技能培訓(xùn)專題 電氣工程師 專業(yè)基礎(chǔ) 變壓器（八）

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1、例題 1. 一臺單相變壓器，，，，空載及短路實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)名稱 電壓（V） 電流（A） 功率（W） 電源加在 空載 6300 10.1 5000 低壓邊 短路 3240 15.15 14000 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， （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) ，而k＝60/6.3＝9.524 所以 根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)得到折算到低壓邊的參數(shù)

2、 所以 （2）折算到高壓的T型等效電路 （3） (4) 電壓變化率 此時(shí)， 而 所以 故 則 （5）達(dá)到最大效率時(shí)， 所以 所以 2一臺電力變壓器銘牌數(shù)據(jù)為，高壓側(cè)Y接、低壓側(cè)Δ接，，，，。仍采用變壓器的參數(shù)，當(dāng)高壓側(cè)加額定電壓，低壓側(cè)負(fù)載電流為953.5A，負(fù)載功率因數(shù)（滯后），求電壓變化率，

3、低壓側(cè)電壓，效率。 解：負(fù)載系數(shù) 負(fù)載功率因數(shù) ， 由 ， 低壓側(cè)線電壓 例3 兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行，額定容量，，聯(lián)接組均為Yy0,短路阻抗:，，，不計(jì)阻抗角差別。試計(jì)算并聯(lián)組最大容量、最大輸出電流、利用率。 解 由于變壓器I的短路阻抗標(biāo)幺值小，先達(dá)到滿載，令 故有 兩變壓器并聯(lián)組的最大容量 并聯(lián)組最大輸出電流 并聯(lián)組利用率 第27章 感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 27.1

4、 感應(yīng)電機(jī)的繞組、電動(dòng)勢與磁動(dòng)勢 27.1.1 交流繞組的基本概念 繞組是電機(jī)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，電機(jī)的電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢特性均與繞組的構(gòu)成有關(guān)。 交流繞組是指同步電機(jī)的電樞繞組和異步電機(jī)的定子﹑轉(zhuǎn)子繞組。繞組由線圈組成，線圈的排列規(guī)則和連接方式，以滿足電力系統(tǒng)對電機(jī)電動(dòng)勢和磁動(dòng)勢波形﹑幅值和對稱等要求。 為說明繞組的組成規(guī)律，先介紹幾個(gè)有關(guān)的術(shù)語。 （－）電角度 在電機(jī)理論中導(dǎo)體每轉(zhuǎn)過一對磁極，電動(dòng)勢變化一個(gè)周期，故稱一對磁極距對應(yīng)的角度為電角度，而一個(gè)圓周幾何上定義為360°機(jī)械角度。對于極對數(shù)為的電機(jī)兩者之間的關(guān)系為 電角度＝×機(jī)械角度 （二）相帶 每極面下每相繞組

5、占有的范圍稱為相帶，一般用電角度表示。如為了獲得三相對稱繞組，一種方法是在每個(gè)極面下均勻分成三個(gè)相等范圍，每個(gè)相帶占有=60°電角度；另一種方法是把每對極面所占范圍均勻分為三等分，使每相帶占有＝120°電角度。一般均采用60°相帶繞組 （三）每極每相槽數(shù) 式中 －－總槽數(shù) －－極對數(shù)；－－相數(shù)。 =1稱集中繞組，稱為分布繞組；為整數(shù)稱整數(shù)槽繞組，q為分?jǐn)?shù)稱分?jǐn)?shù)槽繞組。普遍采用的是整數(shù)槽分布繞組。 （四）槽距角 相鄰兩槽之間的電角度。 （五）極距 相鄰兩磁極對應(yīng)位置兩點(diǎn)之間的圓周距離稱極距。有兩種表示方法：一是用每極的對應(yīng)的定子內(nèi)圓或轉(zhuǎn)子外圓的弧長來表示 式中－

6、－定子內(nèi)圓直徑或轉(zhuǎn)子外圓直徑。 另一種是用每極所對應(yīng)的槽數(shù)來表示 （六）節(jié)距（跨距） 槽中線圈（或稱元件）的兩個(gè)圈邊（或稱元件邊）的寬度稱為節(jié)距，其寬度一般用槽數(shù)來表示，如稱為整距，稱為短距，稱為長距。 槽導(dǎo)體電勢星形圖是分析交流繞組的一種有效方法。把電樞上各槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢分別用相量表示，這些相量構(gòu)成一個(gè)輻射星形圖，相鄰兩槽間的距離為槽距角電角度，在槽電動(dòng)勢星形圖上一對極距范圍等于360°電角度。 27.1.2交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢 27.1.2.1 感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率 正弦電動(dòng)勢的頻率 若電機(jī)為兩極，p＝1，轉(zhuǎn)過360°機(jī)械角度，定子線圈中感應(yīng)電勢正好交變

7、一次。設(shè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，則感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率（單位為Hz）為：， 若電機(jī)為p對極，則轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，定子線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢將變化p個(gè)周波，故有： 在我國，工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)頻率規(guī)定為50Hz，故電機(jī)的極對數(shù)乘以轉(zhuǎn)速應(yīng)為pn=60f =3000，此轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速。 27.1.2.2 感應(yīng)電動(dòng)勢的波形 若磁場為正弦分布，主極磁場為恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，則定子導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢將是隨時(shí)間正弦變化的交流電動(dòng)勢 27.1.2.3 感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值 （1）導(dǎo)體電動(dòng)勢的有效值，由于，式中，D為定子內(nèi)徑；τ為極距，τ＝πD/2p；把v代人E1

8、，得 若主磁場在氣隙內(nèi)正弦分布，則一個(gè)極下的平均磁通密度，有 于是式可寫成 式中，磁通量Φ1的單位為Wb，電動(dòng)勢E1的單位為V （2）整距線圈的電動(dòng)勢 由于導(dǎo)體中的電動(dòng)勢隨時(shí)間正弦變化，故可用相量來表示和運(yùn)算。 整距線圈的節(jié)距y1＝τ，設(shè)線圈為單匝，則一根導(dǎo)體位于N極下最大磁密處時(shí)，另一根導(dǎo)體位于S極下最大磁密處。即兩根導(dǎo)體中電動(dòng)勢的瞬時(shí)值總是大小相等、方向相反，在時(shí)間上相差180°電角度， 對一匝線圈，順著線圈的回路內(nèi)部看，匝電動(dòng)勢應(yīng)等于兩導(dǎo)體電動(dòng)勢和之差，

9、即 故有單匝線圈電動(dòng)勢的有效值為，若線圈為Nc匝，則線圈電動(dòng)勢為 上式也可用法拉第電磁感應(yīng)定律直接推出 （3）短距線圈的電動(dòng)勢、節(jié)距因數(shù) 短距線圈的節(jié)距y1<τ，用電角度表示時(shí)有，這時(shí)有單匝線圈的電動(dòng)勢為 根據(jù)相量圖中的幾何關(guān)系，可得 若線圈為Nc匝，則線圈電動(dòng)勢的有效值 式中，kp1為線圈的基波節(jié)距因數(shù)，它表示線圈短距后感應(yīng)電動(dòng)勢比整距時(shí)應(yīng)打的折扣，

10、 強(qiáng)調(diào)指出，在整距時(shí)kp1=1，在長距或是短距時(shí)，kp1恒小于1。 短距線圈特點(diǎn)：基波電動(dòng)勢稍小，但能有效地抑制諧波電動(dòng)勢，故一般交流繞組大多采用短距繞組。 （4）算出各次諧波電動(dòng)勢的有效值后，就可以求出相電動(dòng)勢的有效值為 在三相對稱系統(tǒng)中，各相電動(dòng)勢的三次諧波在時(shí)間上均為同相、且幅值相等，星形時(shí)不存在三的倍數(shù)次諧波，為 在角接時(shí)，三相的三次諧波電動(dòng)勢之和將在閉合的三角形回路中形成環(huán)流， 式中3Z3為回路的三次諧波阻抗。故線端不會有三次諧波電壓，但三次諧波環(huán)流所產(chǎn)生的雜散損耗，會使電機(jī)的效率下降、溫升增高，所以交流發(fā)電機(jī)一般采用星形而不采用角形連接。 8頁