同步電機(jī)的習(xí)題精品資料

1、說(shuō)明：打“ * ”的題目有一定的難度。1 一臺(tái)三相星形聯(lián)結(jié)的隱極同步發(fā)電機(jī)，空載時(shí)使端電壓為220V 所需的勵(lì)磁電流為3A ，當(dāng)發(fā)電機(jī)接上每相5的星形聯(lián)結(jié)純電阻負(fù)載時(shí)，要使端電壓仍為220V ，所需的勵(lì)磁電流為 3.8A 。不計(jì)電樞電阻，試求該發(fā)電機(jī)的同步電抗（不飽和值）是多大？解：空載時(shí)，勵(lì)磁電流為3A ，每相勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)為220E0127(V )3則負(fù)載時(shí)，每相勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)為'3.8E0127160.87(V )接上每相 5的對(duì)稱(chēng)電阻后，每相電流為I12725.4 （A）5根據(jù)相量圖中的幾何關(guān)系，有E0'2U 2(IX s) 2所以，有E0'2U 2160.872127

2、2X sI25.43.8872一臺(tái)三相星形聯(lián)結(jié)、 1500kW 的水輪發(fā)電機(jī)， 額定電壓6300V ，額定功率因數(shù)cos N0.8（滯后），已知它的參數(shù)X d21.3, X q13.7 ，忽略電樞電阻，試求：（ 1） X d 和 X q 的標(biāo)幺值；（ 2）畫(huà)出相量圖；（ 3）計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)E 0 。解：（ 1）先求阻抗基值。zNU NUN/ 3U N2I NI NSN而PN1500SN1875(kVA)cos N0.8所以zN6300221.168()1875103故*X d21.31.006*X q13.7X dzN21.168， X qzN0.64721.168（ 2）額定負(fù)載時(shí)的

3、相量圖如圖其中I X qU sin N1 0.647 1 0.6arctancos n57.32U1 0.8N arccos0.8 36.87（ 3） I d*I *sin1sin 57.320.8417E0*I d*X d*U *cos(N )0.8417 1.0061cos(57.32 36.87 ) 1.7838相電動(dòng)勢(shì)為E0* U N63006 4 8.28(V )E031.783833 * 一臺(tái)三相汽輪發(fā)電機(jī)， Y 聯(lián)結(jié)，額定數(shù)據(jù)如下：功率 PN25000kW ，電壓 U N =6300 ，功率因數(shù) cos N0.8（滯后），電樞繞組漏電抗X0.0917 ，忽略電樞繞組電阻，空載特性

4、如下表：0218236374219454748014983E0/V082164246328410492i f /A在額定負(fù)載下，電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)折合值ka Fa 用轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流表示為250.9A ，試作出時(shí)空相量圖并求額定負(fù)載下的勵(lì)磁電流及電動(dòng)勢(shì)的大小。解：相量圖如下：額定相電壓為U N63003637(V )3額定相電流為I N25000103363002864( A)0.8.根據(jù)公式 EUj I X 可求出 E 的大小，再由 E 查空載特性曲線(xiàn)得 k a F 的大小；.i f =400A ；再由 i f 查空根據(jù)公式 kaF f 1kaFka F a ，可得額定負(fù)載下的勵(lì)磁電流載特性表得額定

5、負(fù)載下勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)為4765V （相值）。4一臺(tái)三相隱極同步發(fā)電機(jī)，定子繞組 Y 接，額定電壓 U N =6300V ，額定功率 P N =400kW ，功率因數(shù) cosN0.8 （滯后），定子繞組每相漏電抗 X=8.1 ,電樞反應(yīng)電抗 X a =71.3,忽略定子電阻，空載特性數(shù)據(jù)如下：01930364044804730E0/V03250677012200116600F f /A用相量圖求解額定負(fù)載下電動(dòng)勢(shì)E 0 及內(nèi)功率因數(shù)角0 的大小，并用空載特性氣隙線(xiàn)求勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)F f 為多大？解：額定相電壓63003637(V )U N3額定相電流40010345.8(A)I N630030.8電機(jī)的

6、同步電抗X s X a X71.38.1 79.4().E0 6540(V ) ， 063.2 ；再查空載特性根據(jù)公式 E 0Uj I X s ，求得電動(dòng)勢(shì)氣隙線(xiàn)得 F f10650( A) 。5一臺(tái)凸極同步發(fā)電機(jī)額定容量S N =62500kV A ，定子繞組星形連接，額定頻率為50Hz ，額定功率因數(shù)為cosN0.8 （滯后）。直軸同步電抗X *d =0.8，交軸同步電抗X q* =0.6，不計(jì)電樞電阻。求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率。解：I * X q*U *sin10.61 0.60arctan I * R*U *cosarctan0 10.856.3136.8 ，056.3136.8

7、19.44I d*I *sin01sin 56.310.832E0*I d*X d*U * cos0.832 0.81cos19.441.6086則電壓調(diào)整率為UE0*U N*100%1.6086 1U N*1100% 60.86%6一臺(tái)星形聯(lián)結(jié)的同步發(fā)電機(jī)，額定容量 S N =50kV A ，額定電壓U N =440V ，頻率 f=50Hz 。該發(fā)電機(jī)以同步速被驅(qū)動(dòng)，測(cè)得當(dāng)定子繞組開(kāi)路，端電壓為440V（線(xiàn)電壓）時(shí)，勵(lì)磁電流為 7A 。做短路實(shí)驗(yàn)，當(dāng)定子電流為額定時(shí)，勵(lì)磁電流為5.5A 。設(shè)磁路線(xiàn)性，求每相同步電抗的實(shí)際值和標(biāo)幺值。解：阻抗基值為zNU N244023.872()SN50 1

8、03因磁路線(xiàn)性，所以勵(lì)磁電流為5.5A 時(shí)的空載電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值為E0*5.510.78577同步電抗的標(biāo)幺值為X s*E0*0.78570.7857I k*1同步電抗的實(shí)際值為X sX s* zN0.78573.8723.042( )7同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么？當(dāng)四個(gè)并聯(lián)條件中的某一個(gè)不符合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么后果？應(yīng)采取什么措施使之滿(mǎn)足并聯(lián)條件？解：同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的條件是相序相同；頻率相同；電壓幅值相同；電壓初相角相同。當(dāng)四個(gè)條件中的某一個(gè)條件不符合時(shí)，并網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的電流沖擊。相序不同時(shí)，應(yīng)將發(fā)電機(jī)接至并網(wǎng)開(kāi)關(guān)的任意兩根線(xiàn)對(duì)調(diào)；頻率不同時(shí)，應(yīng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；電壓幅值不同時(shí)

9、，應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁；電壓初相角不同時(shí)，應(yīng)通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速使轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置有所變化。8一臺(tái)三相隱極同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子不加勵(lì)磁以同步速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)把定子繞組接到三相對(duì)稱(chēng)的電源 U 上，繞組中流過(guò)的電流為 I，忽略電樞電阻，試畫(huà)出此電機(jī)的相量圖。說(shuō)明此時(shí)電機(jī)是否輸出有功功率？輸出什么性質(zhì)的無(wú)功功率？.解：根據(jù)公式 E 0Uj I X s ，由于沒(méi)有勵(lì)磁，得.0Uj I X s.畫(huà)相量圖如右?？梢?jiàn)， I超前U 90電角度，因此發(fā)電機(jī)輸出的有功功率為零，發(fā)電機(jī)輸出容性的無(wú)功功率。9一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)，額定負(fù)載時(shí)功率角20 ?，F(xiàn)在因?yàn)楣收?，電網(wǎng)電壓降為60%U N ，為使角不超過(guò) 25，應(yīng)加

10、大勵(lì)磁使E0 至少變?yōu)樵鹊亩嗌俦?？解：利用功角特性表達(dá)式可求出E0 至少應(yīng)變?yōu)樵鹊?.35 倍。10* 兩臺(tái)相同的隱極同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，定子均為星形聯(lián)結(jié)，同步電抗均為X *s =1，忽略定子電阻。兩機(jī)共同供電給一個(gè)功率因數(shù)為cos N 0.8 （滯后）的負(fù)載。運(yùn)行時(shí)要求系統(tǒng)維持額定電壓 U *1，額定頻率f=50Hz ，負(fù)載電流 I *=1 ，并要求其中第一臺(tái)電機(jī)擔(dān)負(fù)負(fù)載所需的有功功率，第二臺(tái)擔(dān)負(fù)其無(wú)功功率。設(shè)磁路線(xiàn)性，求：（ 1）每臺(tái)電機(jī)的功率角及空載電動(dòng)勢(shì) E *0 ；（ 2）兩臺(tái)電機(jī)勵(lì)磁電流之比。解：arccos0.836.87 。.設(shè)負(fù)載電壓 UU0，則負(fù)載電流 II36.87

11、。因?yàn)榘l(fā)電機(jī) I、II 分別負(fù)擔(dān)負(fù)載的有功電流和無(wú)功電流，所以它們的電樞電流分別是：I I*I *c o s 10.80.8I II*I *sin10.60.6 。分別作出發(fā)電機(jī)I、II的相量圖，可得它們的空載電動(dòng)勢(shì)和功率角為E0*IU * 2( I I* X s*)21(0.81) 21.28E0*IIU *I II*X s*10.611.6IarctanI I* X s*arctan0.8138.66U*1II 0由于磁路線(xiàn)性，因此i fIE0* I1.28i fIIE0* II0.81.611 * 一個(gè)三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載與電網(wǎng)以及一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)，如下圖所示。已知電網(wǎng)線(xiàn)電壓為220V ，線(xiàn)路

12、電流I c 為 50A ，功率因數(shù) cos c0.8（滯后）；發(fā)電機(jī)輸出電流I 為 40A ，功率因數(shù)為0.6（滯后）。求：（ 1）負(fù)載的功率因數(shù)為多少？（ 2）調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)等于負(fù)載的功率因數(shù)，此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出的電流I 為多少？又此時(shí)從電網(wǎng)吸收的電流I c 為多少？解：（ 1）以電網(wǎng)相電壓為參考相量，則.I c5036.87 ， I4053.13所以負(fù)載電流為.5036.874053.13 89.1144.09I L I cI則負(fù)載的功率因數(shù)為cos Lcos44.090.72（ 2）調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)為0.72 時(shí)，發(fā)電機(jī)的無(wú)功電流變了，但有功電流

13、不變，即I '0.72400.6則發(fā)電機(jī)的電流為I '33.33所以發(fā)電機(jī)的無(wú)功電流由40 0.8 32變?yōu)?33.3310.72223.13則電網(wǎng)的無(wú)功電流由500.630 變?yōu)?0 (3223.13)38.87電網(wǎng)的有功電流仍為500.840則電網(wǎng)的總電流為I ' c38.87240255.7712一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)，按照電動(dòng)機(jī)慣例，電流相位滯后電壓相位，今不斷增加其勵(lì)磁電流，則此電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)將怎樣變化？解：電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)將經(jīng)歷從低到高（滯后），到等于1，然后又從1 開(kāi)始下降（超前）的過(guò)程。13已知一臺(tái)同步電機(jī)的相量圖如下，回答下列問(wèn)題：（ 1）如該相量圖是按照發(fā)

14、電機(jī)慣例畫(huà)出，判斷該電機(jī)運(yùn)行在何種狀態(tài)，是欠勵(lì)還是過(guò)勵(lì)？（ 2）如該相量圖是按照電動(dòng)機(jī)慣例畫(huà)出，判斷該電機(jī)運(yùn)行在何種狀態(tài)，是欠勵(lì)還是過(guò)勵(lì)？解：（ 1）該電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，過(guò)勵(lì)。（ 2）該電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，欠勵(lì)。14一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)供給一個(gè)負(fù)載，在額定頻率及電壓下，其功率角30 ?，F(xiàn)因電網(wǎng)發(fā)生故障，它的端電壓及頻率都下降了10%，求：（ 1）若此負(fù)載為功率不變型，新的功率角多大？（ 2）若此負(fù)載為轉(zhuǎn)矩不變型，新的功率角多大？解：故障時(shí)， U 和 f 都下降了10%，則 n、 E 0 和 X s 都下降 10%。（1）如負(fù)載功率不變，則E0'U 'sin 'E0U s

15、inX s'X s解得 sin '0.55556 ，'33.75即新的功率角是33.75 。（2）如負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，則E0'U 'si n 'E0U si nX s''X s解得， sin 'sin0.5所以功率角不變，仍為30 。15負(fù)序電抗X的物理意義是什么？它的大小與阻尼繞組的有無(wú)是什么關(guān)系？解：同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子以同步速正向旋轉(zhuǎn)， 勵(lì)磁繞組短路， 電樞繞組中流過(guò)對(duì)稱(chēng)的負(fù)序電流，這時(shí)從電樞繞組看過(guò)去的阻抗就是負(fù)序阻抗：ZRjX上式中的 X 就是負(fù)序電抗，它是負(fù)序阻抗的主要組成部分。負(fù)序電樞電流產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以同步

16、速反轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，它會(huì)在勵(lì)磁繞組和阻尼繞組（如果有的話(huà)） 中感應(yīng)兩倍基波頻率的電流， 對(duì)電樞的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，這個(gè)電流產(chǎn)生去磁性質(zhì)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 因此負(fù)序電抗小于正序電抗， 當(dāng)有阻尼繞組存在時(shí)，負(fù)序電抗會(huì)更小。16有兩臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，定子的材料、尺寸、結(jié)構(gòu)都完全一樣，但轉(zhuǎn)子所用材料不同，一個(gè)轉(zhuǎn)子的磁極用鋼片疊成； 另一個(gè)為實(shí)心磁極 （整塊剛件），問(wèn)哪臺(tái)電機(jī)的負(fù)序電抗要小些？解：在同樣的電樞負(fù)序電流作用下，實(shí)心磁極中感應(yīng)的電流比疊片磁極的要大些，因此對(duì)電樞負(fù)序磁場(chǎng)所產(chǎn)生的去磁性質(zhì)的磁場(chǎng)也要大些， 所以實(shí)心磁極的電機(jī)的負(fù)序電抗要小些。17試述同步電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式解：同步電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式：（1）直流勵(lì)

17、磁機(jī)勵(lì)磁其組成為：直流副勵(lì)磁機(jī)+直流主勵(lì)磁機(jī) +主發(fā)電機(jī)其特點(diǎn)為：需要的電刷、換向器或集電環(huán)的組數(shù)較多，現(xiàn)多用于中、小容量的發(fā)電機(jī)。（ 2）靜止整流器勵(lì)磁其組成為：交流副勵(lì)磁機(jī)+交流主勵(lì)磁機(jī) +主發(fā)電機(jī)其特點(diǎn)為：仍然需要一定數(shù)目的電刷和集電環(huán)，現(xiàn)應(yīng)用范圍較廣。（ 3）旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁其組成為：交流副勵(lì)磁機(jī) +交流主勵(lì)磁機(jī)（轉(zhuǎn)樞式） +主發(fā)電機(jī)其特點(diǎn)為：不需要電刷和集電環(huán)，是一種比較新穎的勵(lì)磁方式。（ 4）自勵(lì)其組成為：沒(méi)有勵(lì)磁機(jī)，主發(fā)電機(jī)發(fā)出的電的一部分經(jīng)整流后給自己勵(lì)磁。其特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用于小型同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。18為什么分析凸極同步發(fā)電機(jī)時(shí)要用雙反應(yīng)理論？凸極同步發(fā)電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若0

18、既不等于 0又不等于90 ，問(wèn)電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在空間是否同相（不計(jì)磁飽和）？為什么？解：雙反應(yīng)理論：把同步電機(jī)的電樞磁勢(shì)分解為交軸磁勢(shì)和直軸磁勢(shì)，分別考慮它們單獨(dú)作用時(shí)對(duì)電機(jī)的影響。凸極同步發(fā)電機(jī)的交、直軸磁路不對(duì)稱(chēng)，同樣大小的交軸磁勢(shì)和直軸磁勢(shì)作用在電機(jī)上，產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小不相等，所以分析凸極同步發(fā)電機(jī)要用雙反應(yīng)理論。當(dāng) 0 既不等于 0 又不等于 90 ，說(shuō)明電樞磁勢(shì)的基波既不在交軸上，也不在直軸上，應(yīng)用雙反應(yīng)理論把這個(gè)磁勢(shì)進(jìn)行分解，由于直軸磁路的磁阻較小，因此合成后電樞磁場(chǎng)的基波與電樞磁勢(shì)的基波不同相，電樞磁場(chǎng)的基波向直軸方向偏斜。19試述下列參數(shù)的變化對(duì)同步電機(jī)的同步電抗

19、的影響，并說(shuō)明理由：（ 1）氣隙減少；（ 2）電樞繞組匝數(shù)增加；（ 3）勵(lì)磁繞組匝數(shù)增加。解：同步電抗是表征同步電機(jī)電樞反應(yīng)強(qiáng)度的一個(gè)參數(shù)。（ 1）氣隙減少則電機(jī)電樞磁路的磁阻也會(huì)減少， 同樣的電樞磁勢(shì)產(chǎn)生的磁通會(huì)增加，所以同步電抗增加；（ 2）電樞繞組匝數(shù)增加，同樣的電樞電流產(chǎn)生的磁勢(shì)會(huì)增加，所以同步電抗增加；（ 3）勵(lì)磁繞組匝數(shù)的變化對(duì)同步電抗沒(méi)有影響。20有一臺(tái)三相凸極同步發(fā)電機(jī)，測(cè)得各參數(shù)如下：X d*1.0, X d''*0.2, X q''*0.25, X 0*0.1，試求空載額定電壓下發(fā)電機(jī)的三相、線(xiàn)間和單相穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)幺值（不計(jì)電樞電阻）。解

20、：（ 1）三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí)*E0*1.01.0I kX d*1.0（ 2） B 、C 相線(xiàn)間短路時(shí)X *X d*1.0, X *X d''*X q''*0.250.2250.222所以*3E0*31.0I BI C*X *1.01.414X0.225（ 3） A 相單相短路時(shí)*3E0*3 1.0I A*X *X 0*2.264X1.0 0.225 0.121為什么水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有阻尼繞組，而汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上不必安裝阻尼繞組？解：對(duì)于同步發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，阻尼繞組有助抑制振蕩。汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是隱極結(jié)構(gòu)的， 轉(zhuǎn)子鐵心采用整塊合金鋼鍛造而成。 當(dāng)電機(jī)發(fā)生振蕩時(shí)，鐵心中

21、感應(yīng)的渦流較大，起到了抑制振蕩的作用，所以可以不安裝阻尼繞組。水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是凸極結(jié)構(gòu)的，轉(zhuǎn)子磁極用 1-2mm 的鋼片疊成。當(dāng)電機(jī)發(fā)生振蕩時(shí)，鐵心中感應(yīng)的渦流較小，對(duì)振蕩的抑制不明顯，所以要安裝阻尼繞組。22有一 PN25000kW ,U N10.5kV, cos0.8 （滯后）， Y 接法的汽輪發(fā)電機(jī)，X s*2.13 ，電樞電阻可忽略不計(jì)，試求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)E0 和 E 0與 I 的夾角。解：設(shè) I10，則 U136.8，所以E 0Uj I X s136.8j1 0 2.13 2.84 73.6又， U10.56.06(kV ) ，所以3E02.84 6.06 17.2(

22、kV )夾角為73.6 度。23有一 PN72500kW,U N 10.5kV , cos 0.8 （滯后）， Y 接法的水輪發(fā)電機(jī)，參數(shù)為 X d*1.0, Xq*0.554 ，試求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)和功率角。解：設(shè) I1 0，則U1 36.8 ，所以E qUj I X q1 36.8j1 00.5541.40 55.2功率角 =55.2-36.8=18.4 度E0U cos18.4I d X d1 0.9481sin 55.211.77勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)為6.061.7710.7(kV )24一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)在大電網(wǎng)上運(yùn)行， 適當(dāng)減少直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，整個(gè)機(jī)組的轉(zhuǎn)

23、速是否能升高？為什么？此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率有什么變化？解：機(jī)組的轉(zhuǎn)速不能升高。適當(dāng)減少直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，電機(jī)確有加速的趨勢(shì)，但是由于同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)在大電網(wǎng)上， 電機(jī)的功率角增加， 作為制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩也增加了，因此轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定在原來(lái)的數(shù)值上。由于功率角增加了，因此發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增加了。25某廠電力設(shè)備的平均有功負(fù)載為1200 千瓦，功率因數(shù)為0.65（滯后）；今新添一臺(tái) 500千瓦，功率因數(shù)為0.8（超前），效率 95%的同步電動(dòng)機(jī)。問(wèn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載時(shí)全廠的功率因數(shù)是多少？解：同步電動(dòng)機(jī)添置前P 1200kW , Q1200(10.652 ) 1402( kW)0.65同步電動(dòng)機(jī)

24、添置后500500P'1200'14020.95(1 0.82) 1007(kW )1726( kW), Q0.80.95現(xiàn)在全廠的功率因數(shù)為cos'17260.86172621007226為何單相同步發(fā)電機(jī)通常都在轉(zhuǎn)子上裝阻尼作用較強(qiáng)的阻尼繞組？解：?jiǎn)蜗嗤桨l(fā)電機(jī)的電樞磁勢(shì)是脈振磁勢(shì)，把這個(gè)脈振磁勢(shì)分解為正序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。當(dāng)轉(zhuǎn)子上的阻尼作用較強(qiáng)時(shí)，阻尼繞組感應(yīng)較強(qiáng)的去磁電流，大大削弱了氣隙中的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使電機(jī)的運(yùn)行性能得到改善。27同步發(fā)電機(jī)三相突然短路時(shí)，在什么情況下某相的非周期電流最大？為什么？解：當(dāng)轉(zhuǎn)子直軸運(yùn)行到與某相相軸重合時(shí)，如果發(fā)生突然短路，

25、則該相的非周期電流最大。同步發(fā)電機(jī)的短路周期電流的相位落后于勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)相位90 度，當(dāng)轉(zhuǎn)子直軸運(yùn)行到與某相相軸重合時(shí)，該相的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為0，則該相的短路周期電流瞬時(shí)值為最大值。由于電流不能突變，因此繞組中必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向相反的非周期電流來(lái)抵消短路瞬時(shí)的周期電流。28有一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，同步電抗為 7.52 ，電樞電阻忽略不計(jì)。單機(jī)運(yùn)行時(shí)，空載相電壓為 7520V 。請(qǐng)根據(jù)下列情況分別求出相電流的大?。海?1） 每相負(fù)載為純電阻 7.52；（ 2） 每相負(fù)載為純電感 7.52 ；（ 3） 每相負(fù)載為純電容 15.04 。解：電樞回路等效電路如圖：E 0752070745( A)（1） IR

26、L7.52j 7.52jX s即相電流為 707A。E 0752050090( A)（2） IjX Lj 7.52j7.52jX s即相電流為 500A。E 07520100090( A)（3） IjX cj 7.52jX sj15.04即相電流為1000A。29試述同步電抗的物理意義，并分析下列情況對(duì)同步電抗的影響（要說(shuō)明理由）：（ 1）電樞繞組匝數(shù)增加；（ 2）氣隙增大；（ 3）鐵心飽和程度增加；（ 4）勵(lì)磁繞組匝數(shù)增加。解：同步電抗的表達(dá)式：XsEa 。它表示當(dāng)隱極同步電機(jī)電樞繞組相電流的I有效值為 1 安培時(shí)， 電樞繞組旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)在一相繞組中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值大小。X sN 2即

27、同步電抗與電機(jī)的主磁路的磁導(dǎo)成正比，與電機(jī)的每相串聯(lián)匝數(shù)的平方成正比。（ 1） 由上述可得，當(dāng)電樞繞組匝數(shù)增加，同步電抗增大。（ 2） 氣隙增大，則主磁路磁導(dǎo)減少，所以同步電抗減少。（ 3） 鐵心飽和程度增加，則主磁路磁導(dǎo)減少，所以同步電抗減少。（ 4） 同步電抗與勵(lì)磁繞組匝數(shù)無(wú)關(guān)，所以同步電抗不變。30填空（ 1）一臺(tái)同步電機(jī)與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電，適當(dāng)增大電機(jī)輸入的機(jī)械功率，則電機(jī)的功率角將 _（減少，不變，增大） ；增大電機(jī)的勵(lì)磁電流（輸入功率保持不變），則電機(jī)的功率角將 _（減少，不變，增大） 。（答案：增大；減少）（ 2）一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)在大電網(wǎng)上運(yùn)行。過(guò)勵(lì)時(shí)電機(jī)輸出_（感性，容性，

28、零）無(wú)功功率；欠勵(lì)時(shí)電機(jī)輸出_（感性，容性，零）無(wú)功功率；正常勵(lì)磁時(shí)電機(jī)輸出 _（感性，容性，零）無(wú)功功率。（答案：感性；容性；零）（ 3）一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)在大電網(wǎng)上運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)過(guò)勵(lì)時(shí)其直軸電樞反應(yīng)_（去磁，增磁，沒(méi)有） 。（答案：去磁）（ 4）一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)單獨(dú)帶感性負(fù)載運(yùn)行，則電機(jī)的直軸電樞反應(yīng)_（去磁，增磁，沒(méi)有）。（答案：去磁）（ 5）一臺(tái)同步電機(jī)，電樞三相繞組串聯(lián)后接單相電源，勵(lì)磁繞組短接，轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電樞繞組所呈現(xiàn)的電抗是_（正序電抗，負(fù)序電抗，零序電抗）。（答案：零序電抗）（ 6）一臺(tái)同步電機(jī)并聯(lián)在電網(wǎng)上運(yùn)行，按照發(fā)電機(jī)慣例，電流相位滯后電壓相位90 度，該電機(jī)的運(yùn)行

29、狀態(tài)是_（發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)，補(bǔ)償機(jī)）；勵(lì)磁情況是_（過(guò)勵(lì)，欠磁，正常勵(lì)磁）。（答案：補(bǔ)償機(jī)；過(guò)勵(lì)）31有一無(wú)窮大電網(wǎng)，受電端的線(xiàn)電壓為6kV ，供電給一個(gè)線(xiàn)電流為1200A ，功率因數(shù)為 0.80（滯后）的三相負(fù)載。今欲加裝同步補(bǔ)償機(jī)以把線(xiàn)路的功率因數(shù)提高到0.95（滯后），問(wèn)此時(shí)補(bǔ)償機(jī)將輸出多少滯后的無(wú)功電流？解：加裝前，線(xiàn)路上的有功電流和無(wú)功電流分別為：I p1200 0.8960( A), I q12001 0.827 2 0(A)加裝后，線(xiàn)路上的有功電流和無(wú)功電流分別為：I p'960( A), I q'96010.952315(A)0.95則補(bǔ)償機(jī)輸出的無(wú)功電流為I q

30、 I q I q'720315405( A)32判斷下面說(shuō)法的對(duì)錯(cuò)，并說(shuō)明理由：（1）通過(guò)改善散熱條件，可以適當(dāng)提高同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力。解：說(shuō)法正確。同步發(fā)電機(jī)發(fā)電能力的提高，意味著電樞電流的增大，則電機(jī)的銅損耗增大，電機(jī)的溫升有上升的趨勢(shì)。通過(guò)改善散熱條件，可以在一定程度上遏止住電機(jī)溫度的上升，使電機(jī)在增大輸出功率的同時(shí)能夠長(zhǎng)期安全運(yùn)行。（2）汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心是由整塊合金鋼制成的，所以轉(zhuǎn)子上無(wú)需安裝阻尼繞組。解：說(shuō)法正確。對(duì)于同步發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，阻尼繞組的作用是當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生振蕩時(shí)通過(guò)感應(yīng)渦流來(lái)抑制振蕩。汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心是由整塊合金鋼制成的，當(dāng)電機(jī)發(fā)生振蕩時(shí)會(huì)感應(yīng)較強(qiáng)的渦流，產(chǎn)

31、生較強(qiáng)的阻尼作用。因此，不需要再另外裝設(shè)阻尼繞組。（3）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)總是滯后的，同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)總是超前的。解：前半句正確，后半句錯(cuò)誤。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由于需要從電源吸收滯后的無(wú)功功率來(lái)勵(lì)磁，所以它的功率因數(shù)總是滯后的；同步電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)子側(cè)采用直流電流勵(lì)磁，因此定子邊的功率因數(shù)是可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)過(guò)勵(lì)時(shí)，它的功率因數(shù)是超前的；當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)欠勵(lì)時(shí)，它的功率因數(shù)是滯后的。（ 4）對(duì)于同步電動(dòng)機(jī)，阻尼繞組可以幫助起動(dòng)；對(duì)于同步發(fā)電機(jī)， 阻尼繞組可以抑制振蕩。解：說(shuō)法正確。同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)法就是利用阻尼繞組產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的；對(duì)于同步發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生振蕩，阻尼繞組會(huì)產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩來(lái)

32、抑制振蕩。33畫(huà)出隱極同步發(fā)電機(jī)帶阻感型負(fù)載的相量圖，并標(biāo)出功率因數(shù)角，內(nèi)功率因數(shù)角0 和功率角。解：圖略。34畫(huà)出凸極同步發(fā)電機(jī)帶阻感型負(fù)載的相量圖，并標(biāo)出功率因數(shù)角，內(nèi)功率因數(shù)角0 和功率角。解：圖略。35為什么同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)短路電流并不大，而突然短路電流卻很大？解：同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)主要靠同步電抗上的壓降來(lái)平衡，而同步電機(jī)的同步電抗很大，所以同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)短路電流并不大。同步發(fā)電機(jī)突然短路時(shí)，勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)主要靠瞬態(tài)同步電抗（轉(zhuǎn)子上沒(méi)有阻尼繞組）或超瞬態(tài)同步電抗（轉(zhuǎn)子上有阻尼繞組） 上的壓降來(lái)平衡，而這兩個(gè)電抗都很小， 所以同步發(fā)電機(jī)的突然短路電流很大。 另外，同步發(fā)電機(jī)突然

33、短路時(shí)， 有的相的繞組中還會(huì)產(chǎn)生非周期電流， 當(dāng)突然短路發(fā)生半個(gè)周期后， 非周期電流和周期電流的方向變得相同而疊加，使電機(jī)的瞬時(shí)電流變得更大。36有一個(gè)大電網(wǎng)，受電端線(xiàn)電壓為6kV ，供電給一個(gè)線(xiàn)路電流1200A ，功率因數(shù)0.8 滯后的三相負(fù)載。 為提高線(xiàn)路的功率因數(shù)， 現(xiàn)在負(fù)載附近加裝同步補(bǔ)償機(jī)， 已知補(bǔ)償機(jī)輸出 225A 的無(wú)功電流，問(wèn)線(xiàn)路的功率因數(shù)是多少？解：加裝前線(xiàn)路的電流i p12000.8960( A), i q120010.82720( A)加裝后線(xiàn)路的電流i p'960( A), i q'720 225 495( A)加裝后線(xiàn)路的功率因數(shù)960cos0.8922