《电机学》习题解答(吕宗枢) 01章

《电机学》各章练习题与自测题参考答案

第1章 思考题与习题参考答案

1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率?

答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt

d N

e φ=可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。

1.2变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么?

答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。

1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成?

答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。

1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么?

答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。

1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的?

答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。

1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计?

答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。

1.7 变压器油的作用是什么？

答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。

1.8 变压器分接开关的作用是什么？

答：为了提高变压器输出电能的质量，应控制输出电压波动在一定的范围内，所以要适时对变压器的输出调压进行调整。对变压器进行调压是通过改变高压绕组的匝数实现的，所以高压绕组引出若干分接头，它们接到分接开关上，当分接开关切换到不同的分接头时，变压器便有不同的匝数比，从而可以调节变压器输出电压的大小。

1.9一台单相变压器，N S ＝500kVA ，N N U U 21/＝35/11kV ，试求一、二次侧额定电流。

解：因为是单相变压器，所以

A 29.14A 1035105003

311=⨯⨯==N N N U S I A 45.45A 10111050033

22=⨯⨯==N N N

U S I 1.10一台三相变压器，N S ＝5000kV A ， N N U U 21/=10/6.3kV ，Y ，d 联结，试求：一、二次侧额定电流及相电流。

解：因为是三相变压器，所以

A A U S I N

N

N 68.2881010310500033311=⨯⨯⨯== A A U S I N N

N 22.458103.6310500033322=⨯⨯⨯==

因为原边Y 形联结，所以，A I I N Np 68.28811==

因为副边d 形联结，所以，A A I I N

Np 55.264322

.458322===

第1章 自测题参考答案

一、填空题

1. 60Hz ，60Hz ；

2. 少，大；

3. 铁心，绕组，绕组，铁心；

4. 380，相等；

5. 相等，小。

二、选择题

1. ③；

2. ④；

3. ③；

4. ②；

5. ③

三、简答题

1. 答：变压器是根据电磁感应原理工作的。原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比,当一次、二次绕组匝数不同时，12U U ≠，即实现了变压。

2. 答: 为了使一、二次绕组磁耦合紧密，减少漏磁通，所以一次、二次绕组套在同一铁心柱上；为了减小绕组与铁心间的绝缘电压差，所以把低压绕组套在内层，高压绕组套在外曾层。

3. 答：因为直流电压只能产生恒定的直流磁通，不会在绕组中产生感应电动势，所以变压器不能改变直流电压。

4. 答：因为变压器的效率很高，二次绕组容量很接近一次绕组容量，所以一次、二次额定容量按相等设计。

5. 答：为了保证变压器输出电压波动在一定范围内，提高电能质量，应该适时对变压器进行调压。变压器调压是通过改变高压绕组的匝数实现的，所以高压绕组引出若干分接头，它们接到分接开关上，当分接开关切换到不同的分接头时，变压器便有不同的匝数比，从而调节变压器输出电压的大小。

四、计算题

1. 解：A A U S I N N N 2510

10102503311=⨯⨯== A A U S I N N N 62510

4.01025033

22=⨯⨯== 2. 解：A A U S I N

N

N 86.538600031056003311=⨯⨯== A A U S I N N

N 75.979330031056003322=⨯⨯==

因为原边Y 形联结，所以，A I I N Np 86.53811==

因为副边d 形联结，所以，A A I I N

Np 66.5653

75

.979322===