矿山机电实训报告1

3.1 变压器是怎样实现变压的？为什么能变电压，而不能变频率？

解:变压器是根据变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场。

变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I0，产生励磁磁动势F0,在铁芯中产生交变主磁通ф0,其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1和e2,且有显然，由于原副边匝数不等, 即N1≠N2，原副边的感应电动势也就不等,即e1≠e2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1,U2≈E2,故原副边电压不等,

即U1≠U2, 但频率相等。

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

解：变压器铁芯的作用是构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。

原因是较厚的金属处于交变磁场中时，会由于电磁感应现象而产生电流。而较厚的金属其产生电流后，电流会在金属内部形成螺旋形的流动路线，这样由于电流流动而产生的热量就都被金属本身吸收了，会导致金属很快升温。这对于变压器来讲是非常不利的。因此采用涂绝缘漆的薄硅钢片来叠成，使每片硅钢片形成独立的导体就可以避免该问题了。

3.3 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？

解：不会的。只是在一次接通和断开电源的瞬间，二次会有脉冲输出。

因为变压器是通过铁心中磁场的交变来将一次线圈的能量耦合到二次线圈中去，通上直流电，铁心中的磁场不会交变，二次绕组也就不会产生电压。而且，变压器的绕组对直流的电阻是很小的，通上直流电，会在很短的时间内烧坏变压器。

3.4 一台380/220V的单相变压器，如不慎将380V加在低压绕组上。会产生什么现象？

答：1、变压器由降压将会变成升压器。将电压升至高。

2、变压器低压侧绝缘可能不够，然后击穿。

3.5 为什么把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通，它们有什么区别？并指出空载和负载时产生各磁通的磁动势。

答：由于磁通所经路径不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理。

区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质磁路闭合。

2．在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。

3．在性质上，主磁通磁路饱和，φ0与I0呈非线性关系，而漏

磁通磁路不饱和，φ1σ与I 1呈线性关系。

4．在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出，起传递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。

空载时，有主磁通0.φ和一次绕组漏磁通σφ1.，它们均由一次侧磁动势0.F 激励。

负载时有主磁通0.φ，一次绕组漏磁通σφ1.，二次绕组漏磁通σφ2.。主磁通0.φ由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即2.1.0.F F F +=激励，一次绕组漏磁通σφ1.由一次绕组磁动势1.F 激励，二次绕组漏磁通σφ2.

由二次绕组磁动势2.F 激励 .

3.6 变压器空载电流的性质和作用如何，其大小与哪些因素有关？

答：变压器一侧开路，一侧施加额定电压，施加电压侧的电流就是变压器的空载电流。

空载电流主要包含两部分，一部分是有功电流，用来产生变压器的铁芯损耗和极少量的线圈电阻损耗。另一部分是无功电流，用来建立交变的磁场，以便让变压器能正常工作。

空载电流的大小与线圈的每匝电压、铁芯的截面积、铁铁芯的重量、铁芯材料的性能、铁芯的接缝形式有关。

3.7 一台220/110V的单相变压器，试分析当高压侧加220V电压时，空载电流io呈何波形？加110V时又呈何波形？若110V加到低压侧，此时io又呈何波形？

答：当高压侧加220V电压时，i0呈尖顶波。当高压侧加110V电压时， i0呈正弦波，因此时变压器主磁路将处于不饱和状态。将110V 电压加在低压侧，i0呈尖顶波。

3.8 当变压器一次绕组匝数比设计值减小而其他条件不变时，铁芯饱和程度、空载电流大小、铁损耗、二次感应电动势和变比都将如何变化？

答：绕组感抗降低，电流增大，磁饱和增大，铁损耗、铜损耗增大,

3.9 一台频率为60Hz的变压器接在50Hz的电源上运行，其他条件都不变，问主磁通、空载电流、铁损耗和漏抗有何变化？为什么?

答：若电压不变，则磁密和主磁通增加20%，空载电流（励磁电流）增加3倍以上（因为磁路高度饱和）。铁磁损耗增加40%，甚至更大、漏抗增加（因饱和）。

因为主磁通、铁损耗和漏抗都只与铁芯本身的质量形状，组装的工艺有关，所以不会变化。

只有空载电流，与变压器的感抗有关，而感抗有何交流电的频率有关，所以变压器在60Hz的交流电场合运行，其感抗会增加，空载电流会减小。

3.17 变压器空载试验一般在哪测进行？将电源加在低压侧或高压侧得的空载电流、空载电流百分值、空载功率及励磁阻抗是否相等？如试验时电源电压不加到额定值，问能否将测的空载电流和空载功率换算到对应于额定电压的值，为什么？

答：低压侧额定电压小，为了试验安全和选择仪表方便，空载试验一般在低压侧进行。

以下讨论规定高压侧各物理量下标为1，低压侧各物理量下标为2。空载试验无论在哪侧做，电压均加到额定值。根据m fN E U Φ=≈44.4可知，11144.4fN U N

m =Φ； 22244.4fN U N m =Φ，故

12222122121=⨯==ΦΦKN N U KU N U N U N N N N m m ，即21m m Φ=Φ。因此无论在哪侧做，主

磁通不变，铁心饱和程度不变，磁导率μ不变，磁阻 S l

R m μ= 不变。

根据磁路欧姆定律m m R IN F Φ==可知，在m R 、m Φ不变时， 无论在哪侧做，励磁磁动势都一样，即0201F F =，因此202101N I N I =， 则K N N I I 1120201==，显然分别在高低压侧做变压器空载试验，空载电流不等，低压侧空载电流是高压侧空载电流的K 倍。

空载电流百分值(%)100(%)10101⨯=N I I I ， (%)100(%)20202⨯=N I I I ，

由于N N KI I KI I 120102,==， 所以(%)01I =(%)02I ，空载电流百分值相

等。

空载功率大约等于铁心损耗，又根据

3.12f B p m Fe ∝，因为无论在哪