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。hhmnpkfBV，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。222wwmpkfBV，kw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)sincos(2*k2*k*xrU，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U1N/U2N=220/110V。当高压侧加220V电压时，空载电流为I0，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11222202110NNUNkUN,2112NN当高压侧加220V的电压时，由电磁感应定律得：112204.44AXmUfN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：1112112113304.444.4433033033024.44()34.44AxAXaxmmmmUUUfNfNfNNfN由于磁通不变，故10201010001223NINININIIINN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：1112112111104.444.4411011011024.44()4.44AaAXaxmmmmUUUfNfNfNNfN由于磁通不变，故1020101000122NINININIIINN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U1N/U2N=110/110V，每相参数为r1=r2'=0.3Ω，x1=x2'=0.4Ω，rm=44Ω，xm=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，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x22220220220(20.3)(20.4)AmkmUIzIA1-16一台型号为SL-750/10三相电力变压器额定数据：SN=750kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，Yy0联结。在低压侧做空载试验，测得数据为U2=U2N=400V，I2=I20=60A，p0=3820W。在高压侧做短路试验，测得数据为U1=U1k=440V，I1=I1N=43.3A，pk=10910W，室温为20℃。试求：（1）折算到一次侧的励磁阻抗和短路阻抗，用标幺值表示；（2）阻抗电压及其百分值；（3）当额定负载功率因数2cos0.9（感性）和2cos()0.9=0.9（容性）时，计算电压变化率ΔU%，二次电压U2及效率。解：变压器变比：1/310250.42/3UNkUN（1）低压侧励磁阻抗220/3400/33.8560mUzI低压侧励磁电阻0220/33820/30.353760mprI低压侧励磁电抗22223.850.35373.83mmmxzr折算到高压侧的励磁电阻22250.3575223.44mmrkr折算到高压侧的励磁电抗22253.832393.75mmxkx折算到高压侧的励磁阻抗22253.852406.25mmzkz高压侧短路阻抗11/3440/35.86743.3kkUzI高压侧短路电阻221/310910/31.939743.3kkprI高压侧短路电抗22225.8671.93975.537kkkxzr折算到Co75时短路电阻7523575235751.93972.3582352023520kkCrr折算到Co75时短路阻抗222275752.3585.5376.018kkCkCzrxT型等效电路原副边的电阻75122.3581.17922kCrrrT型等效电路原副边的电抗125.5372.76922kxxx基准阻抗22111110000133.37500003NNNNNUUZSI励磁阻抗标幺值12406.2518.05133.3mmNzzz短路阻抗标幺值757516.0180.0451133.3kCkCNzzz短路电阻标幺值757512.3580.0177133.3kCkCNrrz短路电抗标幺值15.5370.0415133.3kkNxxz额定短路损耗2275343.32.35813263kNkNkCpmIrW(2)阻抗电压及其百分值阻抗电压：k1Nk75CUIz=43.36.018=260.579V阻抗电压百分值：kk1N260.579100%100%/310000/3UuU=4.5%(3)额定负载时,负载系数11）22cos0.9(0)时，2sin0.4359电压变化率和二次端电压分别为**k2k2(cossin)100%=1(0.01770.9+0.04150.4359)100%=3.4%Urx222(1)(10.034)400/3223.095(10.034)400386.4NlUUUVUV2）22cos0.9(0)时，2sin0.4359电压变化率和二次端电压分别为**k2k2(cossin)100%=1(0.01770.9-0.04150.4359)100%=-0.2%Urx222(1)(10.002)400/3231.408(10.002)400400.8NLUUUVUV效率20kN2N20kN232(1)100%cos3820113263(1)100%1750100.9382011326397.5%PPSPP1-17根据下列联接组标号画出对应的相量图，并画出接线图。（1）Yd1；(2)Dd4；(3)Dy11；(4)Yd5；（5）Yy10；(6)Dy7。3)Dy11···ABC···cabA,aZBCYbxcyzX4）Yd5···ABCabc***···ABC···cabA,aBCX,Y,ZbxcyzA,aBCX,Y,Zcxbyz1-18画出图1-61所示各变压器的相量图，并指出其联接组标号。A，aBCbcX,Y,Zx,y,z240Yy8A，a,yBCz,bX,Y,Zx,c210Yd71-19某三相变压器，一、二次绕组的同极性端和绕组的标号如图1-62所示，试将该变压器接成Yd9和Dd8两种联接组标号。解：A，a,zBCx,bX,Y,Zy,c...BACXYZ...cbayzx...acbzxyax-by-czax-cz-by270Yd9...BACXYZ...cbayzxA，Z,a,zB,XC,Yx,bX,Y,Zy,c...acbzxyax-by-czax-cz-by240Dd81-20单相自耦变压器U1/U2=220/180V，I2=400A，若不计损耗和漏阻抗压降，试求：（1）自耦变压器输入电流和公共绕组电流；（2）输入和输出容量；（3）绕组容量和传导容量。