最新電機(jī)學(xué)作業(yè)及答案同步電機(jī)

1、精品文檔同步電機(jī)章節(jié)作業(yè):1. 有一臺(tái) TS854-210-40 的水輪發(fā)電機(jī)，Pn=100 兆瓦，U=13。8 千伏，co0.9 , f n=50赫茲，求（1）發(fā)電機(jī)的額定電流；（2）額定運(yùn)行時(shí)能發(fā)多少有功和無功功率？ （3）轉(zhuǎn)速是多少？解：（1 ）額定電流,Pn100燈06“CCAI n34648.6 A<3Un cos®nJ3>d3.8>d03 漢0.9（2）有功功率PN -100MW無功功率QN = PN tan =100 tan(arccos0.9) = 48.4M var（3）轉(zhuǎn)速門“ =60fN =6050 /50r/minp202. 同步發(fā)電機(jī)的電樞

2、反應(yīng)性質(zhì)主要決定于什么？在下列情況下（忽略電機(jī)自身電阻），電樞反應(yīng)各起什么作用？1）三相對(duì)稱電阻負(fù)載；* *2） 電容負(fù)載Xc =0.8，發(fā)電機(jī)同步電抗 Xt；*3）電感負(fù)載xl =0.7答：電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于內(nèi)功率因數(shù)角“,而2角既與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，又與發(fā)電機(jī)本身的參數(shù)有關(guān)。由等效電路圖可知（忽略電樞繞組電阻ra）:當(dāng)負(fù)載阻抗為 Zl=R時(shí)，阻抗Z=jxt+R,其阻抗角”在900>2 >00范圍內(nèi)，即空載電動(dòng)勢(shì)E0和。電樞電流|之間的相位角2在900>2 >00范圍內(nèi)，所以電樞反應(yīng)既有交軸又有直軸去磁電樞反應(yīng)；當(dāng)負(fù)載阻抗為 ZL=-jx c時(shí)，阻抗Z=jx t-jx

3、c,由于Xt*=1.0>x c*=0.8,阻抗角2 =90°，即空載. 。電動(dòng)勢(shì)E0和電樞電流I之間的相位角2 =900，所以電樞反應(yīng)為直軸去磁電樞反應(yīng);當(dāng)負(fù)載阻抗為ZL=jx l時(shí)，阻抗Z=jx t+jx l的阻抗角為2 =900,即空載電動(dòng)勢(shì)E0和電樞電流I之間的相位角2 =900，所以電樞反應(yīng)為直軸去磁電樞反應(yīng)。3. 試述直軸和交軸同步電抗的意義。X d和X q的大小與哪些因素有關(guān)？直軸（交軸）同步電抗表征了當(dāng)對(duì)稱三相直軸（交軸）電流每相為1A時(shí)，三相聯(lián)合產(chǎn)生的 直軸電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng)在一相電樞繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。直軸（交軸）同步電抗是表征對(duì)稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)直軸（交軸）電樞

4、反應(yīng)基波磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng)綜合效應(yīng)的電磁參數(shù)。Xd正比于頻率f,電樞相繞組的串聯(lián)匝數(shù)的平方N2以及直軸氣隙磁導(dǎo) A d ；Xq正比于頻率f,電樞相繞組的串聯(lián)匝數(shù)的平方N2以及直軸氣隙磁導(dǎo) A q。4. 有一臺(tái)70000kVA、60000kW 13.8kV（Y接）的三相水輪發(fā)電機(jī)，交、直軸同步電抗的標(biāo)幺值分別為Xd* =1.0, Xq* =0.7，試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)E0* （不計(jì)磁飽和與定子電阻）解：額定功率因數(shù) cos：N =電, N = 31Sn7、八 *-*。設(shè)U =10 ，則 I =1. -31 * *E Q =Uj I £=1 0 j -31 0.7 =1.486 2

5、3.8.：n =23.8 0 二 N 、N =3123.8 =54.8E0 = Eq Id（Xd -Xq）= Eq I s in'- 0（Xd - Xq）=1.486 sin54.8 （1.0 -0.7） =1.7315. 同步發(fā)電機(jī)短路特性曲線為什么是直線？當(dāng) Ik = In時(shí)，這時(shí)的激磁電流已處于空載特性曲線的飽和段，為什么此時(shí)求得的Xd卻是不飽和值，而在正常負(fù)載下卻是飽和值？答：同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)，略去電樞繞組電阻有：E0 = j I k xd，而氣隙電動(dòng)勢(shì)為：E - j I k x；二此時(shí)氣隙電動(dòng)勢(shì)只需用來平衡漏抗壓降，因X。很小，故氣隙電動(dòng)勢(shì)很小，用來感應(yīng)氣隙電動(dòng)勢(shì)的氣隙磁通很

6、小，所以短路時(shí)，電機(jī)磁路不飽和，If，而|心因此Ik* If,所以短路特性是一條過原點(diǎn)的直線。xd（不）二且，盡管當(dāng)Ik=IN時(shí)勵(lì)磁電流已于空載特性的飽和段，但其E0取之于空載I k特性曲線的氣隙線，而且短路時(shí)電機(jī)磁路又處于不飽和狀態(tài)，所以求得的Xd為不飽和值。在正常負(fù)載下，電機(jī)磁路處于飽和狀態(tài)，所以Xd為飽和值。6. 同步發(fā)電機(jī)的功角在時(shí)間和空間上各有什么含義？答：時(shí)間相位角：發(fā)電機(jī)空載電動(dòng)勢(shì)E0與端電壓U之間的相位角為功角 S?？臻g相位角：3是感應(yīng)空載電動(dòng)勢(shì)主磁通''0的主磁極軸線和產(chǎn)生端電壓的定子等效假想合成磁通 的磁極軸線之間的夾角。7. 有一臺(tái)Xd* =0.8, Xq

7、* =0.5三相水輪發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，已知發(fā)電機(jī)的端電壓和負(fù)載為U* =1.0, I* =1.0 , cos，0.8 （滯后），試求發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)E0*、： N和P emax （不計(jì)定子電阻）解：設(shè) U =1. 0，則 |=1/ -36.870 - -E Q =U jl Xq =1 0 j - 36.870.5 =1.36 17.1即=17.1° '- 0 =，N =36.8717.1丄53.97.1冷 * sin'- 0 =sin 53.97°E 0 = Eq，Id（xd - Xq） =1.36 sin53.970 0.3 =1.603* * *

8、2/c、*E0 U , U 11、 （2） Fe sin（r-）sin2、.Xd2 Xq Xd1.603 1 .1/11 sin （）si n2、=2.00s in0.375s in 20.82 0.50.8*令 哩=0 ,得 2.00COS、.0.75COS2、. = 0d、二 1.5cos、2cos" -0.75 = 0一 2 + 4 漢 1 5075取 cos >0 則 cos一 440=0.3052".5此時(shí)：、皿=72.240P；max =2sin、max - 0.375sin 2 max =2.138. 有一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和額定負(fù)載下（功

9、率因數(shù)超前）運(yùn)行時(shí)，功率角§n=25。，現(xiàn)因電網(wǎng)故障，電網(wǎng)頻率下降5%負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，問功率角如何變化（設(shè)勵(lì)磁不變，電樞電阻、凸極與飽和效應(yīng)忽略）9. 某工廠電力設(shè)備的總功率為 4500kW COS，=0.7 （滯后）。由于生產(chǎn)發(fā)展，想添置一臺(tái)1000kW的同步電動(dòng)機(jī)，并使得工廠的總功率因數(shù)提高到0.8 （滯后），問此電動(dòng)機(jī)的容量及其功率因數(shù)為多少？（電動(dòng)機(jī)的損耗忽略不計(jì)）解：添加前：P=4500kW, cos =0.7 （滯后）P 4500.S = =4500kVA=6429kVA cos®0.7Q = S sin =6429 0.714kVar =4591kVar添加后：

10、P=P PN =（4500 1000）kW =5500kW , cos0.8 （滯后）p'5500.S = - = 5500 kVA 二 6875kVA cos®0.8Q' =S' sin ' =6875 0.6kVar =4125kVar所以新添加的電動(dòng)機(jī)：PN =1000kW , Qn 二Q-Q'=466kVar （超前）Sn = Pn2 QN 二.10002 4662kVA = 1103kVAPn1000 0 907cos N-0.907Sn 1103第八題答案:精品文檔6-24有-臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)在額也電頻率額定負(fù)載下(功率岡數(shù)為 超詢運(yùn)行時(shí).功率角咅=2亍,現(xiàn)N電網(wǎng)發(fā)/匸故航電網(wǎng)頻率卜丫行負(fù) 載轉(zhuǎn)矩不變侗功率角有何變化?% x f,Xs0