重慶大學(xué)電機(jī)學(xué)答案

1、2其中：為材料的磁導(dǎo)率；L為材料的導(dǎo)磁長(zhǎng)度；A為磁路的導(dǎo)磁面積。磁阻的單位為 AWb 或1/H。mRAlAlRmLmRA3l磁路的基本定律磁路的基本定律有有：磁路的歐姆定律、磁路的基爾霍夫第一定律和：磁路的歐姆定律、磁路的基爾霍夫第一定律和基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律 。 l當(dāng)鐵心磁路上有幾個(gè)磁動(dòng)勢(shì)同時(shí)作用時(shí)，分為兩種情況考慮：當(dāng)鐵當(dāng)鐵心磁路上有幾個(gè)磁動(dòng)勢(shì)同時(shí)作用時(shí)，分為兩種情況考慮：當(dāng)鐵心不飽和時(shí)，可以采用疊加原理心不飽和時(shí)，可以采用疊加原理; ; 當(dāng)鐵心飽和時(shí)，因?yàn)榇怕肥欠蔷€當(dāng)鐵心飽和時(shí)，因?yàn)榇怕肥欠蔷€性的，存在飽和現(xiàn)象性的，存在飽和現(xiàn)象, ,磁化曲線不再是一條直線，磁導(dǎo)率是變化的，磁

2、化曲線不再是一條直線，磁導(dǎo)率是變化的，H H和和B B呈非線性關(guān)系，故不能采用疊加原理。呈非線性關(guān)系，故不能采用疊加原理。4 l起始磁化曲線是將一塊從未磁化過的鐵磁材料放入磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化，起始磁化曲線是將一塊從未磁化過的鐵磁材料放入磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化，所得的所得的B=fB=f（H H）曲線；）曲線；l基本磁化曲線是對(duì)同一鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行反復(fù)磁化，基本磁化曲線是對(duì)同一鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行反復(fù)磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的頂點(diǎn)連接所得的可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的頂點(diǎn)連接所得的曲線。二者區(qū)別不大。曲線。二者區(qū)別不大。l磁路計(jì)算時(shí)用的是

3、基本磁化曲線。磁路計(jì)算時(shí)用的是基本磁化曲線。5hhmpC fB V磁滯損耗 是由于B交變時(shí)，磁疇之間反復(fù)摩擦，消耗能量而產(chǎn)生的。它與交變頻率f成正比，與磁密幅值Bm的次方成正比。渦流損耗 是由于通過鐵心的磁通發(fā)生變化時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，再由這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)引起電流（渦流）而產(chǎn)生的電損耗。它與交變頻率f的的平方和Bm的平方成正比。 鐵心損耗 磁滯損耗和渦流損耗加在一起稱為鐵心損耗（簡(jiǎn)稱鐵耗）。其大小與鐵心材料的性質(zhì)有關(guān)，并與交變頻率f的1.3次方、磁路最大磁密Bm的平方以及鐵心重量G成正比。 VBfCpmee2221.32FeFGempCfB67）（ AiNF1505.11001111111P

4、QPQFH lFH l由和111500.1532.140.150.22PQPQPQQCCDDPFFlllllA（）（ ）（）82i當(dāng) 單獨(dú)作用時(shí)）（AiNF501502221232.1439.2971.43PQPQPQFFFA（ ）22500.5539.290.7PQPDDCCQPQQCCDDPFFlllllllA（）（）（ ）2222PQPQFH lFH l由和9 l直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通隨時(shí)間交變，進(jìn)而會(huì)在激磁線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；l直流磁路中無鐵心損耗，而交流磁路中有鐵心損耗。10 11補(bǔ)補(bǔ)3 右圖為一矩形鐵心構(gòu)成的磁路，兩線圈分別接在直流電右圖為一矩形鐵心構(gòu)成的磁路，兩線

5、圈分別接在直流電源上，并已知源上，并已知I1、I2、N1、N2，請(qǐng)回答下列問題：，請(qǐng)回答下列問題： 總磁動(dòng)勢(shì)是多少？回路上的磁壓降是多少？ 若I2反向，總磁動(dòng)勢(shì)是多少？ 若在a、b處切開形成一空氣隙，總磁動(dòng)勢(shì)是多少？ 此時(shí)回路l上的磁壓降主要在鐵心中還是氣隙中？ 比較、兩種情況下鐵心中B和H的大小。 比較第種情況下鐵心和氣隙中B和H的大小。 1212FNNII答答：總磁動(dòng)勢(shì)為總磁動(dòng)勢(shì)為 I2反向后總磁動(dòng)勢(shì)為反向后總磁動(dòng)勢(shì)為 1212FNNII總磁動(dòng)勢(shì)同第總磁動(dòng)勢(shì)同第種情況。由于氣隙中的磁阻較大，種情況。由于氣隙中的磁阻較大，磁壓降主要在氣隙中。磁壓降主要在氣隙中。 12比較第種情況下鐵心和氣隙

6、中B和H的大小。 根據(jù)磁通連續(xù)性原理，當(dāng)忽略氣隙在邊緣效應(yīng)時(shí)，鐵心和根據(jù)磁通連續(xù)性原理，當(dāng)忽略氣隙在邊緣效應(yīng)時(shí)，鐵心和氣隙中的氣隙中的B相等，而氣隙的磁導(dǎo)率比鐵心小，所以氣隙中相等，而氣隙的磁導(dǎo)率比鐵心小，所以氣隙中的的H大。大。 比較、兩種情況下鐵心中B和H的大小。 在第在第種情況下，由于磁路中存在氣種情況下，由于磁路中存在氣隙，磁路的磁阻比第隙，磁路的磁阻比第種情況下大，種情況下大，而磁動(dòng)勢(shì)沒變，所以磁通減小，鐵而磁動(dòng)勢(shì)沒變，所以磁通減小，鐵心中的心中的B和和H都比第都比第種情況下的小。種情況下的小。 14l答：主磁通經(jīng)過鐵心形成閉合回路，與一、二次繞組答：主磁通經(jīng)過鐵心形成閉合回路，與一

7、、二次繞組同時(shí)同時(shí)交鏈并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是變壓器實(shí)現(xiàn)能交鏈并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是變壓器實(shí)現(xiàn)能量傳遞的媒介。它也是變壓器的工作磁通，占總磁通量傳遞的媒介。它也是變壓器的工作磁通，占總磁通的絕大部分。的絕大部分。 l漏磁通主要沿非鐵磁材料閉合，僅與一次漏磁通主要沿非鐵磁材料閉合，僅與一次或或二次繞組二次繞組之一之一相交鏈，并在其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。它只起漏抗壓降相交鏈，并在其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。它只起漏抗壓降的作用，而不能傳遞能量，在總磁通中只占很小一部的作用，而不能傳遞能量，在總磁通中只占很小一部分。分。l主磁通由一、二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生；漏磁通僅主磁通由一、二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生；漏磁通僅

8、由一次或二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)獨(dú)自產(chǎn)生。由一次或二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)獨(dú)自產(chǎn)生。15mfNEU11144. 4l負(fù)載時(shí)， 端電壓、電源頻率一次繞組匝數(shù)16Oim1718 19 l答：答：歸算原因歸算原因：將復(fù)雜的電磁耦合問題簡(jiǎn)化為單純的：將復(fù)雜的電磁耦合問題簡(jiǎn)化為單純的電路問題；把沒有直接聯(lián)系的一次和二次繞組，在電電路問題；把沒有直接聯(lián)系的一次和二次繞組，在電路上連接起來；得到等效電路，便于分析與求解。路上連接起來；得到等效電路，便于分析與求解。l歸算條件歸算條件：折算前后，變壓器的電磁效應(yīng)不改變；變：折算前后，變壓器的電磁效應(yīng)不改變；變壓器的功率大小也不改變壓器的功率大小也不改變 ；變壓器的物理本質(zhì)也不

9、應(yīng)；變壓器的物理本質(zhì)也不應(yīng)改變改變l歸算方法歸算方法：我們可以將二次側(cè)等效為用一個(gè)與一次側(cè)：我們可以將二次側(cè)等效為用一個(gè)與一次側(cè)匝數(shù)匝數(shù)N1相同的繞組來等效替代。歸算以后，兩側(cè)匝數(shù)相同的繞組來等效替代。歸算以后，兩側(cè)匝數(shù)相等，相等， ,原來的磁勢(shì)平衡方程原來的磁勢(shì)平衡方程 變成了變成了 ，兩側(cè)的等效電路，兩側(cè)的等效電路就可以合并了。就可以合并了。 12121mN IN IN I12mIII1212 ,1,EEkNN20l當(dāng)歸算到一次側(cè)時(shí)，算出的一次側(cè)電壓、電流為實(shí)際值，當(dāng)歸算到一次側(cè)時(shí)，算出的一次側(cè)電壓、電流為實(shí)際值，二次側(cè)電壓、電流為歸算值，其實(shí)際值應(yīng)為二次側(cè)電壓、電流為歸算值，其實(shí)際值應(yīng)為

10、 kUU/.22.2.2IkIl當(dāng)歸算到二次側(cè)時(shí)，算出的二次側(cè)電壓、電流為實(shí)際值，當(dāng)歸算到二次側(cè)時(shí)，算出的二次側(cè)電壓、電流為實(shí)際值，一次側(cè)電壓、電流為歸算值，其實(shí)際值應(yīng)為一次側(cè)電壓、電流為歸算值，其實(shí)際值應(yīng)為 .11.kUUkII/.1.121.22222222coscosIPU IkUPk二次側(cè)有功功率2222222 ()cukkcuIpI Rk Rpk二次側(cè)銅耗22l我國(guó)規(guī)定：我國(guó)規(guī)定： Yyn0Yd11YNd11YNy0Yy0為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組，其中為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組，其中前三種最為常用。前三種最為常用。lY,y聯(lián)結(jié)組：一、二次側(cè)均無中線，聯(lián)結(jié)組：一、二次側(cè)均無中線，3次諧波電流沒有通路，次諧波電流

11、沒有通路，勵(lì)磁電流是正弦波，產(chǎn)生的磁通為平頂波，平頂波磁通中勵(lì)磁電流是正弦波，產(chǎn)生的磁通為平頂波，平頂波磁通中含有較大的含有較大的3次諧波分量，如不能有效抑制，導(dǎo)致感應(yīng)電次諧波分量，如不能有效抑制，導(dǎo)致感應(yīng)電勢(shì)為尖頂波。勢(shì)為尖頂波。l 三相變壓器組：各相磁路獨(dú)立，三相變壓器組：各相磁路獨(dú)立，3次諧波磁通暢通無阻，次諧波磁通暢通無阻，也就是說，磁路結(jié)構(gòu)對(duì)磁通中的也就是說，磁路結(jié)構(gòu)對(duì)磁通中的3次諧波沒有抑制，所以次諧波沒有抑制，所以這種形式的變壓器磁通為平頂波，相電勢(shì)為尖頂波。相電這種形式的變壓器磁通為平頂波，相電勢(shì)為尖頂波。相電勢(shì)的幅值比基波幅值大勢(shì)的幅值比基波幅值大(4560）%，將危及變壓器

12、的絕緣，將危及變壓器的絕緣，故電力系統(tǒng)中不能采用這種故電力系統(tǒng)中不能采用這種Y,y變壓器組。變壓器組。 232425261260019. 21250U2U1I1I270.195.104 .15ImE1 =E2VkUUAkII202146000369. 343.53369. 31802222.2220214 053.4336.8IU 設(shè)V，則A，按上圖所示正方向可知.12222220214 053.4336.8 1.710.9420641.8 1.2EEIRjXUjVV（）（）27VjEjXRIU3 .1773 .212742 . 18 .206414 .1519. 29 .14158.54.1

13、11.1.1）（）（AjjXREImmm8 .9663. 11260012502 . 18 .20641.1.AIIIm9 .14158.548 .3643.538 .9663. 1.2.128U2U1I119. 24 .1570. 195.10I2.1253.4336.853.43 143.2IIAA VjUXXjRRIU2 .1779 .21271)95.104 .15()70. 119. 2(2 .14343.53)()(.22121.1.129T型等效電路 21274.3 -177.3V 54.58 142.1A簡(jiǎn)化等效電路 21271.9 -177.2V 53.43 143.2A.1

14、I.1U30UAABUBCUCUABUBCUCA31UAABUBCUCUABUBCUCA323334121122101.58736.31000100101000158.736.3NNNNNNNNkAAUUSIUSIU0200263000.05158.737.94NNUUVIIIAA2202202200222249001.58731967.9463001.587320007.9420001961990.4mmmmmPRkIUZkIXZR 35111752275222275%5.2% 10520100010010140001.41005205.21005.21.45.0kkNNkNNkckckkk

15、kkkkcUUUkVVSIIAAUPRIUZIXZR 7512121.40.7225.02.522kckRRRXXX 36 117510 100010010019619901.9619.91001001.45.00.0140.05100100NbNmmmmbbkckkkbbUZIRXRXZZRXRXZZ 37220.8(0.6cossin當(dāng)滯后）時(shí)，則*122cossin100%1 (0.014 0.80.05 0.6) 100%4.12%NNkkuRXI 2220*2220232*1100%*cos4900140001.0197.69%10001.0 0.8490014000101.0kNN

16、NNkNNNPIPPS IIP 38 *0249000.591614000IkPP *20max202321cos4900140000.591610000.5916 0.8490014000100.591697.97%kNNkNPPIS IPIP 39*N1N2NkS180kVA,U /U6.3kV/0.4kV,Z0.07; ： *N1N2NkS320kVA, U/U6.3kV/0.4kV, Z0.065*0.0650.07400SkLkLNNZZkVASIIS SS S40*0.762,0.821SS*0.762 1801370.821 320263NNkVAkVAkVAkVASS SSS

17、S *max0.0651.01.00.92860.071.0 3203200.9286 180167.1(167.1320)487.1kkNNZZkVAkVAkVAkVAkVAkVASSSSS SSS SSSS41211200.254805000500010.4241.67480120NNkIAAIAA121122160048041.67A(10.4241.67)52.09aNaNaNNaNNNaUVUVIIIIIAA1122600 41.6725480 52.0925aNaNaNaNaNaNSUIVAkVASUIVAkVA或42abU4344UAACUCUABUBCUCABUBbaUabUc

18、acUbcUa Ub Ucczabxy45ABABBUU BCCUU CCAAUU baUabUcacUbcUa Ub Uccbaxyz4621RRRRkk：變壓器的短路電阻，21XXXXkk變壓器的短路電抗，：值。的電阻和漏電抗的折算分別為二次繞組和和漏電抗，分別為一次繞組的電阻和其中2211XRXR47而減小。增加都隨著磁路飽和程度的和mmXRmR ： 變壓器的激磁電阻，它是表征鐵心損耗大小的一個(gè)等效參數(shù)，不能直接用伏安法測(cè)量。mX ： 變壓器的激磁電抗，它鐵心磁化性能的一個(gè)等效參數(shù)。4812112NfX漏電抗mNfEU11144. 4當(dāng)忽略漏阻抗壓降時(shí)，212mmXf N激磁電抗49不變1U不變1E增加1N減小m增大m111 . 1%101NN 時(shí)，當(dāng)一次繞組匝數(shù)增加）（磁路飽和程度降低mm即111無關(guān)，所以的大小與磁路飽和程度11%21%21XXXXmm即112112111121. 1)1 . 1 (2)1 . 1 (222XNfNfNfXmmmmmXNfNfNfX21. 1)1 . 1 (2)1 . 1 (222121121114.44mUEf N50111 . 1 UU 111 . 1 EE 增大m減小m