电机学第五版汤蕴璆课后答案
解:(1)
(2)原边Y联结:
副边 联结:
2-16有一台单相变压器,已知参数为: , , , , , , 。当二次侧电压 ,电流 ,且 (滞后)时:(1)画出归算到高压侧的T型等效电路;(2)用T型等效电路和简化等效电路求 和 ,并比较其结果。
解:(1)归算到高压侧:
(2)T型等效电路如图示:
设
则
简化等效电路如右图:
中间磁路的磁势
查磁化曲线得
已知
, 假设合理
右边线圈应加磁动势
第二章变压器
2-1什么叫变压器的主磁通,什么叫漏磁通?空载和负载时,主磁通的大小取决于哪些因素?
答:变压器工作过程中,与原、副边同时交链的磁通叫主磁通,只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
由感应电动势公式 可知,空载或负载情况下 ,主磁通的大小取决于外加电压 、频率 和绕组匝数 。
试计算:(1)当总负载为400kVA时,每台变压器分担多少负载;(2)在每台变压器均不过载的情况下,并联组的最大输出是多少?
解:(1)归算到一次侧时近似等效电路的参数
空载试验在低压侧,折算到高压侧:
短路试验在高压侧进行
所以:
标幺值:高压侧的电阻基准值
,
,
(3)电压调整率和效率:
(2)
满载时
设 ,则由简化等效电路可知
2-23某变电所有两台组号为Y,yn0的三相变压器并联运行,其数据为
第一台: , , ;
第二台: , , 。
由于在满载的情况下 ,励磁支路可以忽落不计,所以两种方法计算的结果相差不大,在误差允许的范围之内。
2-17在图中,各铅垂线上对应的高、低压绕组绕于同一铁心柱上。已知A、B、C为正相序,试判断联结组a和b的组号。
由图可以看出两组均为Y,d7
2-19有一台1000kVA,10kV/6.3kV的单相变压器,额定电压下的空载损耗为4900W,空载电流为0.05(标幺值),额定电流下 时的短路损耗为14000W,短路电压为5.2%(百分值)。设归算后一次和二次绕组的电阻相等,漏抗亦相等,试计算:(1)归算到一次侧时T型等效电路的参数;(2)用标幺值表示时近似等效电路的参数;(3)负载功率因数为0.8(滞后)时,变压器的额定电压调整率和额定效率;(4)变压器的最大效率,发生最大效率时负载的大小( )。
涡流损耗:交变的磁场产生交变的电场,在铁心中形成环流(涡流),通过电阻产生的损耗。经验公式 。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-3图示铁心线圈,已知线圈的匝数N=1000,铁心厚度为0.025m(铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成),叠片系数(即截面中铁的面积与总面积之比)为0.93,不计漏磁,试计算:(1)中间心柱的磁通为 Wb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流;
试验名称
线电压V线电流A三相功率W
备注
开路试验
短路试验
6300 7.4 6800
550 323 18000
电压加在低压侧
电压加在高压侧
试求一次侧加额定电压时:(1)归算到一次侧时近似等效电路的参数(实际值和标幺值);(2)满载且 (滞后)时,二次侧电压 和一次侧电流 ;(3)满载且 (滞后)时的额定电压调整率和额定效率。
答:因为变压器原、副边只有磁的联系,没有电的联系,两边电压 、电流不匹配,必须通过归算,才能得到两边直接连接的等效电路;
归算原则:保持归算前后副边的磁动势不变。
2-4利用T型等效电路进行实际问题计算时,算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否为实际值,为什么?
答:一次侧没有经过归算,所以为实际值;
2-2一台50Hz的变压器接到60Hz的电源上运行时,若额定电压不变,问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化
答:(1)额定电压不变,则
又 ,即 磁通降低,此时可认为磁路为线性的,磁阻 不变,励磁磁势 , ;
(2)铁耗: , 铁耗稍有减小;
(3) ,
2-3在导出变压器的等效电路时,为什么要进行归算?归算是在什么条件下进行的?
第一章磁路电机学
1-1磁路的磁阻如何计算?磁阻的单位是什么?
答:磁路的磁阻与磁路的几何形状(长度、面积)和材料的导磁性能有关,计算公式为 ,单位:
1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的,它们各与哪些因素有关?
答:磁滞损耗:铁磁材料置于交变磁场中,被反复交变磁化,磁畴间相互摩擦引起的损耗。经验公式 。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关;
铁心中 查表可知:
铁心磁位降
1-4图示铁心线圈,线圈A为100匝,通入电流1.5A,线圈B为50匝,通入电流1A,铁心截面积均匀,求PQ两点间的磁位降。
解:由题意可知,材料的磁阻与长度成正比,设PQ段的磁阻为 ,则左边支路的磁阻为 :
1-5图示铸钢铁心,尺寸为
左边线圈通入电流产生磁动势1500A。试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值:
解:(1)归算到一次侧等效电路的参数:
空载试验在低压侧进行 ,
折算到高压侧:
短路试验在高压侧进行
所以:
即: ,
(2)标幺值:
高压侧的电阻基准值
,
,
(3)变压器额定电压调整率和额定效率:
(4)变压器效率最大时,可变损耗等于不变损耗
最大效率:
2-20有一台三相变压器, , ,Y,d11联结组。变压器的开路及短路试验数据为
(1)气隙磁通为 Wb时;
(2)气隙磁通为零时;
(3)右边心柱中的磁通为零时。
解:(1)
查磁化曲线得
气隙中的磁场强度
中间磁路的磁势
左边磁路的磁势
查磁化曲线得
查磁化曲线得
右边线圈应加动势
(2)
查磁化曲线得
查磁化曲线得
右边线圈应加磁动势
(3)由题意得
由(1)、(2)可知
取
则
查磁化曲线得
气隙中的磁场强度
(2)考虑铁心磁位降时,产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解: 磁路左右对称 可以从中间轴线分开,只考虑右半磁路的情况:
铁心、气隙截面
(考虑边缘效应时,通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度;气隙截面可以不乘系数)
气隙长度
铁心长度
铁心、气隙中的磁感应强度
(1)不计铁心中的磁位降:
气隙磁场强度
磁势
电流
(2)考虑铁心中的磁位降:
二次侧电压、电流不是实际值,因为归算前后绕组匝数不同,但损耗、功率为实际值。
2-5变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定?
答:激磁阻抗由空载试验测量;等效漏阻抗由短路试验测量。
(具体测量方法略)
2-14有一台三相变压器,额定容量 ,额定电压 ,Y,d联结,试求:(1)一次、二次侧的额定电流;(2)一次、二次侧的额定相电压和相电流。