電機拖動知識點

2022-06-18 06:33:04 字數 4691 閱讀 2201

1.1 變壓器是怎樣實現變壓的?為什麼能夠改變電壓,而不能改變頻率?

答:變壓器是根據電磁感應原理實現變壓的。變壓器的原、副繞組交鏈同乙個主磁通,根據電磁感應定律可知,原、副繞組的感應電動勢(即電壓)與匝數成正比,所以當原、副繞組匝數時,副邊電壓就不等於原邊電壓,從而實現了變壓。

因為原、副繞組電動勢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,二次側會有穩定的直流電壓嗎,為什麼?

答:若一次繞組接直流電源,則鐵心中將產生恆定的直流磁通,繞組中不會產生感應電動勢,所以二次側不會有穩定的直流電壓。

1.3變壓器鐵心的作用是什麼?為什麼要用0.35mm厚、表面塗有絕緣漆的矽鋼片疊成?

答:變壓器鐵心的主要作用是形成主磁路,同時也是繞組的機械骨架。採用導磁性能好矽鋼片材料是為了提高磁路的導磁性能和減小鐵心中的磁滯損耗,而用薄的(0.

35mm厚)表面絕緣的矽鋼片疊成是為了減小鐵心中的渦流損耗(渦流損耗與矽鋼片厚度成正比)。

1.4 變壓器有哪些主要部件,其功能是什麼?

答:變壓器的主要部件是器身,即鐵心和繞組。鐵心構成變壓器的主磁路,也是繞組的機械骨架;繞組構成變壓器的電路,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,二次繞組空載時的端電壓定義為變壓器二次額定電壓。

1.6 雙繞組變壓器

一、二次側的額定容量為什麼按相等進行設計?

答:變壓器傳遞電能時,內部損耗很小,其效率很高(達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計。

1.7 變壓器油的作用是什麼?

答:變壓器油既是絕緣介質,又是冷卻介質,起絕緣和冷卻作用。

1.8 變壓器分接開關的作用是什麼?

答:為了提高變壓器輸出電能的質量,應控制輸出電壓波動在一定的範圍內,所以要適時對變壓器的輸出調壓進行調整。對變壓器進行調壓是通過改變高壓繞組的匝數實現的,所以高壓繞組引出若干分接頭,它們接到分接開關上,當分接開關切換到不同的分接頭時,變壓器便有不同的匝數比,從而可以調節變壓器輸出電壓的大小。

1.9一台單相變壓器,=500kva,=35/11kv,試求

一、二次側額定電流。

解:因為是單相變壓器,所以

1.10一台三相變壓器,=5000kva, =10/6.3kv,y,d聯結,試求:一、二次側額定電流及相電流。

解:因為是三相變壓器,所以

因為原邊形聯結,所以,

因為副邊形聯結,所以,

2.1 試述變壓器空載和負載執行時的電磁過程。

答:空載時,原邊接交流電源,原繞組中流過交流電流,建立磁動勢,由其產生主磁通和少量的漏磁通,主磁通在原繞組中產生電動勢、在副繞組中產生電動勢,漏磁通只在原繞組中產生漏感電動勢,同時,電流在原繞組電阻上產生電壓降。

負載時,原繞組流過電流,產生磁動勢;副繞組流過電流,產生磁動勢,由原、副繞組的合成磁動勢產生主磁通,並分別在原、副繞組中產生電動勢和;還產生只交鏈原繞組的漏磁通,它在原繞組中產生漏感電動勢,還產生只交鏈副繞組的漏磁通,它在副繞組中產生漏感電動勢;同時,電流在原繞組電阻上產生電壓降,電流在副繞組電阻上產生電壓降。

2.2 在變壓器中,主磁通和

一、二次繞組漏磁通的作用有什麼不同?它們各是由什麼磁動勢產生的?在等效電路中如何反映它們的作用?

答:主磁通同時交鏈原、副繞組,並分別在原、副繞組中產生電動勢和,起傳遞能量的作用;漏磁通只交鏈自身繞組,只在自身繞組中產生漏感電動勢,僅起電抗壓降的作用。在等效電路中,主磁通的作用由勵磁引數反映,漏磁通的作用由漏抗引數反映。

2.3 試述變壓器空載電流的大小和性質。

答:由於變壓器鐵心採用薄矽鋼片疊成,磁導率高,導磁性能好,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大於對應鐵心損耗的有功分量,所以空載電流基本屬於無功性質,空載電流也因此常被稱為勵磁電流。

2.4 當變壓器空載執行時,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,這是為什麼?

答:變壓器空載執行時,雖然一次繞組的電阻很小,但是由於鐵心矽鋼片的磁導率大,導磁性能好,主磁通大,所以勵磁電抗大,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減少或鐵心接縫處氣隙增大,則對變壓器的空載電流大小有何影響?

答:鐵心截面增大時,磁路飽和程度降低,磁導率增大,勵磁電抗增大,空載電流減小。

一次繞組匝數減少時,由=常數,可知,主磁通增大,磁路飽和程度增加,磁導率下降,勵磁電抗減小,空載電流增大。

鐵心接縫處氣隙增大,磁路磁阻增大,勵磁電抗減小,空載電流增大。

2.6 保持其它條件不變,當只改變下列引數之一時,對變壓器的鐵心飽和程度、空載電流、勵磁阻抗、鐵心損耗各有何影響?(1)減少一次繞組的匝數;(2)降低一次側電壓;(3)降低電源頻率。

答:由可知:

(1)減少一次繞組匝數時,主磁通增大,磁路飽和程度增加,磁導率下降,勵磁阻抗減小,空載電流增大,鐵心損耗增加。

(2)降低一次電壓時,主磁通減小,磁路飽和程度降低,磁導率增大,勵磁阻抗增大,空載電流減小,鐵心損耗減小。

(3)降低電源頻率時,主磁通增大,磁路飽和程度增加,磁導率下降,勵磁阻抗減小,空載電流增大,此時,,根據可知,鐵心損耗隨的增加而增加。

2.7 一台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,為什麼?

答:不能。由可知,如果一次繞組用2匝,在原邊電壓作用下,由於匝數太少,主磁通將很大,磁路高度飽和,勵磁電流會很大,要求導線線徑很大,在實踐上根本無法饒制。

反之,如果導線截面不夠大,那麼線圈流過大電流將會燒毀。

2.8 在分析變壓器時,為什麼要對二次繞組進行折算?折算的物理意義是什麼?折算前後二次側的電壓、電流、功率和引數是怎樣變化的?

答:折算的目的是將一次、二次兩個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為的繞組來等效實際匝數為的二次繞組,將變比為的變壓器等效成變比為1的變壓器。

折算後,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、負載阻抗均為折算前的倍。

2.9 為什麼變壓器的空載磁動勢與負載時的

一、二次繞組合成磁動勢相等?

答:因為變壓器的漏阻抗很小,無論空載還是負載,漏阻抗壓降都很小,在電源電壓不變時,主電動勢變化很小,因此主磁通幾乎不變,所以用以產生主磁通的空載磁動勢與負載時的合成磁動勢相等。

2.10變壓器負載執行時,一、二次繞組中各有哪些電動勢或電壓降?它們是怎樣產生的?試寫出電動勢平衡方程式。

答:一次繞組外加電源電壓時,一次繞組中有主電動勢,漏電動勢(漏抗壓降),電阻上的電壓降,方程式為;二次繞組中有主電動勢,漏電動勢(漏抗壓降),電阻上電壓降,負載端電壓為,方程式為。

2.11試說明變壓器等效電路中各引數的物理意義,這些引數是否為常數?

答:和分別為原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,上述四個引數為常數,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,稱為勵磁電阻,是反映主磁通大小的電抗,稱為勵磁電抗,這兩個引數也是一相引數,當電源電壓不變時,和近似為常數。

2.12 利用t形等效電路進行實際問題計算時,算出的一次和二次側電壓、電流、損耗、功率是否均為實際值,為什麼?

答: 一次各物理量數值均為實際值,二次電壓、電流是折算值,二次損耗、功率是實際值。因為對二次繞組進行折算時,是以等效為原則,其中,折算前、後的二次側損耗、功率是保持不變的。

2.13 變壓器空載實驗一般在哪側進行?將電源加在低壓側或高壓側所測得的空載電流、空載電流百分值、空載功率、勵磁阻抗是否相等?

答:空載實驗一般在低壓側進行。空載電流不等,高壓側空載電流是低壓側的;空載電流百分值相等;空載功率相等;勵磁阻抗不等,高壓側勵磁阻抗是低壓側的倍。

2.14變壓器短路實驗一般在哪側進行?將電源加在低壓側或高壓側所測得的短路電壓、短路電壓百分值、短路功率、短路阻抗是否相等?

答:短路實驗一般在高壓側進行。短路電壓不等,高壓側短路電壓是低壓側的倍;短路電壓百分值相等;短路功率相等;短路阻抗不等,高壓側短路阻抗是低壓側的倍。

2.15 為什麼可以把變壓器的空載損耗看作鐵耗?短路損耗看作額定負載時的銅耗?

答:空載試驗時外加額定電壓,空載損耗包括額定鐵損耗和空載銅損耗,由於空載電流很小,空載銅損耗遠遠小於額定鐵損耗,可忽略,所以空載損耗可看作鐵損耗。

短路試驗時電流為額定電流,短路損耗包括額定銅損耗和短路時的鐵損耗,由於短路電壓很低,磁通很小,短路時的鐵損耗遠遠小於額定銅損耗,可忽略,所以短路損耗可看作額定負載時的銅損耗。

2.16 一台單相變壓器, =10kva, =380/220v在高壓側加380v電壓,在低壓側接一感性負載:,。

分別用t形等效電路、近似等效電路和簡化等效電路計算、、、,並比較三次計算的結果。

解:(1)用t形等效電路計算

根據已知引數可得:

(2)用近似等效電路計算

(3)用簡化等效電路計算

2.17 一台額定容量為的單相變壓器,=220/110v,在低壓側加額定電壓做空載試驗,測得;在高壓側加電壓做短路試驗,測得,,。試求:

折算到高壓側的勵磁引數和短路引數及其標麼值。

解:2.18 一台額定容量為的三相變壓器,=10/0.4kv,y,d聯結。

在低壓側做空載試驗時測得:;在高壓側做短路試驗時測得:,試驗溫度為。

試求:(1)折算到高壓側的勵磁引數和短路引數;(2)短路電壓及其兩個分量的百分值。

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