電機(jī)學(xué)思考題 呂宗樞

1、答：變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)變壓的。變壓器的原、副繞組交鏈同一個(gè)主磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，原、副繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（即電壓）與匝數(shù)成正比，所以當(dāng)原、副繞組匝數(shù)時(shí)，副邊電壓就不等于原邊電壓，從而實(shí)現(xiàn)了變壓。因?yàn)樵?、副繞組電動(dòng)勢(shì)的頻率與主磁通的頻率相同，而主磁通的頻率又與原邊電壓的頻率相同，因此副邊電壓的頻率就與原邊電壓的頻率相同，所以，變壓器能夠改變電壓，不能改變頻率。1.2變壓器一次繞組若接在直流電源上，二次側(cè)會(huì)有穩(wěn)定的直流電壓嗎，為什么?答：若一次繞組接直流電源，則鐵心中將產(chǎn)生恒定的直流磁通，繞組中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以二次側(cè)不會(huì)有穩(wěn)定的直流電壓。1.3變壓器鐵心的作用是什么?為什么

2、要用厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成?答：變壓器鐵心的主要作用是形成主磁路，同時(shí)也是繞組的機(jī)械骨架。采用導(dǎo)磁性能好硅鋼片材料是為了提高磁路的導(dǎo)磁性能和減小鐵心中的磁滯損耗，而用薄的（厚）表面絕緣的硅鋼片疊成是為了減小鐵心中的渦流損耗（渦流損耗與硅鋼片厚度成正比）。1.4 變壓器有哪些主要部件，其功能是什么?答：變壓器的主要部件是器身，即鐵心和繞組。鐵心構(gòu)成變壓器的主磁路，也是繞組的機(jī)械骨架；繞組構(gòu)成變壓器的電路，用來輸入和輸出電能。除了器身外，變壓器還有一些附屬器件，如絕緣套管、變壓器油、油箱及各種保護(hù)裝置等。1.5 變壓器二次額定電壓是怎樣定義的?答：變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組空載時(shí)的

3、端電壓定義為變壓器二次額定電壓。1.6 雙繞組變壓器一、二次側(cè)的額定容量為什么按相等進(jìn)行設(shè)計(jì)?答：變壓器傳遞電能時(shí)，內(nèi)部損耗很小，其效率很高（達(dá)95%以上），二次繞組容量幾乎接近一次繞組容量，所以雙繞組變壓器的一次、二次額定容量按相等設(shè)計(jì)。1.7 變壓器油的作用是什么？答：變壓器油既是絕緣介質(zhì)，又是冷卻介質(zhì)，起絕緣和冷卻作用。1.8 變壓器分接開關(guān)的作用是什么？答：為了提高變壓器輸出電能的質(zhì)量，應(yīng)控制輸出電壓波動(dòng)在一定的范圍內(nèi)，所以要適時(shí)對(duì)變壓器的輸出調(diào)壓進(jìn)行調(diào)整。對(duì)變壓器進(jìn)行調(diào)壓是通過改變高壓繞組的匝數(shù)實(shí)現(xiàn)的，所以高壓繞組引出若干分接頭，它們接到分接開關(guān)上，當(dāng)分接開關(guān)切換到不同的分接頭時(shí)，變

4、壓器便有不同的匝數(shù)比，從而可以調(diào)節(jié)變壓器輸出電壓的大小。1.9一臺(tái)單相變壓器，500kVA，35/11kV，試求一、二次側(cè)額定電流。解：因?yàn)槭菃蜗嘧儔浩?，所?1.10一臺(tái)三相變壓器，5000kVA，=10/6.3kV，Y，d聯(lián)結(jié)，試求：一、二次側(cè)額定電流及相電流。 解：因?yàn)槭侨嘧儔浩?，所以因?yàn)樵呅温?lián)結(jié)，所以，因?yàn)楦边呅温?lián)結(jié)，所以，三、簡答題1. 答：變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。原、副繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（即電壓）與匝數(shù)成正比,當(dāng)一次、二次繞組匝數(shù)不同時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了變壓。2. 答: 為了使一、二次繞組磁耦合緊密，減少漏磁通，所以一次、二次繞組套在同一鐵心柱上；為了減小繞組與鐵心間的絕緣電壓差

5、，所以把低壓繞組套在內(nèi)層，高壓繞組套在外曾層。3. 答：因?yàn)橹绷麟妷褐荒墚a(chǎn)生恒定的直流磁通，不會(huì)在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以變壓器不能改變直流電壓。4. 答：因?yàn)樽儔浩鞯男屎芨?，二次繞組容量很接近一次繞組容量，所以一次、二次額定容量按相等設(shè)計(jì)。5. 答：為了保證變壓器輸出電壓波動(dòng)在一定范圍內(nèi)，提高電能質(zhì)量，應(yīng)該適時(shí)對(duì)變壓器進(jìn)行調(diào)壓。變壓器調(diào)壓是通過改變高壓繞組的匝數(shù)實(shí)現(xiàn)的，所以高壓繞組引出若干分接頭，它們接到分接開關(guān)上，當(dāng)分接開關(guān)切換到不同的分接頭時(shí)，變壓器便有不同的匝數(shù)比，從而調(diào)節(jié)變壓器輸出電壓的大小。2.1 試述變壓器空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過程。答：空載時(shí)，原邊接交流電源，原繞組中流過交

6、流電流，建立磁動(dòng)勢(shì)，由其產(chǎn)生主磁通和少量的漏磁通，主磁通在原繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)、在副繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，漏磁通只在原繞組中產(chǎn)生漏感電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)，電流在原繞組電阻上產(chǎn)生電壓降。負(fù)載時(shí)，原繞組流過電流，產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)；副繞組流過電流，產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，由原、副繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生主磁通，并分別在原、副繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和；還產(chǎn)生只交鏈原繞組的漏磁通，它在原繞組中產(chǎn)生漏感電動(dòng)勢(shì)，還產(chǎn)生只交鏈副繞組的漏磁通，它在副繞組中產(chǎn)生漏感電動(dòng)勢(shì)；同時(shí)，電流在原繞組電阻上產(chǎn)生電壓降，電流在副繞組電阻上產(chǎn)生電壓降。2.2 在變壓器中，主磁通和一、二次繞組漏磁通的作用有什么不同？它們各是由什么磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的？在等效電路中如何反映它們的

7、作用？答:主磁通同時(shí)交鏈原、副繞組，并分別在原、副繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和，起傳遞能量的作用；漏磁通只交鏈自身繞組，只在自身繞組中產(chǎn)生漏感電動(dòng)勢(shì)，僅起電抗壓降的作用。在等效電路中，主磁通的作用由勵(lì)磁參數(shù)反映，漏磁通的作用由漏抗參數(shù)反映。2.3 試述變壓器空載電流的大小和性質(zhì)。答：由于變壓器鐵心采用薄硅鋼片疊成，磁導(dǎo)率高，導(dǎo)磁性能好，因此空載電流很小，一般為額定電流的2%10%。在空載電流中，用來建立主磁通的無功分量遠(yuǎn)大于對(duì)應(yīng)鐵心損耗的有功分量，所以空載電流基本屬于無功性質(zhì)，空載電流也因此常被稱為勵(lì)磁電流。2.4 當(dāng)變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次繞組加額定電壓，雖然一次繞組電阻很小，但流過的空載電流卻不大，這

8、是為什么？答：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，雖然一次繞組的電阻很小，但是由于鐵心硅鋼片的磁導(dǎo)率大，導(dǎo)磁性能好，主磁通大，所以勵(lì)磁電抗大，因此空載電流不大。簡單說，空載電流是受到大電抗限制的。2.5 變壓器外施電壓不變的情況下，若鐵心截面增大或一次繞組匝數(shù)減少或鐵心接縫處氣隙增大，則對(duì)變壓器的空載電流大小有何影響？答：鐵心截面增大時(shí)，磁路飽和程度降低，磁導(dǎo)率增大，勵(lì)磁電抗增大，空載電流減小。一次繞組匝數(shù)減少時(shí)，由=常數(shù)，可知，主磁通增大，磁路飽和程度增加，磁導(dǎo)率下降，勵(lì)磁電抗減小，空載電流增大。鐵心接縫處氣隙增大，磁路磁阻增大，勵(lì)磁電抗減小，空載電流增大。2.6 保持其它條件不變，當(dāng)只改變下列參數(shù)之一時(shí)，對(duì)

9、變壓器的鐵心飽和程度、空載電流、勵(lì)磁阻抗、鐵心損耗各有何影響？（1）減少一次繞組的匝數(shù)；（2）降低一次側(cè)電壓；（3）降低電源頻率。答：由可知：（1）減少一次繞組匝數(shù)時(shí)，主磁通增大，磁路飽和程度增加，磁導(dǎo)率下降，勵(lì)磁阻抗減小，空載電流增大，鐵心損耗增加。（2）降低一次電壓時(shí)，主磁通減小，磁路飽和程度降低，磁導(dǎo)率增大，勵(lì)磁阻抗增大，空載電流減小，鐵心損耗減小。（3）降低電源頻率時(shí)，主磁通增大，磁路飽和程度增加，磁導(dǎo)率下降，勵(lì)磁阻抗減小，空載電流增大，此時(shí)，根據(jù)可知，鐵心損耗隨的增加而增加。2.7 一臺(tái)220V/110V的單相變壓器，變比，能否一次繞組用2匝，二次繞組用1匝，為什么？答：不能。由可知

10、，如果一次繞組用2匝，在原邊電壓作用下，由于匝數(shù)太少，主磁通將很大，磁路高度飽和，勵(lì)磁電流會(huì)很大，要求導(dǎo)線線徑很大，在實(shí)踐上根本無法饒制。反之，如果導(dǎo)線截面不夠大，那么線圈流過大電流將會(huì)燒毀。2.8 在分析變壓器時(shí)，為什么要對(duì)二次繞組進(jìn)行折算？折算的物理意義是什么？折算前后二次側(cè)的電壓、電流、功率和參數(shù)是怎樣變化的？答：折算的目的是將一次、二次兩個(gè)分離的電路畫在一起，獲得變壓器的等效電路。折算的物理意義是用匝數(shù)為的繞組來等效實(shí)際匝數(shù)為的二次繞組，將變比為的變壓器等效成變比為1的變壓器。折算后，二次電壓為折算前的倍，二次電流為折算前的，二次功率不變，二次電阻和漏抗、負(fù)載阻抗均為折算前的倍。2.9

11、 為什么變壓器的空載磁動(dòng)勢(shì)與負(fù)載時(shí)的一、二次繞組合成磁動(dòng)勢(shì)相等？答：因?yàn)樽儔浩鞯穆┳杩购苄。瑹o論空載還是負(fù)載，漏阻抗壓降都很小，在電源電壓不變時(shí)，主電動(dòng)勢(shì)變化很小，因此主磁通幾乎不變，所以用以產(chǎn)生主磁通的空載磁動(dòng)勢(shì)與負(fù)載時(shí)的合成磁動(dòng)勢(shì)相等。2.10變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一、二次繞組中各有哪些電動(dòng)勢(shì)或電壓降？它們是怎樣產(chǎn)生的？試寫出電動(dòng)勢(shì)平衡方程式。答：一次繞組外加電源電壓時(shí)，一次繞組中有主電動(dòng)勢(shì)，漏電動(dòng)勢(shì)（漏抗壓降），電阻上的電壓降，方程式為；二次繞組中有主電動(dòng)勢(shì)，漏電動(dòng)勢(shì)（漏抗壓降），電阻上電壓降，負(fù)載端電壓為，方程式為。試說明變壓器等效電路中各參數(shù)的物理意義，這些參數(shù)是否為常數(shù)？答：和分別為原

12、邊一相繞組的電阻和漏電抗，和分別為副邊一相繞組的電阻和漏電抗的折算值，上述四個(gè)參數(shù)為常數(shù),其中、的大小分別反映了原、副繞組漏磁通的大小。是反映鐵心損耗的等效電阻，稱為勵(lì)磁電阻，是反映主磁通大小的電抗，稱為勵(lì)磁電抗，這兩個(gè)參數(shù)也是一相參數(shù)，當(dāng)電源電壓不變時(shí)，和近似為常數(shù)。2.12 利用T形等效電路進(jìn)行實(shí)際問題計(jì)算時(shí)，算出的一次和二次側(cè)電壓、電流、損耗、功率是否均為實(shí)際值，為什么？答: 一次各物理量數(shù)值均為實(shí)際值,二次電壓、電流是折算值，二次損耗、功率是實(shí)際值。因?yàn)閷?duì)二次繞組進(jìn)行折算時(shí)，是以等效為原則，其中，折算前、后的二次側(cè)損耗、功率是保持不變的。2.13 變壓器空載實(shí)驗(yàn)一般在哪側(cè)進(jìn)行？將電源加

13、在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測(cè)得的空載電流、空載電流百分值、空載功率、勵(lì)磁阻抗是否相等？答：空載實(shí)驗(yàn)一般在低壓側(cè)進(jìn)行?？蛰d電流不等，高壓側(cè)空載電流是低壓側(cè)的；空載電流百分值相等；空載功率相等；勵(lì)磁阻抗不等，高壓側(cè)勵(lì)磁阻抗是低壓側(cè)的倍。2.14變壓器短路實(shí)驗(yàn)一般在哪側(cè)進(jìn)行？將電源加在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測(cè)得的短路電壓、短路電壓百分值、短路功率、短路阻抗是否相等？答：短路實(shí)驗(yàn)一般在高壓側(cè)進(jìn)行。短路電壓不等，高壓側(cè)短路電壓是低壓側(cè)的倍；短路電壓百分值相等；短路功率相等；短路阻抗不等，高壓側(cè)短路阻抗是低壓側(cè)的倍。2.15 為什么可以把變壓器的空載損耗看作鐵耗？短路損耗看作額定負(fù)載時(shí)的銅耗？答：空載試驗(yàn)時(shí)外加額定電壓

14、，空載損耗包括額定鐵損耗和空載銅損耗，由于空載電流很小，空載銅損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定鐵損耗，可忽略，所以空載損耗可看作鐵損耗。短路試驗(yàn)時(shí)電流為額定電流，短路損耗包括額定銅損耗和短路時(shí)的鐵損耗，由于短路電壓很低，磁通很小，短路時(shí)的鐵損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定銅損耗，可忽略，所以短路損耗可看作額定負(fù)載時(shí)的銅損耗。三、簡答題1. 答：主磁通以鐵心為磁路，同時(shí)交鏈原、副繞組，數(shù)值較大，起傳遞能量作用；漏磁通主要以變壓器油或空氣為磁路，僅交鏈自身繞組，數(shù)值小，僅起電抗壓降作用。2. 答：當(dāng)電源電壓不變時(shí)，電源頻率降低，主磁通增大，磁路飽和程度增加，磁導(dǎo)率下降，勵(lì)磁電抗減小，空載電流增大，此時(shí)，根據(jù)可知，鐵心損耗隨的增加

15、而增加。3. 答：折算的目的是將變比為的變壓器等效成變比為1的變壓器，從而將一次、二次兩個(gè)分離的電路畫在一起，獲得變壓器的等效電路；折算原則是保持折算前后二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)不變、二次側(cè)有功、無功功率不變。4. 答： 帶阻容性負(fù)載時(shí)的相量圖帶純電阻負(fù)載時(shí)的相量圖答：將低壓側(cè)短路,高壓側(cè)接電源,用調(diào)壓器逐漸升高電壓,用電流表監(jiān)視電流,當(dāng)電流達(dá)到額定值時(shí)同時(shí)讀取電壓、電流和功率，分別依下列各式求取參數(shù)：第3章 思考題與習(xí)題參考答案3.1 三相組式變壓器和三相心式變壓器的磁路結(jié)構(gòu)各有何特點(diǎn)？在測(cè)取三相心式變壓器的空載電流時(shí)，為什么中間一相的電流小于其它兩相的電流？答：三相組式變壓器的三相磁路彼此獨(dú)立，互不關(guān)

16、聯(lián)，且各相磁路幾何尺寸完全相同；三相心式變壓器的三相磁路彼此不獨(dú)立，互相關(guān)聯(lián)，各相磁路長度不等，三相磁阻不對(duì)稱。在外加對(duì)稱電壓時(shí)，由于中間相磁路長度小于其它兩相的磁路長度，磁阻小，因此，中間一相的空載電流小于其它兩相的電流。題3.2圖 極性試驗(yàn)圖3.2 變壓器出廠前要進(jìn)行“極性”試驗(yàn)，如題3.2圖所示，在U1、U2端加電壓，將U2、u2相連，用電壓表測(cè)U1、u1間電壓。設(shè)變壓器額定電壓為220/110V，如U1、u1為同名端，電壓表讀數(shù)為多少？如不是同名端，則讀數(shù)為多少？答:110V，330V3.3 單相變壓器的聯(lián)結(jié)組別有哪兩種？說明其意義。答：有I，I0；I，I6兩種。I，I0說明高、低壓繞

17、組電動(dòng)勢(shì)同相位；I，I6說明高、低壓繞組電動(dòng)勢(shì)反相位。3.4 簡述三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的時(shí)鐘表示法。答：把三相變壓器高壓側(cè)某一線電動(dòng)勢(shì)相量看作時(shí)鐘的長針，并固定指向“0”點(diǎn)，把低壓側(cè)對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)相量看作時(shí)鐘的短針，它所指向的時(shí)鐘數(shù)字便是該變壓器的聯(lián)結(jié)組別號(hào)。3.5 試說明為什么三相組式變壓器不能采用Y,y聯(lián)結(jié)，而小容量三相心式變壓器可以采用Y,y聯(lián)結(jié)？答：因?yàn)槿嘟M式變壓器三相磁路彼此獨(dú)立，采用Y，y聯(lián)結(jié)時(shí)，主磁路中三次諧波磁通較大，其頻率又是基波頻率的三倍，所以，三次諧波電動(dòng)勢(shì)較大，它與基波電動(dòng)勢(shì)疊加，使變壓器相電動(dòng)勢(shì)畸變?yōu)榧忭敳?，其最大值升高很多，可能危及到繞組絕緣的安全，因此三相組式變壓器

18、不能采用Y，y聯(lián)結(jié)。對(duì)于三相心式變壓器，因?yàn)槿啻怕繁舜讼嚓P(guān)，所以，三次諧波磁通不能在主磁路（鐵心）中流通，只能通過漏磁路閉合而成為漏磁通。漏磁路磁阻很大，使三次諧波磁通大為削弱，主磁通波形接近于正弦波，相電動(dòng)勢(shì)波形也接近正弦波。但三次諧波磁通頻率較高，流經(jīng)油箱壁及其它鐵件時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，引起局部過熱，降低變壓器運(yùn)行效率，因此，只有容量小于1800KVA的三相心式變壓器才允許采用Y，y聯(lián)結(jié)。3.6 在三相組式變壓器中，三次諧波磁通是主磁通；而在三相心式變壓器中，三次諧波磁通是漏磁通，這一說法對(duì)嗎？為什么？答：對(duì)。因?yàn)樵诮M式變壓器中，三次諧波磁通流經(jīng)主磁路，數(shù)值較大，起到了主磁通的作用；而在心

19、式變壓器中，三次諧波磁通流經(jīng)漏磁路，數(shù)值較小，可看作漏磁通。3.7 為什么三相變壓器中總希望有一側(cè)作三角形聯(lián)結(jié)？ 答：三相變壓器，無論是組式還是心式結(jié)構(gòu)，只要有一側(cè)作三角形聯(lián)結(jié)，就為三次諧波電流提供了通路，從而使主磁通基本為正弦波，相電動(dòng)勢(shì)波形接近正弦波而不發(fā)生畸變。3.8 把三臺(tái)相同的單相變壓器組成 Y,d聯(lián)結(jié)的三相變壓器，當(dāng)二次側(cè)三角形開口未閉合時(shí)，將一次側(cè)接入電源，發(fā)現(xiàn)開口處有較高電壓，但開口閉合后，其電流又非常小，檢查接線并無錯(cuò)誤，這是為什么？答：一次側(cè)Y聯(lián)結(jié)，勵(lì)磁電流為正弦波，主磁通為平頂波，可分解成基波和三次諧波磁通，由于三相磁路獨(dú)立，二次側(cè)三角形開口未閉合時(shí)，三次諧波磁通在各相主

20、磁路中流通，其值較大，在每相繞組中產(chǎn)生的三次諧波電動(dòng)勢(shì)也較大，此時(shí)三角形開口處電壓是每相三次諧波電動(dòng)勢(shì)的三倍，所以開口電壓較高；當(dāng)三角形開口閉合后，三角形繞組自身構(gòu)成回路，三次諧波電動(dòng)勢(shì)在三角形內(nèi)形成三次諧波電流，起到勵(lì)磁電流的作用，此時(shí)主磁通接近于正弦波，每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)接近正弦波，三角形內(nèi)的三次諧波電流幾乎為零，所以閉合后電流非常小。三相變壓器的繞組連接方式如題3.9圖所示，畫出它們的電動(dòng)勢(shì)相量圖，并判定其聯(lián)結(jié)組別。(a) (b) (c) (d) 題圖（a）組別號(hào)為Y，y4 （b）組別號(hào)為Y，y2(c) 組別號(hào)為Y，d5 (d) 組別號(hào)為Y，d7三、簡答題1. 答：在外加電壓是正弦的情況

21、下，鐵心中的磁通也為正弦波，因?yàn)榇怕凤柡偷脑?，產(chǎn)生這個(gè)正弦波磁通需要尖頂波的空載電流。2. 答：因?yàn)槿嘟M式變壓器三相磁路彼此獨(dú)立，采用Y，y聯(lián)結(jié)時(shí)，主磁路中三次諧波磁通較大，其頻率又是基波頻率的三倍，所以，三次諧波電動(dòng)勢(shì)較大，它與基波電動(dòng)勢(shì)疊加，使變壓器相電動(dòng)勢(shì)畸變?yōu)榧忭敳?，其最大值升高很多，可能危及到繞組絕緣的安全，因此三相組式變壓器不能采用Y，y聯(lián)結(jié)。對(duì)于三相心式變壓器，因?yàn)槿啻怕繁舜讼嚓P(guān)，所以，三次諧波磁通不能在主磁路（鐵心）中流通，只能通過漏磁路閉合而成為漏磁通。漏磁路磁阻很大，使三次諧波磁通大為削弱，主磁通波形接近于正弦波，相電動(dòng)勢(shì)波形也接近正弦波。但三次諧波磁通頻率較高，流經(jīng)

22、油箱壁及其它鐵件時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，引起局部過熱，降低變壓器運(yùn)行效率，因此，只有容量小于1800KVA的三相心式變壓器才允許采用Y，y聯(lián)結(jié)。3. 答：因?yàn)槿沃C波電動(dòng)勢(shì)大小相等，相位相同，所以在線電動(dòng)勢(shì)中互相抵消，即線電動(dòng)勢(shì)中無三次諧波分量。4. 答：三角形回路中有不大的環(huán)流，是三次諧波電流。它是由三次諧波磁通所感生的三次諧波電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的?；妱?dòng)勢(shì)不能在三角形回路中產(chǎn)生環(huán)流，因?yàn)槿嗷妱?dòng)勢(shì)大小相等，相位互差，在三角形回路中它們的相量和等于0，所以不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。5. 答：組式變壓器測(cè)得的開口電壓大。因?yàn)榻M式變壓器三相磁路彼此獨(dú)立，在原邊Y接，副邊d接開口的情況下，原邊流過正弦波電流，鐵心中三

23、次諧波磁通很大，繞組中感應(yīng)的三次諧波電動(dòng)勢(shì)就很大，由于三次諧波電動(dòng)勢(shì)大小相等、相位相同，所以測(cè)得的開口電壓是每相三次諧波電壓的三倍，數(shù)值較大。對(duì)于心式變壓器來說，因?yàn)槿啻怕繁舜讼嚓P(guān)，三次諧波磁通只能通過漏磁路閉合，遇到的磁阻大，磁通數(shù)值小，在繞組中感應(yīng)的三次諧波電動(dòng)勢(shì)也小，因此測(cè)得的開口電壓沒有組式變壓器的大。三、簡答題1. 答：電阻性負(fù)載時(shí)，電壓變化率為正，外特性曲線是向下傾斜的；電感性負(fù)載時(shí)，電壓變化率為正，外特性曲線也是向下傾斜的，程度比電阻性負(fù)載大；電容性負(fù)載時(shí)，電壓變化率可能為正、負(fù)或零，外特性曲線可能向下傾斜，也可能向上傾斜。2. 答：因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)一般運(yùn)行在額定狀態(tài)，所以希望額定效

24、率為最高效率；而變壓器長期運(yùn)行于50%0.7)倍額定負(fù)載時(shí)為最高效率。3. 答：（1）各變壓器的額定電壓相等，即變比相等；（2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組別相同；（3）各變壓器的短路阻抗（短路電壓）標(biāo)么值相等，短路阻抗角也相等。4.答：均為2倍。5.答：短路試驗(yàn)時(shí)的短路電流等于額定電流（最?。?，穩(wěn)態(tài)短路電流等于額定電流的1020倍； 突然短路電流等于額定電流的2030倍（最大）10.1 異步電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)有哪些？它們代表的物理意義是什么？答：異步電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)主要有五項(xiàng)，分別是：額定效率，額定功率因數(shù)，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和起動(dòng)電流倍數(shù)。其中，和是反映電動(dòng)機(jī)出力能力的指標(biāo)，稱為力能指標(biāo)；是反映

25、電動(dòng)機(jī)短時(shí)間承受過負(fù)載能力的指標(biāo)，稱為過載能力；和是反映電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的指標(biāo)。10.2 什么是三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-降壓起動(dòng)? 它與直接起動(dòng)相比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流有何變化?答：為了降低三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，對(duì)于定子繞組為形聯(lián)結(jié)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)先將定子繞組接成Y形，實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，當(dāng)起動(dòng)完畢后，再將定子繞組恢復(fù)成形聯(lián)結(jié)進(jìn)入正常運(yùn)行。Y-降壓起動(dòng)時(shí)，繞組電壓降低倍，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降均低為直接起動(dòng)時(shí)的。10.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與直接起動(dòng)時(shí)相比有何變化?答：采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都降低為直接起動(dòng)時(shí)的倍（為自耦變壓器的變比）。10

26、.4 在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串電阻起動(dòng)，既可提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又能減少起動(dòng)電流，這是什么原因？串電感或電容起動(dòng)，是否也有同樣效果？答：從等效電路來看，起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子回路串入電阻，轉(zhuǎn)子電流將減小，根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系，此時(shí)的定子電流也將減小。雖然轉(zhuǎn)子電流減小了，但是因?yàn)檗D(zhuǎn)子電阻的增大，轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)將提高，由可知，當(dāng)所串電阻值適當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流有功分量是增大的，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大。必須指出，串入的電阻值不能過大，否則轉(zhuǎn)子電流太小，使減小，導(dǎo)致起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而減小。轉(zhuǎn)子回路串電感，可以降低起動(dòng)電流，但同時(shí)轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)也降低，使減小，導(dǎo)致起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減??；串電容時(shí)可分兩種情況：1）當(dāng)-=0或|-|<

27、時(shí)，起動(dòng)電流增大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也增大；2）|-|>，起動(dòng)電流減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小。 10.5三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，應(yīng)按什么規(guī)律來控制定子電壓?為什么?答：在變頻調(diào)速時(shí)，為了保持電機(jī)良好的運(yùn)行性能，總希望維持主磁通不變，因此需要保持不變，即電壓與頻率成正比變化。這也稱為電壓頻率協(xié)調(diào)控制。10.6 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速有哪些特點(diǎn)？答：轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)（分級(jí)調(diào)速），調(diào)速范圍較小，轉(zhuǎn)子電阻銅損耗增大，電機(jī)效率降低。10.7 什么是繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速？與繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速相比，其優(yōu)點(diǎn)是什么？答：繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速不是在轉(zhuǎn)子回路中串入電

28、阻，而是串入一個(gè)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率相同、相位相反的附加電動(dòng)勢(shì)，從而改變轉(zhuǎn)子電流的大小，實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。與轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速相比，轉(zhuǎn)差功率中只有一小部分被轉(zhuǎn)子繞組電阻所消耗，而其余大部分被產(chǎn)生的裝置回饋到了電網(wǎng)，所以即使電機(jī)在低速運(yùn)行，效率也較高。10.8 簡述電磁轉(zhuǎn)差離合器的工作原理和調(diào)速過程。答：工作原理：電磁轉(zhuǎn)差離合器本質(zhì)上也是一臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，但結(jié)構(gòu)簡單，主要由電樞（由鑄鋼制成的圓筒）和磁極組成。磁極上的勵(lì)磁線圈通入直流電流產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，電樞由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電樞因切割直流勵(lì)磁磁場(chǎng)而產(chǎn)生渦流，該渦流與勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，拖動(dòng)磁極轉(zhuǎn)子沿電樞旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，磁極轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速必小于電樞的轉(zhuǎn)速（即拖動(dòng)電樞的異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）。調(diào)速過程：調(diào)節(jié)直流勵(lì)磁電流的大小，可以平滑地調(diào)節(jié)機(jī)械負(fù)載的轉(zhuǎn)速。在負(fù)載不變時(shí)，增大勵(lì)磁電流，磁場(chǎng)增強(qiáng)，渦流增大，電磁轉(zhuǎn)矩增大，磁極轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（既機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)速）上升，與之相伴，磁場(chǎng)與電樞相對(duì)速度減小，渦流開始減小，電磁轉(zhuǎn)矩也減小，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到某一值時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩減?。ɑ謴?fù)）到又與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，電機(jī)便在這個(gè)高轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。因此，增大勵(lì)磁電流，負(fù)載轉(zhuǎn)速上升，反之，減小勵(lì)磁電流，負(fù)載轉(zhuǎn)速下降。10.9 如果電網(wǎng)電壓不對(duì)稱程度嚴(yán)重，三相異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下能否長時(shí)間運(yùn)行？為什么？答：如果電源電壓不對(duì)稱程度嚴(yán)重，三相異步電