电机基本定律和变压器答案

第一篇 电机基本定律和变压器

1-1 1-2 1-3

如何区别功率和能量？为什么电机的容量用功率表示，而不用能量表示？ 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这种材料有哪些主要特征？ 公式e=-

d?did?,e=-w,e=-L,都是电磁感应定律的不同写法，它们之间有什么差dtdtdt1-4

1-5

1-6 1-7

别？哪一种写法最有普遍性？从一种写法改为另一种写法需要什么附加条件？ 设有一矩形线圈结构尺寸如图1-7所示。线圈共有200匝，环绕图中所示中心轴线以3000r/min的转速匀速旋转，线圈所处空间为B=1.4T的均匀磁场。试求： （1） 线圈中感应电势的时间表达式。

（2） 当线圈中通入I=20A ，线圈上将产生电磁力和电磁转矩，写出电磁转矩与线

圈位置关系的表达式。

变压器中主磁通和漏磁通有什么区别？指出激励各磁通的磁势。

变压器是根据什么原理变压的？其能量又是如何从原方传递至副方的？ 在作变压器的等效电路时，激磁回路中的电表来测量？

rm代表什么电阻?这一电阻是否能用直流

1-8 变压器中的激磁电抗m组的匝数

xm的物理意义？在变压器中希望

xm大，还是小好？增加原绕

xm是增加还是减小？如原、副绕组的匝数同时按比例地增加，

xm又如

何变化？

1. 变压器的工作原理

变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换等，变压器常用的铁心形状一般有E型和

?C型铁心。u?-e?N1ddt

变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。

变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图（1）所示。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。当交流变压器U1加到一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中产生感应电动势。这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流I2流出，负载端电压即为U2。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为N1，副绕组匝数为N1。

图（1）变压器结构示意图

1.1电压变换

当一次绕组两端加上交流电压U1时，绕组中通过交流电流I1，在铁心中将产生既与一

次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通Φ。

?u1?-e1?N1ddt （1-1）

? （1-2） u2??e2?N2

9－3 为了得到正弦感应电势，当铁心不饱和时，空载电流各成何种波形？为什么？ 9－4 试说明磁势平衡 的概念及其在分析变压器中的作用。 9－5 为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？变压器实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别？为什么？

9－6 变压器的其它条件不变，仅将原、副边线圈匝数变化?10％，试问对x1?和xm的影响怎样？如果仅将外施电压变化?10％，其影响怎样？如果仅将频率变化?10％，其影响又怎样？

9－8 一台变压器，原设计频率为50赫兹，现将它接到60赫兹的电网上运行，额定电压不变。试问对激磁电流，铁哈，漏抗，电压变化率有何影响？

9－13 将一台1000匝的铁心线圈接到110伏，50赫兹的交流电源上，由安培表的读数得知I1，P1，把铁心抽去后电流和功率为100A和10kw。假设不计漏磁，试求：（1）两种情况下的参数、等效电路和矢量图（用同一尺寸画）

（2）磁化电流和铁耗电流；（3）两种情况下的相同最大值。

?0.5A?10w 9－14 有一台单相变压器，额定容量S伏，

N?100UKVA，原副边额定电压U欧，r2?0.0063?1N2N?

理想变压器和全耦合变压器

8-4.理想变压器和全耦合变压器 理想变压器和全耦合变压器理想变压器也是一种耦合元件。 理想变压器也是一种耦合元件。它是实际 变压器在理想条件下的电路模型。 变压器在理想条件下的电路模型。理想变压器 的电路符号如下图，在如图同名端、 的电路符号如下图，在如图同名端、电压和电 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为： 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为：i1 i2

+

u1-

*n:1

*

+

u2-

u 1 =n u2 i1 1 = i2 n

理想变压器的唯一参数是变比(或匝比 理想变压器的唯一参数是变比 或匝比): n 或匝比

理想变压器和全耦合变压器

有理想变压器的伏安关系可以看出， 有理想变压器的伏安关系可以看出，理想变压 器已经没有电感或耦合电感的作用了， 器已经没有电感或耦合电感的作用了，故理想 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式： 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式：i1 i2 i1 i2i2 n+ u1-n

+

u1-

*

*n:1

+ -

+ -

+

u2 u1

u2-

理想变压器和全耦合变压器

理想变压器可以看成是耦合电感或空芯 变压器在理想条件下的极限情况: 变压器在理想条件下的极限情况 (1)耦合电感

绪言

一、 电机在电能产生、传输、转换中的的作用

1、电能的产生。原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。

2变压器的作用。广泛用于远距离输电。 3、电动机的作用。

由此可见、电机、变压器在电能利用的三个重要环节上（产生、传输、转换），都起到不可替代的作用。 二、 电机发展概况：

近代电机发展的主要成就表现在以下几个方面： 1、 电机容量的不断提高。

2、 中、小电机的技术及经济指标不断地提高。 3、 电机制造中不断应用新技术、新材料。 4、 新型的特种电机不断出现。

三、 本课程的任务和要求

掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识。

第一单元 变压器的分类、结构和工作原理

课题一 变压器的分类和用途

变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电。以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。 一．变压器的用途

1、 变压器的工作原理实际上是利用电磁感应原理，把一次的电能传给二次的负载。

2、 变压器的效率一般很高，容量越大，效率越高。 3、 在电能的输送过程中，总是把电压提高，因为传输一定的电功率，电压越高，电流也就越小。这样即可以节省导线(截面

第二章 变压器

一、填空：

1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ，如果误将低压侧接到380V

上，则此时?m ,I0 ,Zm ,pFe 。（增加，减少或不变） 答：?m增大，I0增大，Zm减小，pFe增大。

2. ★一台额定频率为50Hz的电力变压器接于60Hz，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。

答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。

3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ，（2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。

4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U=

第一章 变压器的基本原理和结构

1.1 变压器的基本原理

变压器的基本组成部分是由绕在共同磁路上的两个或者两个以上的绕组所有构成，图1-1表示单相变压器。当图中的一次绕组加上交流电压U1时，一次绕组里就有交流电流i1流过，此时一次绕组将产生一个磁动势F1=N1i1，这个磁动势就会在铁心中产生一个磁通φ，显然这个磁通也是交变的，所以他将在二次绕组（也包括一次绕组）中感应出一个电动势E2。当二次侧接上负载时，在E2的作用下，负载中将有电流I2流过。这就是变压器将电能从一次侧传递到二次侧的工作过程。

变压器工作原理图

变压器工作的目的不仅在于实现能量从一次侧传递到二次侧，而是通过传递过程实现电压和电压和电流的改变。

1.2变压器的基本结构

1.2.1变压器的内部结构主要有：铁心、线圈、器身绝缘、引线、变压器油组成。

1.2.2变压器外部结构主要有：邮箱、散热器、储油柜、高压套管、低压瓷套、分接开关、压力释放阀、分机及控制柜、测温装置、放油阀组成等。

第二章 各种牵引变压器介绍

2.1 单相牵引变压器

单相牵引变压器是之一种将三相电力系统（一次侧）变为适用于电力机车牵引用但相电压牵引变压器。适用于电气化铁路BT供电方式或直接供电方式的牵引变电所。根

热

热辐射的基本定律

smyt_1983

位粉丝

1楼 在工程技术中，在日常生活中，辐射换热现象是屡见不鲜的。太阳对大地的照射是最常见的辐射现象。高炉中灼热的火焰会烘烤得人们难以忍受 太阳对人造卫星的辐射，会使卫星的朝阳面的温度明显地高于卫星背阳面的温度；高温发动机部件与飞机机体之间的辐射换热严重地影响着飞机的结构与强度设计，等等。特别是近年

来，人类对太阳能的利用，都大大地促进了人们对辐射换热的研究。

本章首先介绍辐射的基本特性和基本规律；然后重点讨论物体之间的辐射换热规律；最后对气体辐射换热的特点作扼要的介绍。

第一节 基本概念

1－1 热辐射的本质和特征

由于不同的原因，物体能够向其所在的空间发射各种不同波长的电磁波；不同波长的电磁波具有不同的效应，人们可以利用不同波长的电磁波效应达到一定的目的。比如，人们可以利用无线电波传送信息，利用x射线穿透物质的能力进行零件探伤，利用热射线传递热能，等等。人们根据电磁波不同效应把电磁波分成若干波段。波长λ＝0.38一0.76μm的电磁波段称为可见光波段λ＝0.76—1000 μm的电磁波段称为红外波段(一般将红外波段范围又分为近红外波段和远红外波段，近红外波段为λ＝0.7—25μm，远红外波段为λ＝2

.

. 变压器试验基本计算公式

一、电阻温度换算：

不同温度下的电阻可按下式进行换算：R=R

t

（T+θ）/（T+t）

θ：要换算到的温度；t：测量时的温度；R

t

：t温度时测量的电阻值； T ：系数，铜绕组时为234.5，铝绕组为224.5。

二、电阻率计算：

ρ=RtS/L R=（T+θ）/（T+t）电阻参考温度20℃

三、感应耐压时间计算：

试验通常施加两倍的额定电压，为减少励磁容量，试验电压的频率应大于100Hz，最好频率为150-400Hz，持续时间按下式计算：

t=120×f

n

/f，

公式中：t为试验时间，s；f

n

为额定频率，Hz；f为试验频率， Hz。

如果试验频率超过400 Hz，持续时间应不低于15 s。

四、负载试验计算公式：

通常用下面的公式计算：P

k =（P

kt

+∑I

n

2R×（K

t

2-1））/K

t

式中：P

k

为参考温度下的负载损耗；

P

kt

为绕组试验温度下的负载损耗；

K

t

为温度系数；

∑I

n

2R为被测一对绕组的电阻损耗。

三相变压器的一对绕组的电阻损耗应为两绕组电阻损耗之和，计算方法如下：“Y”

或“Y

n ”联结的绕组：P

r

=1.5I

n

2R

xn

=3 I

n

2R

xg

；

“D”联结的绕组：P

r

=1.5I

n

2R

xn

=I

n

2R

xg

。

式中：P

r

为电阻损耗；

XX职专2013—2014学年度第二学期第一次月考 XX 级 机电 专业 电工电子 科 试 卷

（时间：90分钟 满分： 100分 ）

注：选择题和判断题都填到答题卡上，在其他位置不得分！

一、单项选择题（本大题共25个小题，每小题2分，共50分。） 1．在下列不是高压输电电压等级的是（??????）。

A．10KV????????B．500KV??????C．220KV????????D．110KV??????????? 2．目前电力生产的主要方式有多种，不属于的是（??????）。?

A．火力发电?????????B．雷电发电????????C．太阳能发电????????D．核能发电???关于下列图中，说法正确的是（??）?

A．没有保护措施???B．保护接零?????C．保护接地???????????D．保护接零?保护接地?

4.具有体积小、重量轻、方向性好，并可耐各种恶劣条件，比如可以泡放在水中等优点，被人们称为21世纪最理想的照明方案，常用到手电筒、手机等移动照明的灯具是（ ）

A．高压钠灯? ?B．碘钨灯????C．白炽灯??????D．LED? 5.变压器原、副边的电压和原、副边线圈匝数（ ）。

A、成正比 B