许晓峰[电机拖动]三章习题答案
答案
3.3 答：不会。因为直流电源加在变压器一次绕组上，将产生直流电流，在铁心中建立恒定磁通，恒定磁通不会在二次绕组中产生稳定的感应电动势。 另外，如加上和额定交流电压相同的直流电压，由于电感对直流相当于短路，故此时只有绕组电阻限制电流，电流将很大，并将烧毁变压器。 3.7 答：此时一次、二次绕组电压均超过额定电压的 倍，即低压电压为380V,而高压侧电压为660V,将损坏变压器的绝缘。
3.10 答：变压器空载运行时，从电网中要吸取有功和无功功率，用于建立主、漏磁场和供给铁心损耗以及铜损耗(R1I02) 。小负荷的用户使用大容量变压器，对电网造成功率因数降低，对用户来讲，使变压器的效率降低。
3.11 答：当高压侧加220V电压时，i0呈尖顶波。当高压侧加110V电压时， i0呈正弦波，因此时变压器主磁路将处于不饱和状态。将110V电压加在低压侧， i0呈尖顶波。
3.12 答：铁心饱和程度增加，空载电流增大，铁损耗增加，二次侧感应电动势增加，变比减小。
3.13 答：相当于频率降低。则主磁通增加，空载电流增加，铁损耗增加，漏抗减小。
3.15 答：不能。因为产生一定主磁通所需的磁动势N1I0是一定的，当一次绕组匝数太少时（N1=2），则导致I0很大，变压器将被损坏。
3.16 答：变压器运行时电源电压下降，将使铁心饱和程度下降，励磁电流下降，励磁阻抗上升，铁损耗下降。
3.17 答：①铁心饱和程度增加，励磁电流增加，铁损耗增加；②铁心饱和程度不变，励磁电流增加，铁损耗增加；③铁心饱和程度不变，励磁电流不变，铁损耗增加。
3.24 答：变压器二次侧接电阻负载时，从一次侧输入的感性无功功率较小，只用于建立变压器的主、漏磁场。
当二次侧接电感性负载时，从一次输入较大感性无功功率，除用于变压器本身建立磁场外，还要供给负载的感性无功功率。
当二次侧接电容性负载时，从一次输入的无功功率分三种情况：
①当电容性负载较小时，从一次侧输入较小的感性无功功率，此时变压器建立主、漏磁场所需感性无功由电源和负载共同承担。
②当电容性负载产生的感性无功正好等于变压器建立主、漏磁场所需的感性无功时，从一次侧输入的无功功率为零。
③当电容性负载较大时，从一次侧输入的无功功率是容性的。 3.27 答：（1）U2空>U2满>U2短=0
（2）E1空>E1满>E1短 （3）Bm空>Bm满>Bm短
3.44 解：可有四各种不同方式的联结，三种不同的变比。 （1）高低压边均串联
2200
k==10
220
2200k==20
110
50005000
I1N=2200A=2.27A，I2N=220A=22.7A
1100
=10110
（2）高压边串联，低压边并联
（3）高低压边均并联
k=
50005000
I1N=1100A=4.54A，I2N=110A=45.4A
（2）高压边并联，低压边串联
k=
1100
=5220
50005000
I1N=1100A=4.54A，I2N=220A=22.7A
答：二次侧电压不相等。因为I0I=2I0II，忽略漏阻抗，则励磁阻抗
3.45
ZmI=1/2ZmII，一次绕组串联后加440V电压,但两台变压器的一次侧电压不等,U1I=2U1II,且U1I≈146.7V,U1II≈293.3V，所以二次侧电压不也不相等,U2I=2U2II,且U2I=73.4V,U2II=146.6V。
3.46 解：（1）原来高压绕组的匝数
=12 1NP2NP
63003因为 = 1 所以 1 = 630 匝。
404003
UNN
N
（2）新的高压绕组匝数
100001
因为 =
所以 1 = 1000 匝。
404003
N'
1N
1100=Ω=604.4Ω1.82110
Ω=6.044Ω18.2
=Z
I
1B
1N
1N
Z
2B
=2N=
I
2N
8==0.0132R=
604.4Z
28.91短路电抗： ==0.0478X=
604.4Z
短路电阻：
*
S
S
1B
*
S
S
1B
0=I
*
I
I
1N
0.010.09=-j=0.0055-j0.04951.821.82
1
=20.08励磁阻抗： Z m=*=
I00.0055-j0.0495
=2.22+j19.96
*
1
R=2.22，X=19.96
m
m
*
L
L
2B
**
10+j5==1.65+j0.83负载阻抗： Z=6.04Z
等效电路如图3.3所示：
+
R
*L
.65
-
X
*L
.83
图3.3 题3.47
（3）输入功率和输出功率
输入功率： P1 P2
=U1I1cosϕ1=1100⨯1.02⨯cos32okW=0.952kW=U2I2cosϕ2=107.7⨯9.65⨯cos(-1.1o+27.8o)kW=0.928kW
输出功率：
3.48 解：（1）折算到高压侧的变压器“T”形等效电路参数并画出等效电路图（设R1=R2’，X1=X2’）
①由空载试验数据求励磁参数
=ZmRm=
3
I
2
=
400Ω=3.85Ω
160
2
3=38003Ω=0.35Ω
60I
Xm=
2
-ZmRm=
2
3.85
2
-0.35Ω=3.83Ω
2
折算到高压侧有：
②由短路试验数据求短路参数
则
121
R1=R'2=2RS75︒C=2⨯2.37Ω=1.19Ω
11
X1=X'2=XS=⨯5.54Ω=2.77Ω
U
Z'
L
（2）额定负载且cosφ2=0.8（滞后）和cosφ2=0.8（超前）时的电压变化率、二次端电压和效率
①额定负载且cosφ2=0.8（滞后）时
⎛3800⨯2⨯10900= 1-1⨯750⨯3⨯0.8+3800+2⨯10900
10⎝1
=97.61%
⎫⎪⎪⨯100%⎭
②额定负载且cosφ2=0.8（超前）时
=1⨯(0.0178⨯0.8-0.0416⨯0.6)⨯100%=-1.07%
U2=(1-∆U)U2N=(1+0.0107)⨯400V=404.3V
∆U=β(R*S75Ccosϕ2+
︒X*sinϕ)⨯100%
S
2
η=97.61%
3.48 解：（1）当输出电流I2=I2N，cosφ2=0.8（滞后）时的效率
2
⎛⎫+βPP0SN
⎪⨯100% η= 1-2
⎪βcos++SPP0SNN⎝⎭2
18⨯12⨯56⎛⎫
=1- ⎪⨯100%2
1⨯5600⨯0.8+18⨯1⨯56⎭⎝
3.50
解：当β=1时，U2=U2N，ΔU=0，则：
β(R*Scosϕ2+X*Ssinϕ2)=0
*tanϕ=-=-*
RX
S
2
S
SS
而短路参数为：
ϕ
o
=-7.32
I
3.51 解：（1） = : ，代入数据得： : II
整理得：
I
11
=:
125020006.56
I
II
SS:NI
11
NII
u
sI
u
sII
SS=0.577
II
又因为：
S+S=3250
I
II
联立求解(1)、(2)式，得：SI=1189kV·A，SII=2061kV·A
通过计算可知，短路电压大的变压器欠载，容量不能充分利用，短路电压小的变压器过载。
S=2000kV⋅AS则
S=0.577S=0.577⨯2000kV⋅A=1154kV⋅A
* = （2）令 1 ，即 I
I
II
II
S=S+S=(1154+2000)kV⋅A=3154kV⋅A
I
II