變壓器--電機(jī)學(xué)中的變壓器1

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1、第二章 變壓器 一、填空： 1. ★★一臺單相變壓器額定電壓為380V/220V，額定頻率為50HZ，如果誤將低壓側(cè)接到380V上，則此時(shí) , , , 。（增加，減少或不變） 答：增大，增大，減小，增大。 2. ★一臺額定頻率為50Hz的電力變壓器接于60Hz，電壓為此變壓器的6/5倍額定電壓的電網(wǎng)上運(yùn)行，此時(shí)變壓器磁路飽和程度 ，勵(lì)磁電流 ，勵(lì)磁電抗 ，漏電抗 。 答：飽和程度不變，勵(lì)磁電流不變，勵(lì)磁電抗增大，漏電抗增大。 3. 三相變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件是（1）

2、 ，（2） ，（3） 。 答：（1）空載時(shí)并聯(lián)的變壓器之間無環(huán)流；（2）負(fù)載時(shí)能按照各臺變壓器的容量合理地分擔(dān)負(fù)載；（3）負(fù)載時(shí)各變壓器分擔(dān)的電流應(yīng)為同相。 4. ★如將變壓器誤接到等電壓的直流電源上時(shí)，由于E= ，U= ，空載電流將 ，空載損耗將 。 答：E近似等于U，U等于IR，空載電流很大，空載損耗很大。 5. ★變壓器空載運(yùn)

3、行時(shí)功率因數(shù)很低，其原因?yàn)? 。 答：激磁回路的無功損耗比有功損耗大很多，空載時(shí)主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一臺變壓器，原設(shè)計(jì)的頻率為50Hz，現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電壓不變，勵(lì)磁電流將 ，鐵耗將 。 答：減小，減小。 7. 變壓器的副端是通過 對原端進(jìn)行作用的。 答：磁動(dòng)勢平衡和電磁感應(yīng)作用。 8. 引起變壓器電壓變化率變化的原因是 。 答：負(fù)載電流的變化。 9. ★如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220

4、V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。 答：增大很多倍，燒毀。 10. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)? 。 答：若連接，將在變壓器之間構(gòu)成的回路中引起極大的環(huán)流，把變壓器燒毀。 11. ★★三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 。 答：電壓波形畸變。 12. 變壓器副邊的額定電壓指 。 答：原邊為額定電壓時(shí)副邊的空載電壓。 13. ★★為使電壓波形不發(fā)生畸變，三相變壓器應(yīng)使一側(cè)繞組 。 答：采用d接。 14. 通

5、過 和 實(shí)驗(yàn)可求取變壓器的參數(shù)。 答：空載和短路。 15. 變壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括 ， ， ， ， 。 答：激磁電阻，激磁電抗，繞組電阻，漏電抗，變比。 16. 在采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)，額定值的標(biāo)幺值為 。 答：1。 17. 既和原邊繞組交鏈又和副邊繞組交鏈的磁通為 ，僅和一側(cè)繞組交鏈的磁通為 。 答：主磁通，漏磁通。 18. ★★變壓器的一次和二次繞組中有一部分是公共繞組的變壓器是 。

6、 答：自耦變壓器。 19. 并聯(lián)運(yùn)行的變壓器應(yīng)滿足（1） ，（2） ，（3） 的要求。 答：（1）各變壓器的額定電壓與電壓比應(yīng)相等；（2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組號應(yīng)相同；（3）各變壓器的短路阻抗的標(biāo)幺值要相等，阻抗角要相同。 20. 變壓器運(yùn)行時(shí)基本銅耗可視為 ，基本鐵耗可視為 。 答：可變損耗，不變損耗。 二、選擇填空 1. ★★三相電力變壓器帶電阻電感性負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)

7、載電流相同的條件下，越高，則 。 A：副邊電壓變化率Δu越大，效率η越高， B：副邊電壓變化率Δu越大，效率η越低， C：副邊電壓變化率Δu越大，效率η越低， D：副邊電壓變化率Δu越小，效率η越高。 答：D 2. ★一臺三相電力變壓器=560kVA， =10000/400(v), D,y接法，負(fù)載時(shí)忽略勵(lì)磁電流，低壓邊相電流為808.3A時(shí)，則高壓邊的相電流為 。 A： 808.3A ， B: 56A， C: 18.67A ， D: 32.33A。 答：C

8、 3. 一臺變比為k＝１０的變壓器，從低壓側(cè)作空載實(shí)驗(yàn)，求得副邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值為１６，那末原邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值是 。 　　Ａ：１６, 　?。拢海保叮埃? 　?。茫海?１６。 答：A 4. ★★變壓器的其它條件不變，外加電壓增加１０℅，則原邊漏抗，副邊漏抗和勵(lì)磁電抗將 。 Ａ：不變， 　 Ｂ：增加１０% ，　 Ｃ：減少１０% 。?。ǚ治鰰r(shí)假設(shè)磁路不飽和） 答：A 5． 相電力變壓器磁勢平衡方程為 。 A：原，副邊磁勢的代數(shù)和等于合成磁勢 B：原，副邊磁勢的時(shí)間向量和等于合成磁勢 C：原，副邊磁勢算術(shù)差等于合成磁

9、勢 答：B 6． 壓與頻率都增加5℅時(shí)，穿過鐵芯線圈的主磁通 。 A 增加 B 減少 C 基本不變 答：C 7． 升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢 二次繞組的每匝電勢。 A 等于 B 大于 C 小于 答；A 8． 三相變壓器二次側(cè)的額定電壓是指原邊加額定電壓時(shí)二次側(cè)的 電壓。 A 空載線 B 空載相 C 額定負(fù)載時(shí)的線 答：A 9． 單相變壓器通入正弦激磁電流，

10、二次側(cè)的空載電壓波形為 。 A 正弦波 B 尖頂波 C 平頂波 答：A 10． ★★變壓器的其它條件不變，若原副邊的匝數(shù)同時(shí)減少10℅，則，及的大小將 。 A：和同時(shí)減少10，增大 B：和同時(shí)減少到0.81倍, 減少 C：和同時(shí)減少到0.81倍，增加 D：和同時(shí)減少10℅，減少 答：B 11． ★如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。 A：不變；B:增大一倍；C:增加很多倍

11、;D:正常工作;E:發(fā)熱但無損壞危險(xiǎn)；F:嚴(yán)重發(fā)熱有燒壞危險(xiǎn) 答：C，F(xiàn) 12． 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)? 。 A:電壓變化率太大； B:空載環(huán)流太大； C:負(fù)載時(shí)激磁電流太大； D:不同聯(lián)接組號的變壓器變比不同。 答：B 13． ★★三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 。 A：線電勢波形放生畸變； B：相電勢波形放生畸變； C：損耗增大； D：有效材料的消耗增大。

12、 答：B 14． ★變壓器原邊匝數(shù)增加5%，副邊匝數(shù)下降5%，激磁電抗將 。 A：不變 B：增加約10% C：減小約10% 答：B 15． 三相變壓器的變比是指———之比。 A：原副邊相電勢 B：原副邊線電勢 C：原副邊線電壓 答：A 16． 磁通ф，電勢е正方向如圖，W1匝線圈感應(yīng)的電勢e為 。 A：dФ/dt B：W1dФ/dt C：-W1dФ/dt 答：C 17． ★變壓器鐵耗與銅耗相等時(shí)效率最大，設(shè)計(jì)電力變壓器時(shí)應(yīng)使鐵耗 銅耗。 A：大于 B：小于 C：等于 答：A 18． ★

13、兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷與短路阻抗 分配。 A：大小成反比 B：標(biāo)么值成反比 C：標(biāo)么值成正比 答：B 19． ★將50Hz 的變壓器接到60Hz電源上時(shí)，如外加電壓不變，則變壓器的鐵耗 ；空載電流 ；接電感性負(fù)載設(shè)計(jì)，額定電壓變化率 。 A變大 B 變小 答：B，B，A 20． ★★當(dāng)一臺變壓器的原邊匝數(shù)比設(shè)計(jì)少10%（副邊匝數(shù)正常）則下列各值的變化為：磁通 ； ； ； ；U20 I0 。 A：變大

14、 B：變小 C：不變 答：A，B，C，B，A，A 21． ★★一臺Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能否經(jīng)過改接后作并聯(lián)運(yùn)行 。 A．能 B．不能 C．不一定 D．不改接也能 答：A 22． ★一臺 50Hz的變壓器接到60Hz的電網(wǎng)上，外時(shí)電壓的大小不變，激磁電流將 。 A,增加 B,減小 C，不變. 答：B 23． 變壓器負(fù)載呈容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓 。 A,

15、呈上升趨勢； B,不變， C,可能上升或下降 答：C 24． ★單相變壓器鐵心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流 。 A,增大； B，減??； C,不變。 答：A 25． 一臺單相變壓器額定電壓為220/110V。Y/y-12接法，在高壓側(cè)作短路實(shí)驗(yàn)，測得的短路阻抗標(biāo)幺值為0.06，若在低壓側(cè)作短路實(shí)驗(yàn)，測得短路阻抗標(biāo)幺值為 。 A:0.06 ， B：0.03 ， C：0.12 ， D：0.2

16、4 。 答：A 三、判斷 1. 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)副邊電壓變化率隨著負(fù)載電流增加而增加 。 （ ） 答：對 2. 電源電壓和頻率不變時(shí)，制成的變壓器的主磁通基本為常數(shù)，因此負(fù)載和空載時(shí)感應(yīng)電勢為常數(shù) 。 （ ） 答：錯(cuò) 3. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率只是無功功率 。 （ ） 答：錯(cuò) 4. ★變壓器頻率增加，激磁電抗增加，漏電抗不變。

17、 （ ） 答：錯(cuò) 5. ★變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原邊和副邊電流標(biāo)幺值相等 。 （ ） 答：錯(cuò) 6. ★變壓器空載運(yùn)行時(shí)原邊加額定電壓，由于繞組電阻r1很小，因此電流很大。 （ ） 答：錯(cuò) 7. 變壓器空載和負(fù)載時(shí)的損耗是一樣的。 （ ） 答：錯(cuò) 8. 變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。 （ ） 答：錯(cuò)

18、 9. 只要使變壓器的一、二次繞組匝數(shù)不同，就可達(dá)到變壓的目的。 （ ） 答：對 10. 不管變壓器飽和與否，其參數(shù)都是保持不變的。 （ ） 答：錯(cuò) 11. ★★一臺Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能經(jīng)過改接后作并聯(lián)運(yùn)行。（ ） 答：對 12. ★一臺 50HZ的變壓器接到60HZ的電網(wǎng)上，外時(shí)電壓的大小不變，激磁電流將減小。（ ） 答：對 13. ★變壓器負(fù)載成容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓將降低。 （ ）

19、 答：錯(cuò) 14. ★變壓器原邊每匝數(shù)增加5%，副邊匝數(shù)下降5%，激磁電抗將不變。 （ ） 答：錯(cuò) 15. ★★聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)殡妷鹤兓侍蟆? （ ） 答：錯(cuò) 四、簡答 1. ★從物理意義上說明變壓器為什么能變壓，而不能變頻率？ 答： 變壓器原副繞組套在同一個(gè)鐵芯上, 原邊接上電源后，流過激磁電流im， 產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢fm，在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通φm, 其頻率與電源電壓的頻率相同，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原副邊因交鏈該磁通而分別產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電動(dòng)勢e1和e2，且有、顯然，由于原副邊匝數(shù)不等，即N

20、1≠N2，原副邊的感應(yīng)電動(dòng)勢也就不等，即e1≠e2，而繞組的電壓近似等于繞組電動(dòng)勢,即U1≈E1、U2≈E2，故原副邊電壓不等，即U1≠U2, 但頻率相等。 2. ★試從物理意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？ 答：由、可知，所以變壓器原、副兩邊每匝感應(yīng)電動(dòng)勢相等。又U1? E1, U2≈E2，因此，當(dāng)U1 不變時(shí)，若N1減少, 則每匝電壓增大，所以將增大。或者根據(jù)，若 N1減小，則增大， 又，故U2增大。 3. 變壓器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成？ 答：變壓器的鐵心構(gòu)成變壓器的磁路，同時(shí)又起

21、著器身的骨架作用。為了減少鐵心損耗，采用0.35mm厚、表面涂的絕緣漆的硅鋼片迭成。 4. 變壓器有哪些主要部件，它們的主要作用是什么？ 答：鐵心: 構(gòu)成變壓器的磁路,同時(shí)又起著器身的骨架作用。 繞組: 構(gòu)成變壓器的電路,它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路。 分接開關(guān): 變壓器為了調(diào)壓而在高壓繞組引出分接頭,分接開關(guān)用以切換分接頭,從而實(shí)現(xiàn)變壓器調(diào)壓。 油箱和冷卻裝置: 油箱容納器身,盛變壓器油,兼有散熱冷卻作用。 絕緣套管: 變壓器繞組引線需借助于絕緣套管與外電路連接，使帶電的繞組引線與接地的油箱絕緣。 5. 變壓器原、副方額定電壓的含義是什么？ 答：變壓器一次額定

22、電壓U1N是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓，二次額定電壓U2N是指變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時(shí)的端電壓。 6. ★為什么要把變壓器的磁通分成主磁通和漏磁通？它們之間有哪些主要區(qū)別？并指出空載和負(fù)載時(shí)激勵(lì)各磁通的磁動(dòng)勢？ 答：由于磁通所經(jīng)路徑不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分別考慮它們各自的特性，從而把非線性問題和線性問題分別予以處理 區(qū)別：1. 在路徑上，主磁通經(jīng)過鐵心磁路閉合，而漏磁通經(jīng)過非鐵磁性物質(zhì) 磁路閉合。 2．在數(shù)量上，主磁通約占總磁通的99%以上，而漏磁通卻不足1%。 3．在性質(zhì)上，主磁通磁

23、路飽和，φm與im呈非線性關(guān)系，而漏磁通磁路不飽和，φ1σ與i1呈線性關(guān)系。 4．在作用上，主磁通在二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢，接上負(fù)載就有電能輸出， 起傳遞能量的媒介作用，而漏磁通僅在本繞組感應(yīng)電動(dòng)勢，只起了漏抗壓降的作用?？蛰d時(shí)，有主磁通和一次繞組漏磁通，它們均由一次側(cè)磁動(dòng)勢激勵(lì)。 負(fù)載時(shí)有主磁通，一次繞組漏磁通，二次繞組漏磁通。主磁通由一次繞組和二次繞組的合成磁動(dòng)勢即激勵(lì)，一次繞組漏磁通由一次繞組磁動(dòng)勢激勵(lì)，二次繞組漏磁通由二次繞組磁動(dòng)勢激勵(lì)。 7. ★變壓器的空載電流的性質(zhì)和作用如何？它與哪些因素有關(guān)？ 答：作用：變壓器空載電流的絕大部分用來供勵(lì)

24、磁，即產(chǎn)生主磁通，另有很小一部分用來供給變壓器鐵心損耗，前者屬無功性質(zhì)，稱為空載電流的無功分量，后者屬有功性質(zhì)，稱為空載電流的有功分量。 性質(zhì)：由于變壓器空載電流的無功分量總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有功分量，故空載電流屬感性無功性質(zhì)，它使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，輸送有功功率減小。 大?。河纱怕窔W姆定律，和磁化曲線可知，I0 的大小與主磁通φm, 繞組匝數(shù)N及磁路磁阻有關(guān)。就變壓器來說，根據(jù)，可知，， 因此，由電源電壓U1的大小和頻率f以及繞組匝數(shù)N1來決定。 根據(jù)磁阻表達(dá)式可知，與磁路結(jié)構(gòu)尺寸，有關(guān)，還與導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率有關(guān)。變壓器鐵芯是鐵磁材料，隨磁路飽和程度的增加而減小，因此隨磁路飽和程度的增加而增

25、大。 綜上，變壓器空載電流的大小與電源電壓的大小和頻率，繞組匝數(shù)，鐵心尺寸及磁路的飽和程度有關(guān)。 8. ★變壓器空載運(yùn)行時(shí)，是否要從電網(wǎng)取得功率？這些功率屬于什么性質(zhì)？起什么作用？為什么小負(fù)荷用戶使用大容量變壓器無論對電網(wǎng)和用戶均不利？ 答：要從電網(wǎng)取得功率，有功功率供給變壓器本身功率損耗，即鐵心損耗和繞組銅耗，它轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到周圍介質(zhì)中；無功功率為主磁場和漏磁場儲能。小負(fù)荷用戶使用大容量變壓器時(shí)，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)兩方面都不合理。對電網(wǎng)來說，由于變壓器容量大，勵(lì)磁電流較大，而負(fù)荷小，電流負(fù)載分量小，使電網(wǎng)功率因數(shù)降低，輸送有功功率能力下降，對用戶來說，投資增大，空載損耗也較大，變壓器效率低。

26、 9. 為了得到正弦形的感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)鐵芯飽和和不飽和時(shí)，空載電流各呈什么波形，為什么？ 答：鐵心不飽和時(shí)，空載電流、電動(dòng)勢和主磁通均成正比，若想得到正弦波電動(dòng)勢，空載電流應(yīng)為正弦波；鐵心飽和時(shí)，空載電流與主磁通成非線性關(guān)系（見磁化曲線），電動(dòng)勢和主磁通成正比關(guān)系，若想得到正弦波電動(dòng)勢，空載電流應(yīng)為尖頂波。 10. ★試述變壓器激磁電抗和漏抗的物理意義。它們分別對應(yīng)什么磁通，對已制成的變壓器，它們是否是常數(shù)？ 答：激磁電抗是表征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個(gè)綜合參數(shù)；漏電抗是表征繞組漏磁效應(yīng)的一個(gè)參數(shù)。 激磁電抗對應(yīng)于主磁通，漏電抗對應(yīng)于漏磁通，對于制成的變壓器，勵(lì)磁電抗不是常數(shù)，它隨

27、磁路的飽和程度而變化，漏電抗在頻率一定時(shí)是常數(shù)。 11. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原線圈加額定電壓，這時(shí)原線圈電阻r1很小，為什么空載電流I0不大？如將它接在同電壓（仍為額定值）的直流電源上，會如何？ 答： 因?yàn)榇嬖诟袘?yīng)電動(dòng)勢E1, 根據(jù)電動(dòng)勢方程： 可知，盡管很小，但由于勵(lì)磁阻抗很大，所以不大.如果接直流電源，由于磁通恒定不變，繞組中不感應(yīng)電動(dòng)勢，即，，因此電壓全部降在電阻上，即有，因?yàn)楹苄?，所以電流很大? 12. ★★變壓器在制造時(shí)，一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計(jì)時(shí)少，試分析對變壓器鐵心飽和程度、激磁電流、激磁電抗、鐵損、變比等有何影響？ 答：根據(jù)可知，，因此，一次繞組匝數(shù)減少,主磁通將 增

28、加，磁密，因不變，將隨的增加而增加，鐵心飽和程度增加，磁導(dǎo)率下降。因?yàn)榇抛瑁源抛柙龃?。根?jù)磁路歐姆定律，當(dāng)線圈匝數(shù)減少時(shí)，勵(lì)磁電流增大。 又由于鐵心損耗，所以鐵心損耗增加。勵(lì)磁阻抗減小，原因如下：電感， 激磁電抗，因?yàn)榇抛柙龃?，匝?shù)減少，所以激磁電抗減小。設(shè)減少匝數(shù)前后匝數(shù)分別為、，磁通分別為、，磁密分別為、，電流分別為、，磁阻分別為、，鐵心損耗分別為、。根據(jù)以上討論再設(shè)，同理，，，， 于是。又由于，且（是勵(lì)磁電阻，不是磁阻），所以，即 ，于是，，因，，故，顯然，勵(lì)磁電阻減小。勵(lì)磁阻抗 ，它將隨著和的減小而減小。 變比將減小。 13. ★★如將銘牌為60Hz的變壓器，接到50Hz的電

29、網(wǎng)上運(yùn)行，試分析對主磁通、激磁電流、鐵損、漏抗及電壓變化率有何影響？ 答：根據(jù)可知，電源電壓不變，從60Hz降低到50Hz后，頻率下降到原來的（1/1.2），主磁通將增大到原來的1.2倍，磁密也將增大到原來的1.2倍， 磁路飽和程度增加， 磁導(dǎo)率降低， 磁阻增大。于是，根據(jù)磁路歐姆定律可知, 產(chǎn)生該磁通的激磁電流必將增大。 再由討論鐵損耗的變化情況。 60Hz時(shí)， 50Hz時(shí)， 因?yàn)椋?，所以鐵損耗增加了。 漏電抗，因?yàn)轭l率下降，所以原邊漏電抗，副邊漏電抗減小。又由電壓變化率表達(dá)式 可知，電壓變化率將隨，的減小而減小。 14. ★變壓器負(fù)

30、載時(shí)，一、二次線圈中各有哪些電動(dòng)勢或電壓降，它們產(chǎn)生的原因是什么？寫出它們的表達(dá)式，并寫出電動(dòng)勢平衡方程？ 答：一次繞組有主電動(dòng)勢，漏感電動(dòng)勢，一次繞組電阻壓降，主電動(dòng)勢由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢由一次繞組漏磁通交變產(chǎn)生。一次繞組電動(dòng)勢平衡方程為；二次繞組有主電動(dòng)勢，漏感電動(dòng)勢，二次繞組電阻壓降，主電動(dòng)勢由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢由二次繞組漏磁通交變產(chǎn)生,二次繞組電動(dòng)勢平衡方程為。 15. 變壓器鐵心中的磁動(dòng)勢，在空載和負(fù)載時(shí)比較，有哪些不同？ 答：空載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢只有一次側(cè)磁動(dòng)勢，負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢是一次側(cè)和二次側(cè)的合成磁動(dòng)勢，即,也就是。 16. ★試說明磁勢平衡的概念及

31、其在分析變壓器中的作用。 答：磁勢平衡就是在變壓器中，當(dāng)副邊有電流產(chǎn)生時(shí)，使得整個(gè)磁勢減小，那么原邊就要增加，試，這就是磁勢平衡。在分析變壓器中，可據(jù)此從一個(gè)已知電流求出另一個(gè)電流，并知其電磁本質(zhì)。 17. 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)楹笠粋€(gè)

32、是包含有其它損耗。 18. ★★變壓器的其它條件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化10％，試問對和的影響怎樣？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)椋?，所以?dāng)原、副邊匝數(shù)變化10％時(shí)，變化20％。由于N變化10％，而U不變，使變化10％。又因?yàn)?，磁通變?0％時(shí)由于飽和影響，變化k％，所以的變化大于20％。 將外施電壓變化10％時(shí)，也將變化10％，使不變，的變化大于10％。這是因?yàn)樽兓?0％，由于磁路飽和影響，變化大于10％。 如果將頻率變化10％，，所以變化10％，而f變化10％，則因?yàn)閁不變，使變化10％。同樣使的變化大于10％。 1

33、9. 變壓器空載時(shí)，一方加額定電壓，雖然線圈（銅耗）電阻很小，電流仍然很小，為什么？ 答：因?yàn)橐环郊訅汉笤诰€圈中的電流產(chǎn)生磁場，使線圈有很大的自感電勢（接近額定電壓，比額定電壓?。?，所以雖然線圈電阻很小，電流仍然很小。 20. ★一臺的單相變壓器，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)會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副邊開路或短路對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。如副邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因?yàn)椴蛔儭? 21. ★變壓器的額定電壓為220/110V，若不慎將低壓方誤接到220V電源上

34、，試問激磁電流將會發(fā)生什么變化？變壓器將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 答：誤接后由知，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440V左右，繞組銅耗增加很多，使效率降低、過熱，絕緣可能被擊穿等現(xiàn)象發(fā)生。 22. ★★一臺Y/連接的三相變壓器，原邊加對稱正弦額定電壓，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

35、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。 23. ★變壓器有載運(yùn)行時(shí)，變比是否改變? 答：變壓器的變比，不論空載還是有載，其匝數(shù)比是不會改變的。 不過在測量變壓比時(shí)，應(yīng)在空載時(shí)測出原、副邊電壓和。計(jì)算出來的值更準(zhǔn)確。 有載時(shí)歷測副邊電壓較相差較大，值就不準(zhǔn)確。 24. 變壓器的有功功率及無功功率的轉(zhuǎn)換與功率因數(shù)有何關(guān)系？ 答；變壓器的額定容量一定時(shí)，視在功率一定，功率因數(shù)由負(fù)載而定。當(dāng)較低時(shí)，變壓器輸出的有功功率小，無功功率大，當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)高，例如

36、全部帶照明負(fù)載，則，變壓器輸出的全部是有功功率。 25. ★勵(lì)磁電抗的物理意義如何？我們希望變壓器的是大還是小好？若用空氣心而不用鐵心，則是增加還是降低？如果一次繞組匝數(shù)增加5％，而其余不變，則將如何變化？ 如果一次、二次繞組匝數(shù)各增加5％，則將如何變化？ 如果鐵心截面積增大5％，而其余不變，則將大致如何變化？如果鐵心疊裝時(shí)，硅鋼片接縫間存在著較大的氣隙，則對有何影響？ 答：激磁電抗是表征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個(gè)綜合參數(shù) 大好；用空氣心，下降。N1增加5％，降低，則增加，；若N1，N2各增加5％，仍然同上，增加；鐵心面積增加5％，則增加5％（大致），所以約增加5％，疊裝時(shí)硅鋼片接縫

37、間存在著較大，則降低。 26. ★★有三臺單相變壓器，一、二次側(cè)額定電壓均為220/380V，現(xiàn)將它們聯(lián)結(jié)成Y，d11三相變壓器組（單相變壓器的低壓繞組聯(lián)結(jié)成星形，高壓繞組接成三角形），若對一次側(cè)分別外施380V和220V的三相電壓，試問兩種情況下空載電流I0、勵(lì)磁電抗和漏抗與單相變壓器比較有什么不同？ 答：三相變壓器，Y，d11 （1）一次側(cè)加380V， V ， 每臺單相變壓器的U1＝220V，與原來的空載運(yùn)行一樣。 所以I0、與均不變。 （2）一次側(cè)加220V，則 V 即每臺單相變壓器的一次側(cè)所加電壓為127V<220V，所以此時(shí)的I0降低，增加，不變。 五、計(jì)算

38、 1. ★將一臺1000匝的鐵心線圈接到110V，50Hz的交流電源上，由安培表的讀數(shù)得知，，把鐵心抽去后電流和功率為100A和10kW。假設(shè)不計(jì)漏磁，試 求：(1) 兩種情況下的參數(shù)； (2) 磁化電流和鐵耗電流； (3) 兩種情況下的相同最大值。 解：（1）有鐵心時(shí)： 取出鐵心后： (2) 有鐵心時(shí)磁化電流 鐵耗電流 當(dāng)鐵心取出后電流的有功分量 空載電流的無功分量 (3) 有鐵心時(shí)線圈感應(yīng)電勢 根據(jù)得有鐵心時(shí)磁通的最大值 當(dāng)無鐵心時(shí)感應(yīng)

39、電勢 V 所以無鐵心時(shí)磁通最大值 2. ★有一臺單相變壓器，額定容量kVA，原副邊額定電壓V，Hz。原副線圈的電阻及漏抗為，，，。 試求：（1）折算到高壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗； （2）折算到低壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗； （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，。 （5）求滿載及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 （2）折算到低壓邊的短路阻抗 (3)

40、 所以 (4 ) 短路電壓百分值 （5）當(dāng)滿載，功率因數(shù)時(shí)變壓器的電壓變化率 當(dāng)滯后時(shí)， 當(dāng)超前時(shí)， 對于電壓變化率，當(dāng)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。 3. ★一臺單相變壓器，已知，，，，，，，，，當(dāng)滯后時(shí)，副邊電流，。 試求：(1) 用近似等效電路和簡化等效電路求，并將結(jié)果進(jìn)行比較; (2) 畫出折算后的矢量

41、圖和T形等效電路。 解：（1）變壓器變比 所以 用近似等效電路計(jì)算時(shí)，以作參考向量 所以 故 用簡化等效電路計(jì)算時(shí)，仍以作參考向量 ＝ V 所以 用兩種等效電路計(jì)算結(jié)果相差很小。U相同，I略變。 （2） 4. ★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

42、 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) 所以 （2）折算到高

43、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 5.★一臺220/110V、50Hz的空心變壓器。參數(shù)如下：，（原線圈自感），；，（副線圈自感），，試求（1）原副線圈的漏抗和變壓器的激磁電抗；（2）畫出T型等效電流，將各數(shù)值標(biāo)在等效短路圖上，計(jì)算空載電流。 解：（1）根據(jù)

44、 得， （2）它的等效電路圖 空載電流 （高壓邊） 6.★★一臺三相變壓器，原、副方額定電壓，－11連接，匝電壓為14.189V，副方額定電流。 試求（1）原副方線圈匝數(shù)； （2）原線圈電流及額定容量； （3）變壓器運(yùn)行在額定容量且功率因數(shù)為、0.9（超前）和0.85（滯后）三種情況下的負(fù)載功率。 解：（1）原方 副方

45、 所以 （2）額定容量 （3）因 所以當(dāng)時(shí) 1000 W 當(dāng)時(shí) 1000×0.9＝900 w 當(dāng)時(shí) 1000×0.85＝850 w 7.★一臺3kVA，230/115V單相變壓器，原線圈電阻，副線圈電阻，原線圈漏抗，副圈漏抗，鐵耗，額定負(fù)載時(shí)銅耗。 求：(1) 副方功率因數(shù)為0.9（滯后）時(shí)的電壓變化率； (2) 供給3.04kw，功率因數(shù)為0.95（滯后）負(fù)載時(shí)的效率。

46、 解：（1） 所以 故副方(滯后)時(shí)電壓變化率 ＝5.524％ （2）供給負(fù)載3.04kw時(shí)，如不考慮電流對的影響時(shí)， ＝0.028×0.95+0.0681× ＝4.78％ 此時(shí)端電壓 此時(shí)負(fù)載電流 這個(gè)電流對電壓變化率的影響為 所以考慮電流變化對電壓變化率的影響后電壓變化率 端電壓 負(fù)載電流 在這個(gè)負(fù)載時(shí)變壓器的鐵耗不變，銅耗為 所以供給3.04kw、功率因數(shù)為0.95（滯后）負(fù)載時(shí)的效率為 8．★一臺單相變壓器50kVA、7200/480V、60

47、Hz。其空載和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下 實(shí)驗(yàn)名稱 電壓（V） 電流（A） 功率（W） 電源加在 空載 480 5.2 245 低壓邊 短路 157 7 615 高壓邊 試求：（1）短路參數(shù)及其標(biāo)么值； （2）空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗； （3）額定負(fù)載電流、功率因數(shù)滯后時(shí)的電壓變化率、副邊電壓及效率。（注：電壓變化率按近似公式計(jì)算） 解： (1) 短路參數(shù) 其阻抗基值 所以

48、 (2) 空載時(shí)鐵耗 ; 銅耗 滿載銅耗 ; 鐵耗 (3) 額定負(fù)載電流時(shí) 根據(jù)電壓變化率近似公式 得 此時(shí)副方電壓 所以 w 9.★單相變壓器＝10kVA，，，參數(shù)： ,,。在額定電壓下鐵耗w，空載電流。求（1）假定原副邊漏抗折算到同一方時(shí)相等，求各參數(shù)的標(biāo)幺值，并繪出T、等效電路；（2）假若副邊電壓和電流均保持為額定值且功率因數(shù)（滯后）時(shí)，求原邊電流及功率因數(shù)（用等效電路解）。 解：（1）

49、 所以 等效電路如圖 （2）設(shè)，則 所以 故 原邊電流 10． ★★一臺三相變壓器，＝5600KVA，，Y/－11連接，變壓器空載基短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 實(shí)驗(yàn)名稱 線電壓（V） 線電流（A） 三相功率（W） 電源加在 空載 6300 7.4 6800 低壓邊 短路 550 324 18000 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

50、，求滿載滯后時(shí)的副邊電壓基原邊電流； （3）求滿載滯后時(shí)的電壓變化率及效率。 解：（1） 所以 則： 因 所以 （2）以作參考向量，即，并近似認(rèn)為相位與相反，故可以得到 所以 故 kV 故 （3） ＝（0.3201×0.6+5.48×0.6）＝3.54％ 對于第（2）個(gè)問題，由于假設(shè)與同相，

51、如想減小這一假設(shè)造成的誤差，可對相位進(jìn)行修正 現(xiàn)修正后的 這樣，與arccos0.8很接近了。 11.★★設(shè)有一臺125MVA，50 Hz，110/10kV，Y0/－11的三相變壓器，空載電流 ，空載損耗P0＝133kW，短路電壓（阻抗電壓uk＝10。5％，短路損耗PkN＝600kW。 （1） 試求短路阻抗和激磁阻抗（均用標(biāo)么值），畫出近似型等效電路，標(biāo)明各阻抗數(shù)值； （2） 求供給額定負(fù)載且滯后時(shí)的電壓變化率及效率。 解：（1） 則：

52、 （2） 12.★★一臺三相雙繞組變壓器，SJ1－100/3，100kVA，3000/400V，Y/Y0－12，，P0＝616w，，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)際值及標(biāo)幺值） （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)? KVA， 這是將3000/400V改成3000/3400自耦變壓器是的容量。

53、而 所以 （2） （3） 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,反而會帶來其它問題） （1） KVA， k＝0.133 而 所以 （2） （3） 13． ★★有一臺三線圈變壓器，額定容量電壓為110/38.5/11kV，Y0/Y0/－12－11連接，額定容量為10000/10000/10000kVA。

54、短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為： 線圈 短路損耗（kW） 阻抗電壓（％） 高－中 111.2 高－低 148.75 中－低 82.7 試計(jì)算簡化等效電路中的各參數(shù)。 解：根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得知： 所以 故 而 所以 14.★單相變壓器電壓為220/110V，如圖下圖所示，設(shè)高壓邊加220V電壓，空載勵(lì)磁電流為I0，主磁通為，若與連在一起，在端加330V電壓，此時(shí)勵(lì)磁電流，

55、主磁通各為多少？若與連在一起，在端加110V電壓，則勵(lì)磁電流、主磁通又各為多少？ 解：U2、u1聯(lián)，順串 （N1＝2N2） 原： 220＝4.44N1f1 110＝4.44 N2f1 現(xiàn)： 330＝4.44（N1+N2）f1 所以 ＝ 原 現(xiàn) 所以 U2與u2聯(lián)，反串 現(xiàn)： 110＝4.44f1 所以 ＝ 但現(xiàn)在：

56、 所以 15.★一臺單相變壓器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空載和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 實(shí)驗(yàn)名稱 電壓（V） 電流（A） 功率（W） 電源加在邊 空載 480 5.2 245 低壓邊 短路 157 7 615 高壓邊 試求：（1）短路參數(shù)，，及其相對值； （2）空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗； （3）額定負(fù)載電流，功率因數(shù)（滯后）時(shí)的電壓變化率，二次側(cè)電壓及效率。（注：電壓變化率用近似公式計(jì)算） 解：(1) SN＝50kVA I1N＝SN/U1N＝6.94A

57、 Z1N＝U1N/I1N＝1037.46Ω 短路實(shí)驗(yàn)時(shí)， Ik＝7A＝IN Zk＝Uk/Ik=157/7=22.43Ω (2) 鐵耗： 銅耗： (3) V 16.★★三相變壓器的額定值為SN＝1800kVA，U1N/U2N＝6300/3150V，Y，d11聯(lián)結(jié)，空載損耗P0＝6.6kW，短路損耗Pk＝21.2kW，求 （1） 當(dāng)輸出電流I2＝I2N，時(shí)的效率； （2） 效率最大時(shí)的負(fù)載系數(shù)。 解：1、

58、 2、當(dāng)Pcu＝PFe時(shí)發(fā)生、 所以 17.★★一臺三相變壓器的銘牌數(shù)據(jù)如下，SN＝750kVA，U1N/U2N＝10000/400V，Y，yn0聯(lián)結(jié)。低壓邊空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U20＝400V，I20＝60A，P0＝3800w。高壓邊短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U1k＝440V，I1k＝43.3A，Pk＝10900w，室溫200C，試求： （1） 變壓器的參數(shù)，并畫出等值電路； （2） 當(dāng)：a）額定負(fù)載，b）時(shí)，計(jì)算電壓變化率、二次側(cè)電壓U2及效率。 解： A 1、空載實(shí)驗(yàn)： 低壓方： 由短路實(shí)驗(yàn)：200C

59、時(shí)； 所以 2、 （滯后）且 當(dāng)（超前）時(shí)： 18.★★有一臺三相變壓器容量SN＝100kVA，U1N/U2N＝6000/400V，Y，yn0聯(lián)結(jié)，數(shù)據(jù)：uk＝4.5％，Pk＝2270w，此變壓器二次側(cè)接至三角形聯(lián)結(jié)的平衡三相負(fù)載，每相負(fù)載阻抗ZL＝3.75+j2.85Ω，求： （1）在此負(fù)載下的負(fù)載電流及二次側(cè)端電壓； （2）一次側(cè)功率因數(shù)（不計(jì)勵(lì)磁電流）。 解： A A 折算為Y接：

60、 1) A V 2) 19. ★★某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500kVA增加到800kVA。原有一臺變壓器SN =560kVA, U1N/U2N＝6000/400，Y，yn0聯(lián)結(jié)，uk＝4.5％?，F(xiàn)有三臺變壓器可供選用，它們的數(shù)據(jù)是： 變壓器1：320kVA，6300/400V，uk＝4％，Y，yn0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，yn0聯(lián)結(jié)； 1、試計(jì)算說明，在不使變壓器過載的情況下，選用那一臺投入并聯(lián)比較適合

61、？ 2、如果負(fù)載增加需選兩臺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？那臺變壓器最先達(dá)到滿載？ 解：（1）選第1臺適合。 （2）如果負(fù)載增加，則選第一臺與第二臺，但第二臺要進(jìn)行改接，使原Y，yn4改接為Y，yn0。則三臺變壓器中，由于第一臺，Uk＝4％最小，所以最先達(dá)到滿載 則S1＝SN320kVA。 故 所以 所以 20. ★兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行均為Y，d11聯(lián)結(jié)標(biāo)號，U1N/U2N＝35/10.5kV，第一臺1250kVA，uk1＝

62、6.5％，第二臺2000kVA，uk1＝6％，試求： 1、總輸出為3250kVA時(shí)，每臺變壓器的負(fù)載是多少？ 2、在兩臺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？ 解： 1、 所以 所以 所以 kVA kVA 2、兩臺變壓器均不過載，則第二臺滿載， kVA 并聯(lián)組利用率： 21. ★★有一臺變壓器容量SN＝5600kVA，U1N/U2N＝6.3/3.3kV，Y，yn0，uk＝10.5％，鐵耗PFe＝25.5kW，銅耗Pcu＝62.5kW，今改

63、為自耦變壓器U1N/U2N＝9.9/3.3kV，求： 1、改為自耦變壓器后的容量SN自與原來雙繞組時(shí)的容量SN雙之比（其中電磁容量、傳導(dǎo)容量各為多少？） 2、改為自耦變壓器后，在額定電壓時(shí)，穩(wěn)定短路電流IkN自為額定電流IN的多少倍？與原雙繞組時(shí)的穩(wěn)定短路電流比IkN自/IkN雙； 3、改為自耦變壓器后，在額定負(fù)載＝0.8落后時(shí)效率比未改前提高多少？ 解：普通變壓器： A A 1、 KVA＝8533 KVA 電磁容量：5600 KVA； 傳遞容量：2933 KVA 2、普通：短路電抗 倍 自耦： 倍 3

64、、普通： 自耦： 22. ★★三相變壓器有哪些標(biāo)準(zhǔn)組別，并用位形圖判別之。 答 ：標(biāo)準(zhǔn)組別有Y，yn0，YN, y0, Y，y0，Y，d11， YN ，d11 標(biāo)準(zhǔn)組別接線及位形圖分別為：見圖示但是： 無論是Y，yn0、YN, y0還是 Y，y0，位形圖都有是一樣的 無論是Y，d11還是 YN ，d11，位形圖也是一樣的。 Y，yn0 YN,y0 · · · A B C · · · a b

65、 c · · · · · · A B C a b c O · · · A B C · · · a b c 0 接線： 位形圖 B A a C c b Y,d11 YN,d11 接線：

66、 位形圖 · · · A B C · · · a b c B Aa C c b · · · A B C · · · a b c O 23. ★一臺220/110V單相變壓器，在高壓方加額定電壓進(jìn)行空載試驗(yàn)，測得空載電，空載損耗。如將與聯(lián)在一起，在與端加330V電壓，如圖所示，試計(jì)算這種情況下的空載電流和空載損耗，電阻和漏抗均可不計(jì)。 解： 因?yàn)楹蜑橥?，與聯(lián)接在一起為順串，若此時(shí)主磁通為，則 即主磁通保持不變，而，由于磁阻相同，故磁動(dòng)勢相同，即 空載損耗。而不變，鐵心截面積相同，最大磁密不變，因此鐵耗即空載損耗不變 24. ★★將一臺、的單相變壓器接成的升壓自