变压器交流电机部分习题.ppt

1,习题课变压器、交流电机,2,P26 第一章作业 1-1,设有一台500千伏安、三相、35000/400伏的双绕组变压器，原、副方绕组均为Y连接，试求高压边和低压边的额定电流。,分析：求解此类题的关键在于注意绕组连接方式和额定电压的关系，这里绕组为Y连接，而额定电压为线电压,解：,3,P55 第二章作业 2-1,解：,有一台单相变压器，额定容量为10千伏安，高、低压侧均有两个线圈组成，原方每个线圈额定电压均为U1N=1100伏，副方均为U2N=110伏，用这台变压器进行不同的连接，问可得到几种不同的变化？每种连接原、副边的额定电流为多少？,根据原、副线圈的串、并联有四种不同连接方式：1）原串、副串：,4,2）原串、副并：,P55 第二章作业 2-1,5,3）原并、副串：,P55 第二章作业 2-1,6,4）原并、副并：,P55 第二章作业 2-1,7,设,试求各参数的标么值,并绘出该变压器的T形等效电路和 形等效电路,P55 第二章作业 2-3,其参数如下：,在额定电压下铁耗,一台单相变压器,解：计算阻抗基准值,8,P55 第二章作业 2-3,计算电流基准值,空载电流,励磁阻抗标么值,9,T型等效电路,P55 第二章作业 2-3,10,P55 第二章作业 2-3,11,P55 第二章作业 2-,设上题中的变压器副边电压保持额定值，并供给一额定副边电流，且有滞后功率因数，求原边电流，电压及功率因数（用近似等效电路计算）,1.022+j0.0171.022,12,P55 第二章作业 2-,原边电流,13,4-1两台Y/11联接的三相变压器并联运行，已知数据如下：变压器1：变压器2：,若不计阻抗角的差别，试求空载时每一变压器的环流及其标么值。,解：变压器1原、副边额定电流分别为,14,变压器1：变压器2：,变压器2原、副边额定电流分别为,两台变压器折合到副边的短路阻抗分别为,15,变压器1：变压器2：,两台变压器变比分别为,则变压器并联运行时空载环流（线电流）为,16,变压器1：变压器2：,标幺值为,注：原、副边电流标幺值相等。,17,6-1、有一台三绕组变压器，额定电压为110/38.5/11kV，绕组容量为16000/16000/8000kVA，联接组标号为，试验数据如下，试求变压器等效电路参数。,18,解：（1）由空载试验求低压侧绕组励磁阻抗。取16000kVA为容量基准，低压绕组的阻抗基准值为,励磁阻抗为,19,励磁电阻为,励磁电抗为,20,1）电源加在低压侧，均为低压侧的值，其基准阻抗为,（2）由短路试验求等效漏阻抗,21,2）电源加在中压侧，均为中压侧的值，中压绕组阻抗基准为,22,23,等效电路中等效漏阻抗为,24,6-4有一台变压器容量SN5600kVA，U1N/U2N6.3/3.3kV，Y/Y0联接，Uk10.5，铁耗，铜耗，将其改接为U1N/U2N9.6/3.3kV的降压自耦变压器，求：（1）自耦变压器的额定容量 与原来双绕组时的额定容量 之比（其中电磁容量、传导容量各为多少？）（2）在额定电压下发生短路，稳定短路电流 为额定电流 的多少倍？与原双绕组变压器时的稳定短路电流比比较；（3）改为自耦变压器后，在额定负载（滞后）时效率比未改前提高多少？,25,（1）自耦变压器的变比为,解：双绕组变压器的额定电流及阻抗,自耦变压器的绕组容量（电磁容量）与双绕组变压器绕组容量相等，双绕组变压器绕组容量和额定容量相等，所以,26,自耦变压器的额定容量为,自耦变压器的传导容量为,自耦变压器与双绕组变压器额定容量之比为,27,（2）双绕组变压器的短路电抗标幺值为,双绕组变压器稳态短路电流标幺值为,双绕组变压器稳态短路电流为,自耦变压器的短路阻抗标幺值为,自耦变压器稳态短路电流标幺值为,28,8-1一台三相同步发电机，定子采用双层短矩分布绕组，每相串联匝数，形连接，每极基波磁通，试求：（1）电机的极对数；（2）定子槽数；（3）基波及3、5、7次谐波的绕组系数（4）基波及3、5、7次谐波相电势（5）合成相电势 和线电势,、,、,。,解：（1）电机的极对数,对极,（2）定子槽数,29,（3）基波及各次谐波绕组系数,槽距角,每极每相槽数,基波绕组系数为,三次谐波绕组系数为,30,五次谐波绕组系数为,七次谐波绕组系数为,（4）基波及各次谐波相电势计算公式为,基波相电势,三次谐波相电势,31,五次谐波相电势,七次谐波相电势,（5）合成相电势,线电势,32,解：（1）整距线圈中通入5A直流电流时的磁势为一个两极分布的恒定的空间矩形波，其幅值为,补充：一台两极电机中有一个100匝的整距线圈：（1）若在该线圈中通入5A的直流电流，其所产生的磁势波的形状如何？这时基波和3 次谐波磁势的幅值各为多少？（2）若在该线圈中通入正弦电流，其所产生的基波和3次谐波脉振磁势的幅值又为多少？,基波磁势幅值为,3次谐波磁势幅值为,33,（2）该线圈中通入正弦电流 时，磁势为脉动磁势，即为随时间脉动、在空间上仍为两极分布的矩形波，其基波分量的幅值为,3次谐波分量幅值为,34,10-1设有一台50HZ、八极的三相感应电动机，额定转差率sN=0.043，问该机的同步转速是多少？额定转速是多少？当该机运行在700r/min时，转差率是多少？当该机在起动时，转差率是多少？当该机运行在800r/min时，转差率是多少？,解：同步转速n1=60f1/p=6050/4=750r/min额定转速nN=(1-sN)=(1-0.043)n1=717r/min当 n700r/min时，转差率：,当电动机起动时，n0，转差率：,当 n800r/min时，转差率,35,10-2一台三相异步电动机，PN=60KW，nN=577r/min，cosN=0.81，N=89.2%，UN=380V，求该机的额定电流IN和转差率sN是多少？解：电机的额定电流,由nN=577r/min，可知n1=600r/min，p=5则,36,10-3一台三相异步电动机，PN=75KW，nN=975r/min，UN=3000V,IN=18.5A，cosN=0.87，f=50HZ，试问：(1)电动机的极数是多少？(2)额定负载下SN和效率是多少？解：（1）由nN=975r/min，可以得到 n1=1000r/min，p=3因为n1=60f1/p，n=(1-s)n1，s(2%-6%)p=1，n1=3000；p=2，n1=1500；p=3，n1=1000；p=4，n1=750；p=5，n1=600；p=6，n1=500。选最接近n1的值：nN=975r/min，则n1=1000，p=3(2)sN=(n1-n)/n1=(1000-975)/1000=2.5%,37,11-2设有一3000V、6极、50Hz、975r/min、Y接的三相绕线式异步电动机，每相参数如下：R1=0.42，X1=2.0，R2=0.45，X2=2.0，Rm=4.65，Xm=48.7，试分别用T型等效电路、型等效电路和简化等效电路计算在额定情况下的定子电流和转子电流。,解：,Z1=R1+jX1=0.42+j2Zm=Rm+jXm=4.67+j48.7,38,T型等效电路：,39,型等效电路如图：,修正系数：C1=1+X1/Xm=1.04，,40,简化等效电路：,41,11-3已知一三相异步电动机的数据为：U1N=380V，定子接法，50HZ，额定转速nN=1426r/min，R1=2.865，X1=7.71，R2=2.82，X2=11.75，Rm略去不计，Xm=202，求：该电机的（1）极数，（2）同步转速，（3）额定负载时的转差率和转子频率，（4）绘出T型等效电路并计算额定负载时P1、I1、cos1和I2。,解：(1)由nN=1457r/min，可知n1=1500r/min，(2)p=2，极数为4，(3)额定转差率：,转子频率：f2=sf1=2.47(HZ),42,(4)Z1=R1+jX1=0.42+j2 Zm=Rm+jXm=4.67+j48.7,cos1=cos(31.990)=0.848,43,12-1设有一额定容量为5.5KW，频率为50HZ的三相四极异步电动机，在某一运行情况下，自定子方面输入的功率为6.32KW，定子铜耗为341W，转子铜耗为237.5W，铁心损耗为167.5W，机械损耗为45W，杂散损耗为29W，绘出该电机的功率流程图，标明电磁功率Pem、机械功率Pm及输出功率P2的数值，在这样的运行情况下，该机的效率是多少？这时的转差率是多少？转速是多少？电磁转矩和机械转矩各是多少？,已知：f1=50HZ,P1=6.32，pcu1=0.341，pFe=0.1675，Pcu2=0.2375，pm=0.045，ps=0.029求：Pem，Pm，P2，s，n，T，T2,44,功率流程图,P1=6.32,Pem,Pm,P2,pcu1=0.341,pFe=0.1675,Pcu2=0.2375,pm=0.045ps=0.029,已知：f1=50HZ,P1=6.32，pcu1=0.341，pFe=0.1675，Pcu2=0.2375，pm=0.045，ps=0.029求：Pem，Pm，P2，s，n，T，T2,解：,45,1=1/p=2f1/p=2n1/60,=/p=2n/60,46,12-2设有一380V,50HZ,1450r/min,连接的绕线式异步电动机，每相的漏抗为每相电阻的4倍，令修正系数，求：（1）额定运行时的输入功率、电磁功率、机械功率及各种损耗？（2）最大电磁转矩、过载能力及临界转差率。（3）为要在起动时得到最大转矩，在转子回路中应接入的每相电阻是多少？并用转子绕组的电阻倍数表示。,47,解：用较准确电路,等效电路,R1,X1,C1Rm,C1Xm,-,C1,C1,C1,48,49,50,13-1已知：f1=50HZ,PN=4.5KW，UN=380V,IN=9.1A,R1=1.2 空载实验数据：UN=380V,IN=3.8A,p0=287W，pm=20W,短路实验数据：UK=110V,IK=9.1A,pK=510W求：Rm，Xm，R2，X2，X1(设X1=X2),R1,X1,短路试验的电路图,解：短路实验：,Y接法,51,R1,X1,=,Rm,Xm,空载试验的电路图,空载实验：,Y接法,52,13-2 已知：Y接法，4极，PN=1.7KW，UN=380V,IN=3.9A，nN=1445r/min，T2，UU=300V,nN=1400r/min，R1=R2,Im=0,p0=pm=0求：铜耗倍数,解：,P2/=T2，Pm/=T,