變壓器部分習(xí)題與解答

1、為了得到正弦感應(yīng)電勢，當(dāng)鐵心不飽和時(shí)、空載電流各成何種波形？為什么？

答：為了得到正弦感應(yīng)電勢，根據(jù)E=-W也知，就必須使磁通也是正弦量，當(dāng)鐵心

dt

不飽和時(shí)。a/。，故，此時(shí)空載電流也是正弦變化量，即呈正弦波。當(dāng)鐵心飽和時(shí)，空載

電流比磁通變化大，此時(shí)空載電流呈尖頂波形。

2、為什么可以把變壓器的空載損耗近似看成是鐵耗，而把短路損耗看成是銅耗？變壓器實(shí)

際負(fù)載時(shí)實(shí)際的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無區(qū)別？為什么？

答：因?yàn)榭蛰d時(shí)電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似看成鐵耗。

而短路時(shí)，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數(shù)，所以

近似把短路損耗看成銅耗。實(shí)際負(fù)載時(shí)鐵耗和銅耗與空載時(shí)的鐵耗和銅耗有差別，因?yàn)楹?/p>

一個(gè)是包含有其它損耗。

3、變壓器的其它條件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化±10%,試問對(duì)工廿和工,“的影響

怎樣？如果僅將外施電壓變化±10%,其影響怎樣？如果僅將頻率變化±10%,其影響又

怎樣？

答：因?yàn)閄。=27tfw2As，E=4.44力我「U,所以當(dāng)原、副邊匝數(shù)變化±10%

時(shí)，變化±20%。由于w變化±10%,而U不變，使。，“變化干10%。又因?yàn)?/p>

羽=2杯南八,”，磁通。，“變化土10%時(shí)A,“由于飽和影響，A,.變化±k%,所以X,“的

變化大于±20%。

將外施電壓變化±10%時(shí)，“也將變化不10%,使不變，入,“的變化大于干10%。

這是因?yàn)?。，變化干io%,由于磁路飽和影響，A,”變化大于干i0%。

如果將頻率變化±10%,Xia1所以Xu變化±10%，而f變化±10%,則因?yàn)?/p>

U不變，使。，“變化干10%。同樣使X,“的變化大于±10%。

4、一臺(tái)變壓器，原設(shè)計(jì)頻率為50赫茲，現(xiàn)將它接到60赫茲的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電壓不變。

試問對(duì)激磁電流，鐵耗，漏抗，電壓變化率有何影響？

答：因?yàn)镋=4.44力=U,當(dāng)U不變而f改變后，0將下降到原來的5/6,所以

激磁電流將減小。漏抗Lu87,所以X仃增大6/5倍。電壓變化率隨Xw增大而增大。又

因?yàn)镻-產(chǎn)于0?氏,，而4<2,所以鐵耗將下降。

5、有一臺(tái)單相變壓器，額定容量S\,=100KVA,原副邊額定電壓U里=8地伏，

梟U2N230

/、=50赫茲.原副線圈的電阻及漏抗為人=4.32歐，4=0.0063Q,=8.9Q,

X2（T=0.013QO試求：（1）折算到高壓邊的短路電阻廠」短路電抗％*及阻抗z＜；

（2）折算到低壓邊的短路電阻心，短路電抗％*及阻抗Z-（3）將（1）、（2）求得的參

數(shù)用標(biāo)么值表示；（4）計(jì)算變壓器的短路電壓百分比〃”及其分量〃公，Ukx。

（5）求滿載及Cas夕,=1,Cos夕，=0.8（滯后）及Cos夕，=0.8超前等三種情況下的電壓

變化率并討論計(jì)算結(jié)果。

解：(1)折算到高壓邊的短路阻抗k=D型=26.087

U2N

19

rkH=八+-2=432+丘=&61Q

XkH=m+kF=8.9+26.O87-xo.oi3=17.75a

ZkH=小JXkH=8.61+J17.75Q=19.73/64.12°歐

(2)折算到低壓邊的短路阻抗

加=￡+/2=03265。

Z“=rkL+JXkL=001265+./0.0261Q=0.029/64.120歐

⑶LN=獸MIA2N=/=434.78A

U\NU2N

Zv==竺叫=359.93Q

乙NI.16.67

ZL,=^=0-529Q

所以'=9==0.0239

Z\N359.93

星=075=00493

Z\N359.93

至=-1221=0.0548

ZkH=

Z\N359.93

r==約265=0Q239

Z?N8529

%；=巫=2^1=0.0493

%Z,N0.529

Z1爰=鬻二°38

(4)短路電壓百分值〃b=nX100%=2.39%

理=%*100%=4.93%

Zh=Z；x100%=5.48%

(5)當(dāng)滿載，功率因數(shù)Cos。,=1時(shí)變壓器的電壓變化率

AM=(^kCos(p+1；Sin夕,)x100%=2.39%

當(dāng)Cos(p、=0.8滯后時(shí),Sin(p,=0.6

AM=(“Cos(p、+xkSin(f))x100%

=(0.0239X0.8+0.0493x0.6)x100%=4.87%

當(dāng)Cos(p=0.8超前時(shí)，Sin(p[=-0.6

AM=(Cos(p-xkSin(p)x100%

=(0.0239x0.8+0.0493x0.6)x100%=-1.046%

對(duì)于電壓變化率，當(dāng)Cos。,=1即阻性負(fù)載時(shí)電壓變化率較小，當(dāng)負(fù)載為感

性時(shí)，電壓變化率大，當(dāng)負(fù)載為容性時(shí)，負(fù)載時(shí)的端電壓可能高于空載時(shí)的端電壓。

6、一臺(tái)單相變壓器，已知八=2.19Q,X1(T=15.4Q,r2=0.15Q,1紀(jì)=0.964Q,,

=1250Q,Xm=12600Q,W|=876T,卬，=260T,當(dāng)Cos夕，=0.8滯后時(shí),

副邊電流/2=180A,02=6000丫。試求：

(1)用近似T形等效電路和簡化等效電路求/口乙，并將結(jié)果進(jìn)行比較

(2)畫出折算后的矢量圖和T形等效電路。

解：(1)變壓器變比k=N=3.37

=0.193。

15.4

'_X,7_=1.357Q

x-TT-

1(Tk137

r1250

m==110.16。

42—3.372

12600

=1109.96。

137

用近似T形等效電路計(jì)算時(shí)，以02作參考向量

出=6000伏，/2=144-J108A=180Z-36.87°

所以j]二一"一，2(ZI+Z2)

193+

=-6000-180Z-36.87°(°-川357+0.15+J0.964)

=-6300.08-2987.16=-6307.08/2.7°伏

?TJ,?6307.08Z?7

1=^4-1=--------------———144+/108

117110.16+109.96

Lm

A

=-144.83+113.59=184.06ZJ41.9°

椒U、=k土=3.37x(-6307.08/2.7°)=21250/2.7°伏

修廠.管尸9。53/141.9。A

3.37

用簡化等效電路計(jì)算時(shí)，仍以作參考向量

y=~UrISZ^Z^

=-6307.08/2.7°伏

L=-18O.OO/36.87°A

所以0】=kJ=3.37x(-6307.08Z2.7°)=21250/2.7°

片」3慧6.87。~42/36.87,

用兩種等效電路計(jì)算結(jié)果相差很小。U相同，I略變。

2.19G154G"OB收10a收

a-3----1?-----------------------1-1-------

i'

1250G

,U|I12600Q

(2)析兌翔璇0的TT等效電掇

7、一臺(tái)單相變壓器，Sv=1000KV%,i^L^—KV,f=50Hz,空載及短路實(shí)

'U2N6.3」N

驗(yàn)的結(jié)果如下:

實(shí)驗(yàn)名稱電壓（伏）電流（安）功率（W）電源加在

空載630010.15000低壓邊

短路324015.1514000高壓邊

試計(jì)算（1）折算到高壓邊的參數(shù)（實(shí)際值及標(biāo)么值），假定為=4=葭，尤s=x2CT=y

（2）畫出折算到高壓邊的T型等效電路；（3）計(jì)算短路電壓的百分值及其二分量；（4）

滿載及Cos夕,=0.8滯后時(shí)的電壓變化率及效率（5）最大效率。

解：（1）空載實(shí)驗(yàn)可以得到折算到高壓邊的參數(shù)

2U。

Z,“k,而k=60/6.3=9.524

Zo

所以56.577始

乙7/nt=9/?J52-4=?^]0^]=

〃=9.524??夕=4.4462

x=/72一廠2=56.4022

人“IVZ-/m，m

根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)得到折算到低壓邊的參數(shù)

■14=⑷°°-30.5Q

八=4=5

n2x15.15

Zk=Uk_3240

=106.93Q

22/人2x15.15

無。=羽=卜彳）+=102.5Q

2

7=IZ±v=l/iw=36H1

乙1N[Q

L\NJN

所以,=4=1.235、?=&=15.667

，m7人/〃7

/IN/IN

廠；=廠:=小=8.472x10"

NIN

/=/=鏟=2.8472x10"

NIN

（2）折算到高壓的T型等效電路

305收102.5肽305欣102.5歆q

I.

14446敞

>飛

*媯02敢

析兌到電姓的T予尋效電掇

⑶詼=，+a=2，=L6944%"產(chǎn)總+啟=2=5.6944%

所以弘=加工￡=5?94%

(4)電壓變化率Aw=憂“xCos(p+nkSin(p

=(1.6944X0.8+5.6944X0.6)%

=4.77%

此時(shí)，U；=U、Nfu-U、N=57.138kV

而九"/廣士=166674

UIN

所以p=JJ\JCos(p^=57.138x16.667x0.8=952.3kw

2

故n=P，+a+(”")PA=974.24kw

Ik

9523

則77='2x100%='x100%=97.75%

'p?974.24

（5）達(dá)到最大效率時(shí)，p=pFe=5000

所以*=9.°5A小篙=8543

p+［個(gè)/Lp

所以〃=(1-----------__±____)x100%

曲i；sm0+p°+RPk

=98.19%

8、一臺(tái)50Hz的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時(shí)

會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副邊開路或短路對(duì)原邊電流的大小有無影響？（均考慮暫態(tài)過程）

答：因是直流電，變壓器無自感和感應(yīng)電勢，所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流

很大，為燈母。如副邊開路或短路，對(duì)原邊電流均無影響，因?yàn)椤２蛔儭?/p>

八

9、變壓器的額定電壓為220/110伏，若不慎將低壓方誤接到220伏電源上，試問激磁電

流將會(huì)發(fā)生什么變化？變壓器將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

答：誤接后由U=E=4.44/W4知L磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和

時(shí)大于一倍）。此時(shí)變壓器處于過飽和狀態(tài)，副邊電壓440伏左右，使效率降低，絕緣可能

被擊穿等現(xiàn)象發(fā)生。

10、一臺(tái)三相變壓器，S\,=5600KVA,〃電=U>HZ,Y/△—11連接，變壓器空載及

U2N6.3

短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)名稱線電壓（伏）線電流（安）三相功率（W）電源加在

空載63007.46800低壓邊

短路55032418000高壓邊

求：（1）計(jì)算變壓器參數(shù)，實(shí)際值及標(biāo)么值；

（2）利用「型等效電路，求滿載Cos。,=0.8滯后時(shí)的副邊電壓及原邊電流;

（3）求滿載Cos夕,=0.8滯后時(shí)的電壓變化率及效率。

SN560°=323.32A

解：⑴IlN

N=5600

S=513.2A

所以冗=患=^^=⑵43xi（r

/；=L=_1￡_=0.014420；=與=剪=1

10

j513.2U°JJ2N6300

3ml0-3

/；=乙=-^-=1.002幺==0.055

U>

LKL323.3210000

NU,N

則:號(hào)哥"4

歷不二69.10

Z==-------=69.34

乙機(jī)/；0.01442x?

*=Pj3.2143x1。

-=0.003201

Tk-r*21.0022

Z；=*=器=0-05489￡=VZ；2-n=0-0548

lk

因7==UIN_=17857Q

所以7=7'x/v=69.34x17.857=1238.2Q

心=￡xZw=5.84x17.857=104.3Q

r=Y"x77=69.1x17.857=1233.9。

Zk=Z；xZIN=805489x17.857=0.98Q

八="XZIN=0.003201X17.857=0.0572Q

Xk=X；*Zw=0.0548x17.857=0.979Q

*

(2)以;作參考向量，即=1/()0,并近似認(rèn)為;相位與，相反,

故可以得到，，=izarcCosO.S=o.s-jo.6

所以

???*

=1-l/-36.87°x(0003201+/0.0548)

=0.96552—2.5"

故U，=U；x0，N=0.9655x6.3=6.08kV

***JJ*[

?=?+?=幺+；=-----------+0.8-J0.6

LIn.IlL5.84+J69.1

7乙tn

=0.8012-70.6144=1.01Z-37.48。

故/|=/；XLN=1.01x323.32=326.44A

(3)=fkCos(p+色Si〃(p、=(0.3201X0.6+5.48X0.6)=3.54%

〃=也匕?=絲竺四獨(dú)亞=9943%

lfj；cos(p,1.01x^37.48°

對(duì)于第(2)個(gè)問題，由于假設(shè)j與一6同相，如想減小這一假設(shè)造成的

誤差，可對(duì);相位進(jìn)行修正

12

現(xiàn)修正后的一*=IZarcCosO.S4-(p

12

=1N—39.37"=0.773-70.6343

-(/*2=u"Z；

=1-IN39.37°(0.003201+jO.0548)=0.9636N-2.4°

這樣，(()、-(/)「=-2.6+39.37=36.77°與arcCos0.8很接近了。

0

*=*一＞*=—了*3995

uZ：I2

/.=J*.I\N=1.01x323.32=326.44A

11、一臺(tái)Y/△連接的三相變壓器，原邊加對(duì)稱正弦額定電壓，作空載運(yùn)行，試分析：

(1)原邊電流、副邊相電流和線電流中有無三次諧波成分？

(2)主磁通及原副邊相電勢中有無三次諧波成分？原方相電壓及副方相電壓和

線電壓中有無三次諧波成分？

答：(1)由于原方Y(jié)接，三次諧波電流無通路。所以原邊電流沒有三次諧波成分。副

邊三角形接，相電流中有三次諧波成分，而線電流中沒有三次諧波成分。

(2)主磁通中有三次諧波，原副方相電勢中也有三次諧波成分。原方的相電壓中有三

次諧波成分，副邊相電壓及原副方線電壓中均無三次諧波成分。

12、一臺(tái)Y/△連接的三相變壓器，原邊加額定電壓空載運(yùn)行。此時(shí)將副方的三角形打開

一角測量開口處的電壓，再將三角形閉合測量其中的電流。試問當(dāng)此時(shí)三相變壓器試組式或

心式時(shí)，所測得的數(shù)據(jù)有什么不同？為什么？

答：由于組式變壓器各相磁路相互獨(dú)立，三次諧波磁通的磁路就是主磁路，而心式變壓

器中三次諧波磁通只能走箱壁，與空氣等耦合，R、很大。故測開口處電壓時(shí)組式很大，

而心式很小。當(dāng)閉合測電流時(shí)，表中測得的電流就是三次諧波電流。這個(gè)起一個(gè)激磁電

流的作用，使主磁通中。、減小。

13、兩臺(tái)三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，組號(hào)均為Y/A—11,數(shù)據(jù)如下:

變壓器1：5600KVA,6000/3050V,Z；=。.。55;

變壓器2：3200KVA,6000/3000V,Z；=0-。55。

兩臺(tái)變壓器的短路電阻與短路電抗之比相等，試求空載時(shí)每一變壓器的循環(huán)電流及其標(biāo)么

值。

56000005600000

解：電流=538.86A12N]=1060.05A

73x600073x3050

32000003200000

IIN2=307.92A12N2=615.84A

V3x600073x3050

則7,.==0.055x3050=0.15825Q

乙-5LN\1060.05

7=7*=0.055x=0.26793Q

乙24j2N2615.84

變比左=6000/3050=1.9672匕=6000/3000=2

60006000

3050-3000

環(huán)流（線電流）kikt

-=117.32A

Zz+Z&20.15825+0.26793

14、用對(duì)稱分量法分析Y/Y連接的三相變壓器兩相短路時(shí)，原、副方電流的相互關(guān)系。

此種情況下是否有中點(diǎn)移動(dòng)現(xiàn)象？為什么？

解：設(shè)副方a、b兩相短路，并令短路電流為j,則由對(duì)稱分量法得出：?[=_j=；,

1??2?1?

所以/=-(r+aj+aT)=-(l-?)T

1A+1ALB/cJ1k

二十萬，於川

?1???

呻產(chǎn)仁產(chǎn)比

；4一=-'「*-吐

????1

則，=+'+/=-(a-l)j+-(6Z"-1)7=-T

/A/A+/A-/AO3Ik'1k1k

?2*??12?1??

，=a+a'+=-d-6!-)J+-(l-?)J=J

1B/A+1A-1AOJ"3IkIk

e

??2?1z2?1z2X?

/=AT'+aJ+/=￡(。一a)/)/=0

原方實(shí)際電流j=—,=—,T=0

IAIBkIc

因;=o沒有零序分量

IA0

所以Eo=。此種情況下沒有中點(diǎn)移動(dòng)現(xiàn)象

由-""z'j

一6「人=6B_+Z〃]

得-6“+tZ=tL+2z/=0

故j=LL^

lk2z,

15、某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500kVA增加到800kVA。原有一臺(tái)變壓器SN=560kVA,

U1N/U2N=6000/400,Y,ynO聯(lián)結(jié)，Uk=4.5%?現(xiàn)有三臺(tái)變壓器可供選用，它們的數(shù)據(jù)是：

變壓器1：320kVA,6300/400V,Uk=4%,Y,ynO聯(lián)結(jié)；

變壓器2：240kVA,6300/400V,Uk=4.5%,Y,yn4聯(lián)結(jié)；

變壓器1：320kVA,6300/440V,Uk=4%,Y,ynO聯(lián)結(jié)；

1、試計(jì)算說明，在不使變壓器過載的情況下，選用那一臺(tái)投入并聯(lián)比較適合？

2、如果負(fù)載增加需選兩臺(tái)變比相等的與原變壓器并聯(lián)運(yùn)行，試問最大總負(fù)載容量是多少？

那臺(tái)變壓器最先達(dá)到滿載？

解：(1)選第1臺(tái)適合。

(2)如果負(fù)載增加，則選第一臺(tái)與第二臺(tái)，但第二臺(tái)要進(jìn)行改接，使原

Y,yn4改接為Y,ynO。

則三臺(tái)變壓器中，由于第一臺(tái)，Uk=4%最小，所以最先達(dá)到滿載

貝ijS!=SN320kVA?

加5；0.045

iu——=-----所以==0.889

C*0.04Q原0.0456

D原

S-889

所以Sg=S原+S+N

=0.889x560+320+240x0.889=1031.2kVA

16、兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行均為Y,dll聯(lián)結(jié)標(biāo)號(hào)，U,N/U2N=35/10.5KV,第一臺(tái)1250kVA,

Uk,=6.5%,第二臺(tái)2000kVA,Uki=6%,試求：

1、總輸出為3250kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器的負(fù)載是多少？

2、在兩臺(tái)變壓器均不過載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出為多少？此時(shí)并聯(lián)組的利用率

達(dá)到多少？

0.06

=0.923

0.065

所以S=+S?=0-923S；?SM+S；S,V2=3153.75S；=3250

所以￡=盤"°35；=0.9235；=0.951

所以1.03x2000=2060kVA$=0.951x1250=1188.75kVA

2、兩臺(tái)變壓器均不過載，則第二臺(tái)滿載，S；=l

Smax=S+S,V2=°§23x1250+2000=3153.8kVA

并聯(lián)組利用率：一鼠一=3153-8=0.9704

SM+SN23250

17、一臺(tái)三相雙線圈變壓器，SJ1-100/3,100KVA,3000/400V,Y/Yo—12,〃人=4.5%,

Po=616w,/；=0.065,PkN=2350w?，F(xiàn)將其改成升壓自耦變壓器。試求:

（1）改接后折算到高壓方的參數(shù)；（實(shí)際值基標(biāo)么值）

（2）該自耦變壓器的額定容量和線圈容量之比；

（3）當(dāng)它供給滿載且功率因數(shù)為1時(shí)的電壓變化率和效率。

解：因?yàn)镾N=SN（1+陋）=850KVA,攵=您=7.5

400400

這是將3000/400V改成3000/3400自耦變壓器是的容量。

*_U0.045

k==0.005294

+8.5

f22

總一兒一=°儂515

兒看"就『'2『（T

f九=1=12.393Z〉=.=130.77

f==0.007647

10a\+k

10a1On

焉==130.18

而f3400小

而Zf

所以憶=0.0376Q,v,=0.0614。，=168.54。，=1770.45Q

ika人ka，rma人r〃以

(2)^=—=8.5

SN100

(3)△(/“=幾,=0.2765%

850—0.616-2.35??^,

n-----------------=99.65=n%

850

另解：當(dāng)將3000/400變壓器改成400/3400變壓器（這種變比用自耦變壓器意義不

大，反而會(huì)帶來其它問題）

(1)q=V,(1+——-)=113.33KVA,k=0.133

OaN?八3000

Z「號(hào)=鬻=。。3971

P^2350

=-=0.02073

S?N1.1333x10、

22

X^^Zka-Tka=0.03387

3f

兒=3=5435*10/：==0.05735

10a\+k

、aN

p*i

小=1.65237*=一=17.436

j-*20maj-*

10a10?

,*2,2

=廠薪=17.358

xmuvZma

3400

102Q

而Z2“M鳴

所以憶=2.114Q,,=3.455Q，=168.53Q，=1770.45Q

<ka人rka，rnia人r

(2)且這=1.133

SN

(3)△"=幾,=2.073%

〃二U33I二061。二235=97.3g%

113.33

直流電機(jī)及拖動(dòng)部分習(xí)題與解答

1、為什么直流電機(jī)能發(fā)出直流電？如果沒有換向器，直流電機(jī)能不能發(fā)出直流電流？

答：直流由于換向器的作用，使電刷短接的元件始終切割相同磁極，感應(yīng)電勢在電刷兩

端不變，故直流機(jī)能發(fā)出直流電。

2、試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質(zhì)：

(1)磁極固定，電刷與電樞同時(shí)旋轉(zhuǎn)：

(2)電樞固定，電刷與磁極同時(shí)旋轉(zhuǎn)。

答：(1)電刷兩端的是交流電壓：

(2)電刷兩端的是直流電壓。

3、己知某直流電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下，額定功率=75(公v),額定電壓Uy=2203)，

額定轉(zhuǎn)速〃N=1500(r/〃z)，額定效率〃、,=88.5%,試求該電機(jī)的額定電流。

解：對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，PN=UNINFN

75000

故該電機(jī)的額定電流I=PN=385(A)

N220x88.5%

UNFN

4、一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)額定容量180kw,額定電壓230伏，額定轉(zhuǎn)速1450r/m,額定效率89.5%,

求額定輸入功率和額定電流。

解：此電機(jī)的額定輸入功率.,,=△=堪》=201(M

額定電"旨=蟹⑷

5、何謂主磁通？何謂漏磁通？漏磁通大小與那些因素有關(guān)？

答：要通過空氣隙與主極和電樞繞組交鏈的磁通，就是主極磁通。只與激磁繞組交鏈

而不通過氣隙與電樞繞組交鏈的磁通稱為漏磁通?漏磁通與電機(jī)磁極結(jié)構(gòu)、激磁繞組、

氣隙等有關(guān)。

6、何謂飽和現(xiàn)象？電機(jī)的磁路為什么會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象?飽和對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能有何影響？

答：當(dāng)隨著H增大而〃減小，即磁阻增大的現(xiàn)象叫做飽和現(xiàn)象。電機(jī)磁路中由于有

非線性鐵磁材料，所以會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。由于飽和現(xiàn)象的存在，使電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)H和B

的值不能取得過高，材料利用率受到限制，激磁電流需要增大。

7、一臺(tái)四極單迭繞組的直流電機(jī)。

(1)如果取出相鄰的兩組電刷，只用剩下的兩外兩組電刷是否可以？對(duì)電機(jī)性能有

何影響？端電壓有何變化？此時(shí)發(fā)電機(jī)能供給多大的負(fù)載(用額定功率的百分?jǐn)?shù)表示)；

（2）如果有一元件斷線，電刷間的電壓有何變化？電流有何變化?

（3）若只用相對(duì)的兩組電刷是否能夠運(yùn)行？

（4）若有一極失磁，將會(huì)產(chǎn)生什么后果？

答：（1）對(duì)于四級(jí)單迭繞組直流電機(jī)，如果取出相鄰的兩組電刷A?、B2'用另外

剩下的兩組電刷仍然可以運(yùn)行，僅因人2、臺(tái)2去掉之后使31A2，A?82間元件產(chǎn)生的

感應(yīng)電勢相互抵消，但端電壓仍是原來一條支路的端電壓保持不變。并聯(lián)之路數(shù)由原來的4

變?yōu)榱?,能供給的負(fù)載為原來的50%。

廠i（2）如果有一元件斷線，使原來并聯(lián)支路數(shù)由

4變成3,電刷間電壓不變，負(fù)載能力變?yōu)樵瓉淼?5%。

（3）若只用相對(duì)兩組電刷不能運(yùn)行，因?yàn)槿缰挥肁?運(yùn)行時(shí)，感應(yīng)電勢與

A2感應(yīng)電勢相抵消，使端電壓為零，不能發(fā)電。

（4）若有一極失磁，如圖所示,

失磁，則產(chǎn)生的磁勢比產(chǎn)生的磁勢大，故每極下磁通為

0TAA0TABTBATBB00

由于磁通不

0TNA=0TAA+T0AB＞（T/）sA=0TAA+T0BA=0TSB=0TBB+T0AB＞（TbNB=0TBA+T0BB-

等，故在每極下導(dǎo)體中感應(yīng)電勢也不等，這樣單迭繞組中使每條支路（并聯(lián)）產(chǎn)生的總感應(yīng)

電勢不等，形成環(huán)流，由于電機(jī)繞組電阻很小，環(huán)流將很大，使電機(jī)過熱。

8、試計(jì)算下列各繞組的節(jié)距y,,y和y*，繪制繞組展開圖，安放主極及電刷，

并求并聯(lián)支路對(duì)數(shù)。

(1)右行短距單迭繞組：2P=4,Z=S=22；

(2)右行整距單波繞組：2P=4,Z=S=20;

(3)左行單波繞組，2P=4,Z=S=19;

(4)左行單波繞組，2P=4,Z=S=21;

J=5

解：⑴v=衛(wèi)一￡

%2P4

=1a=2

(2)y=0=5

乂2py=%=i

,2=l-5=-4a=2

Zi19「

+￡----F￡=5a=l

⑶y2P4

z—119-16

y=------=---------=9y?=9—5=4

P2

+￡=4+￡=5

(4)y=—a

乂2P4

y=yBE=K)又=y一尸

P2

展開圖略。

9、一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，2P=4,a=l,Z=35,每槽內(nèi)有10根導(dǎo)體，如要在1450r/min下產(chǎn)

生230伏電勢，則每極磁通應(yīng)為多少？

解：電機(jī)的總導(dǎo)體數(shù)N=10Z=350根

根據(jù)直流電機(jī)感應(yīng)電勢系數(shù)C,=黑=號(hào)『=11.67

E230

由E=?！浮?〃得每極磁通。==0.0136(憶)

11.67x1450

故需每極磁通為0.0136韋。

10、用單波繞組代替單迭繞組時(shí)，若導(dǎo)體數(shù)和其他條件均不變，電機(jī)額定容量有無改變？

例如一臺(tái)六極電機(jī)原為單波繞組，如果改成單迭繞組，保持元件數(shù)和元件匝數(shù)不變，問電機(jī)

額定容量會(huì)不會(huì)改變？其它額定量要不要改變？

答：用單波代單迭時(shí)，其它條件均不變，則電機(jī)額定容量不會(huì)變化，因?yàn)槊總€(gè)元件的感

應(yīng)電勢、負(fù)載能力均不變，所以改變接法之后電機(jī)容量不變。

如一臺(tái)六極電機(jī)由單波改為單迭，保持元件數(shù)和元件匝數(shù)不變，則電機(jī)額定容量不變,

其它額定電壓由原來的Uv變成U/3,額定電流由原來的/N變?yōu)?/丁其它的額定量

不變。這是因?yàn)槊總€(gè)極下繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電勢和每根導(dǎo)體內(nèi)流過的電流并沒有改變。

11、一臺(tái)四極直流發(fā)電機(jī)，空載電壓為440伏，電樞繞組修理后，保持原來的轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁

電流不變，發(fā)出的空載電壓為220伏，問修理前后該電樞繞組可能是什么型式的繞組？為什

么？如果保持電樞導(dǎo)體內(nèi)電流不變，問修理前后發(fā)電機(jī)的功率有無改變？為什么？

答：因繞組修理前后保持轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁電流不變，而空載電壓卻減小一半，從如不變可

知為修改前的一半，所以可以認(rèn)為修改前為波繞組，而修改后為迭繞組。如保持

電樞導(dǎo)體電流不變，則總電流為原來的2倍，故修改前后發(fā)電機(jī)功率P保持不變。

12、直流發(fā)電機(jī)感應(yīng)電勢與那些因素有關(guān)？若一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)空載電勢是230伏，試問在

下列情況下電勢的變化如何？

(1)磁通減少10%；

(2)勵(lì)磁電流減少10%；

(3)磁通不變，速度增加20%；

(4)磁通減少10%,同時(shí)速度增加20%。

解：根據(jù)感應(yīng)電勢E=C*?〃知I,當(dāng)一臺(tái)結(jié)構(gòu)一定的電機(jī)，它的電勢與磁通和轉(zhuǎn)速有

關(guān)。(1)磁通減少10%時(shí)，E=(l-10%)E=207伏

(2)勵(lì)磁電流減少10%時(shí)，由于磁路有飽和現(xiàn)象存在，當(dāng)磁路不飽和時(shí)使磁通減少

10%,即￡=207伏，當(dāng)磁路飽和時(shí)，磁通減小很多，感應(yīng)電勢比230伏小但比207伏大。

(3)磁通不變，轉(zhuǎn)速增加20%時(shí)，石3=(1+20%)七=276伏

(4)磁通減少10%,同時(shí)轉(zhuǎn)速增加20%,

石4=(1—10%)(1+20%)￡：=248.4伏,此時(shí)，電勢增加了10%。

13、一臺(tái)四極、82kw、230伏、970r/min的并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，在75度時(shí)電樞回路電阻

心=0.0259。，并勵(lì)繞組每極有78.5匝，四極串勵(lì)繞組總電阻力=22.8。，額定負(fù)載時(shí)，

并勵(lì)回路串入3.5歐的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2伏，基本鐵耗及機(jī)械損耗

PF+pmec=2.3kw,附加損耗尸＞“7=0.0052,丫，試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的輸入功率，

電磁功率，電磁轉(zhuǎn)矩和效率。

PN二82000

解:電機(jī)的額定電流/N=H二