性對稱三相負(fù)載供電。

求:（1”2=0.8和義=0.6時的電壓調(diào)整率;（2）瞑忽略不計，入2=08負(fù)載

系數(shù)月=1和,9=0.5時的效率；（3）在刈=0.8效率最大時的負(fù)載系數(shù)以皿和最

大效率%皿

解由練習(xí)題242已求得色=1.89。，K=H.1I

LNP=保=等*A=53.47A

U=%=10xl（^V=10000v

（1）求電壓調(diào)整率

16

當(dāng)抬=0.8時

唳=(/?s8s勺2+入辟山中2)X100%

切用

S347

=(1.89x68+11.11x0.6)^^xl00%

1UVAAJ

=4.37%

當(dāng)22=0.6時

=(R§cos02+A-ssin仍)x100%

%JN"P

、《a47

二(1.89x0.6+11.11xO.8)^^x】00%

JLIJlAAJ

=5.36%

(2)求效率

當(dāng)g=1時

部入2

7x100%

-為NA+/O+『PS

1x1600x0.8

*100%

-lx1600x0.8+3.95+12x13.3

=98.67%

當(dāng)f=0,5時

二公7書片而x1必％

7

由N，2+ro+prs

0.5x1600x0.8

=0.5x1600x0.8+3.95+0.52x13.3x100%

=98.87%

(3)求區(qū)2和7

0.545

0nl2

mX100%

回電島入工+Po+第/s

_0545x1600x0^8__________100夕

=0.545x160?0x0.8+3.95+0.5452xj3,3X尻7c

=98.88%

2.5.3求練習(xí)題2.3.3中變壓器的輸出功率匕、銅損耗Pj鐵損耗Pft

和效率￥(可利用教材書后該題答案)0

解P,=t/272coe^=215x180x0.8W=30960W

Pc”=4"+尺26=(40x4.7652+0.02X1802)W=1556W

17

尸F(xiàn)e=Rm*=2400x0,T92W=149HW

x1（X）%=9i%

3=P*+P；+PF+xl00%=30960+1556IT頤

2.6.1畫北圖2.3所示三相變壓器的電動勢框量圖，確定其聯(lián)結(jié)組。

解

、圖2.3

2.6.2畫出聯(lián)結(jié)組為Y.”和Y,d5的繞組聯(lián)結(jié)圖。

解電動勢相量圖和繞組聯(lián)結(jié)圖如圖2.4所示。

2.7.1三臺電壓比、聯(lián)結(jié)組和阻抗電壓的標(biāo)么值都相等的變壓器并聯(lián)運(yùn)

行e它們的容量分別是限1=1伽kV?A,SN2=200kV-A,SN3=400kV?A。試

求：（1）總負(fù)載為560kV-A時，它們各自分擔(dān)的負(fù)載是多少；（2）它伍;能承擔(dān)

的最大總負(fù)載是多少？

解(1)由于各變壓器承擔(dān)的負(fù)載與容量成正比，故

SL；S2：&=，〃1；5心5>3=100：200：400

Si==Jx560kV'A=80kV*A

177

22

52=ySL=yx560kV-A=160kV-A

44

Sj=-ySL--x560kV*A-320kV■A