电机学习题解答

第一篇 变压器

一、思考题

（一）、变压器原理部分

1、变压器能否用来变换直流电压？ 不能。磁通不变，感应电动势为零，1

11R U I =，1R 很小，1I 很大，烧毁变压器。 2、在求变压器的电压比时，为什么一般都用空载时高、低压绕组电压之比来计算？

电压比应为绕组电动势之比，绕组电动势的分离、计算和测量比较困难。空载时

22202E U U U N ===，11011Z I E U N +-=，10I 很小，一次侧阻抗压降很小，1

1E U N ≈，所以N

N U U E E k 2121≈=，变压器一、二侧电压可以方便地测量，也可以通过铭牌获得。 3、为什么说变压器一、二绕组电流与匝数成正比，只是在满载和接近满载时才成立？空载时为什么不成立？

012211I N I N I N =+，0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相比很小，02211≈+I N I N ，所以k

N N I I 11221=≈。空载时，02=I ，比例关系不成立。 4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的？

在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。从一侧看L e Z k I U k k

I kU I U Z 22

222211====（21kU U =，忽略了1Z 、2Z 。k

I I 21=，忽略了0I ）。 （二）、变压器结构部分

1、额定电压为V 230/10000的变压器，是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上工作？

不允许。（1）此时，V U 3802=，V U 7.16521230

100003801=⨯=，一、二侧电压都超过额定值1.65倍，可能造成绝缘被击穿，变压器内部短路，烧毁变压器。(2)m fN U Φ=2244.4，磁通超过额定值1.65倍，磁损耗过大，烧毁变压器。

2、变压器长期运行时，实际工作电流是否可以大于、等于或小于额定电流？

等于或小于额定电流。铜耗和电流平方成正比，大于额定电流时，铜耗多大，发热烧毁变压器。

3、变压器的额定功率为什么用视在功率而不用有功功率表示？

因变压器的有功功率是由交流负载的大小和性质决定的。

（三）、变压器运行部分

1、试根据T 型等效电路画出变压器空载时的等效电路。

略

2、变压器在空载和轻载运行时，可否应用简化等效电路？

不可以，简化等效电路，2

1I I '-≈ ，空载时，1I 不为零，2I 为零。轻载时，从012211I N I N I N =+上看，1I 、2I 不大和0I （0I 为一次绕组加额定电压，二次侧空载时的一次侧电流，和轻载时

的1I 基本相等）相差的不多，2

1I I '-≈ 不成立，不能用简化等效电路。 3、试根据简化等效电路画出简化相量图。

略

（四）、变压器参数测定部分

1、为什么说1U 不变，则铁损耗不变？

m fN U Φ≈1144.4，1U 不变，m Φ不变，Fe

m m S B Φ=不变，W B f K p m Fe Fe 2β=不变。 2、s R 需从室温值换算至C 075值，而0R 为什么不需要换算？

s R 时一、二次侧绕组电阻，和温度有关，必须换算至变压器稳定工作时的温度C 075。200I R 等

效磁损耗，0R 只和磁路的饱和程度有关，与温度无关。

3、变压器在额定电压下进行空载试验和在额定电流下进行短路试验时，电压=加在高压侧测得的0p 和s p 与电压加在低压侧测得的结果是否相同？

相同。空载试验，电压都为额定电压（m fN U Φ≈1144.4），磁通为额定磁通，不变，0p 不变。短路试验，电流为额定电流，另一侧的电流也为额定电流，s p 不变。

（五）、变压器运行特性部分

1、电压调整率与那些因素有关？是否会出现负值？

%100)sin cos (%1221⨯+=∆N s s N U X R I u ϕϕβ N

N I I I I 1122==β 与一、二侧绕组漏阻抗、负值大小和负值性质有关。容性负值时会出现负值，随着负载的增加二次侧电压升高。

2、最大效率、额定效率和实际效率有何区别？

负值系数 kN

m p p 0=β 最大效率是指变压器可变损耗与不变损耗相等时的效率，也就是运行时的最高效率，理想效

率，6.04.0-=m β，电器使用人员为了安全起见，变压器一般都欠载运行，效率接近最大效率；额定效率是指变压器满载时的效率，1=m β，额定效率小于或等于最大效率，综合指标最好；实际效率是指变压器运行和维修等方面的综合效率。

（六）、三相变压器联接组部分

1、联接组为Y ，d5的三相变压器，其高压绕组线电动势与对应的低压绕组的线电动势的相位差是多少？谁滞后谁？谁超前谁？

相位差为300×5=1500，低压绕组线电动势滞后高压绕组线电动势，高压绕组线电动势超前低压绕组线电动势。

2、如果已知联接组，你能否画出绕组的连接图？

能。

二、习题

1、一台单相变压器在铁芯叠装时，由于硅钢片剪裁不当，叠装时接缝处留有较大的缝隙，那么此台变压器的空载电流将 。（选填：①减小；②增加；③不变）

m fN U Φ≈1144.4，电压不变，磁通不变。m

m R I N 01=Φ，叠装时接缝处留有较大的缝隙，磁阻增加，要保持磁通不变，空载电流增加。

2、一台单相变压器，额定电压为V 110/220。现将原边接在电压为V 250的电源上，变压器等效电路中的励磁阻抗则 。（选填：①不变；②变大；③变小）

m fN U Φ≈1144.4，磁通增加，磁路饱和程度增加，励磁阻抗变小。

3、一台变比10=k 的变压器，从低压侧做空载试验求得的励磁阻抗为Ω16，那么，高压边的励磁阻抗值是 。（选填：①16；②1600；③0.16）

高压边的励磁阻抗值Ω=⨯=⨯160016101622k

4、变压器的额定容量kVA S N 320=，空载损耗kW p 210=，如果电压下降10%，变压器的空载损耗将为 。

W B f K p p m Fe Fe 20β==，m fN U Φ≈1144.4，电压下降10%，磁通及磁通密度下降10%，空载

损耗为21×0.92=17.01kW 。

5、磁路线性的两台变压器，V U U N N 110/220/21=，一次侧匝数相等（漏阻抗不计，且激磁阻抗角相等），当一次侧分别接在220V 电源上，测得的空载电流甲台为0.4A ，乙台为0.1A ，则其空载激磁阻抗甲台为 Ω，乙台为 Ω。今将两变压器原边顺极性串联后接在440V 的电源上，二次侧空载，这是甲台变压器的一次侧电压为 V ，二次侧电压为 V ；乙台变压器的一次侧电压为 V ，二次侧电压为 V 。

2=k ，Ω==5504.0220Im Z ，Ω==22001

.0220Im I Z