同步電機(jī)的習(xí)題

1、說明：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)勢為 則負(fù)載時(shí)，每相勵(lì)磁電動(dòng)勢為 接上每相5的對稱電阻后，每相電流為 （A） 根據(jù)相量圖中的幾何關(guān)系，有 所以，有 2一臺(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)（滯后），已知它的參數(shù)，忽略電樞電阻，試求： （1）X和X的標(biāo)幺值； （2）畫出相量圖；（3）計(jì)算額

2、定負(fù)載時(shí)的電動(dòng)勢E。解：（1）先求阻抗基值。 而 所以故，（2）額定負(fù)載時(shí)的相量圖如圖其中 （3） 相電動(dòng)勢為 3一臺(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，電壓U=6300，功率因數(shù)（滯后），電樞繞組漏電抗，忽略電樞繞組電阻，空載特性如下表：E/V0218236374219454748014983i/A082164246328410492 在額定負(fù)載下，電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢折合值用轉(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)勢的大小。 解：相量圖如下： 額定相電壓為 額定相電流為 根據(jù)公式可求出的大小，再由查空載特性曲線得的大小； 根據(jù)公式，可得額定負(fù)載下的勵(lì)

3、磁電流=400A；再由查空載特性表得額定負(fù)載下勵(lì)磁電動(dòng)勢為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=6300V，額定功率P=400kW， 功率因數(shù)（滯后），定子繞組每相漏電抗X=8.1,電樞反應(yīng)電抗X=71.3 ,忽略定子電阻，空載特性數(shù)據(jù)如下：E/V01930364044804730F/A03250677012200116600用相量圖求解額定負(fù)載下電動(dòng)勢E及內(nèi)功率因數(shù)角的大小，并用空載特性氣隙線求勵(lì)磁電動(dòng)勢F為多大？解：額定相電壓 額定相電流 電機(jī)的同步電抗 根據(jù)公式，求得電動(dòng)勢，；再查空載特性氣隙線得。5一臺(tái)凸極同步發(fā)電機(jī)額定容量S=62500kVA，定子繞

4、組星形連接，額定頻率為50Hz，額定功率因數(shù)為（滯后）。直軸同步電抗X=0.8，交軸同步電抗X=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：，則電壓調(diào)整率為6一臺(tái)星形聯(lián)結(jié)的同步發(fā)電機(jī)，額定容量S=50kVA，額定電壓U=440V，頻率f=50Hz。該發(fā)電機(jī)以同步速被驅(qū)動(dòng)，測得當(dāng)定子繞組開路，端電壓為440V（線電壓）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)磁路線性，求每相同步電抗的實(shí)際值和標(biāo)幺值。 解：阻抗基值為 因磁路線性，所以勵(lì)磁電流為5.5A時(shí)的空載電動(dòng)勢標(biāo)幺值為 同步電抗的標(biāo)幺值為 同步電抗的實(shí)際值為 7同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的條件是

5、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)開關(guān)的任意兩根線對調(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)，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)通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速使轉(zhuǎn)子的相對位置有所變化。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稱的電源U上，繞組中流過的電流為I，忽略電樞電阻，試畫出此電機(jī)的相量圖。說明此時(shí)電機(jī)是否輸出有

6、功功率？輸出什么性質(zhì)的無功功率？ 解：根據(jù)公式，由于沒有勵(lì)磁，得 畫相量圖如右?？梢?，超前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)輸出容性的無功功率。 9一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)，額定負(fù)載時(shí)功率角?，F(xiàn)在因?yàn)楣收希娋W(wǎng)電壓降為60%U，為使角不超過25，應(yīng)加大勵(lì)磁使至少變?yōu)樵鹊亩嗌俦叮?解：利用功角特性表達(dá)式可求出至少應(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=1，忽略定子電阻。兩機(jī)共同供電給一個(gè)功率因數(shù)為（滯后）的負(fù)載。運(yùn)行時(shí)要求系統(tǒng)維持額定電壓，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

7、，第二臺(tái)擔(dān)負(fù)其無功功率。設(shè)磁路線性，求： （1）每臺(tái)電機(jī)的功率角及空載電動(dòng)勢E； （2）兩臺(tái)電機(jī)勵(lì)磁電流之比。 解：。 設(shè)負(fù)載電壓，則負(fù)載電流。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)I、II分別負(fù)擔(dān)負(fù)載的有功電流和無功電流，所以它們的電樞電流分別是： 。 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)勢和功率角為 由于磁路線性，因此 11一個(gè)三相對稱負(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)線電壓為220V，線路電流I為50A，功率因數(shù)（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)

8、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為多少？ 解：（1）以電網(wǎng)相電壓為參考相量，則 ， 所以負(fù)載電流為 則負(fù)載的功率因數(shù)為 （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)的無功電流變了，但有功電流不變，即 則發(fā)電機(jī)的電流為 所以發(fā)電機(jī)的無功電流由變?yōu)?則電網(wǎng)的無功電流由變?yōu)?電網(wǎng)的有功電流仍為 則電網(wǎng)的總電流為 12一臺(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開始下降（超前）的過程。13已知一臺(tái)同步電機(jī)的相量圖如下，回答下列問題： （1）如該

9、相量圖是按照發(fā)電機(jī)慣例畫出，判斷該電機(jī)運(yùn)行在何種狀態(tài)，是欠勵(lì)還是過勵(lì)？ （2）如該相量圖是按照電動(dòng)機(jī)慣例畫出，判斷該電機(jī)運(yùn)行在何種狀態(tài)，是欠勵(lì)還是過勵(lì)？ 解：（1）該電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)， 過勵(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?，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和X都下降10%。（1）如負(fù)載功率不變，則 解得 ， 即新的功率角是。 （2）如負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，則 解得， 所以

10、功率角不變，仍為。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，電樞繞組中流過對稱的負(fù)序電流，這時(shí)從電樞繞組看過去的阻抗就是負(fù)序阻抗： 上式中的就是負(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)磁場是一個(gè)以同步速反轉(zhuǎn)的磁場，它會(huì)在勵(lì)磁繞組和阻尼繞組（如果有的話）中感應(yīng)兩倍基波頻率的電流，對電樞的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場而言，這個(gè)電流產(chǎn)生去磁性質(zhì)的旋轉(zhuǎn)磁場，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

11、疊成；另一個(gè)為實(shí)心磁極（整塊剛件），問哪臺(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，因此對電樞負(fù)序磁場所產(chǎn)生的去磁性質(zhì)的磁場也要大些，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)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

12、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)，若既不等于0又不等于90，問電樞磁場的基波與電樞磁動(dòng)勢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)的電樞磁勢分解為交軸磁勢和直軸磁勢，分別考慮它們 單獨(dú)作用時(shí)對電機(jī)的影響。凸極同步發(fā)電機(jī)的交、直軸磁路不對稱，同樣大小的交軸磁勢和直軸磁勢作用在電機(jī)上，產(chǎn)生的磁場大小不相等，所以

13、分析凸極同步發(fā)電機(jī)要用雙反應(yīng)理論。當(dāng)既不等于0又不等于90，說明電樞磁勢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的基波與電樞磁勢的基波不同相，電樞磁場的基波向直軸方向偏斜。19試述下列參數(shù)的變化對同步電機(jī)的同步電抗的影響，并說明理由： （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)生的磁勢會(huì)增加，所以同步電抗增加；

14、（3）勵(lì)磁繞組匝數(shù)的變化對同步電抗沒有影響。20有一臺(tái)三相凸極同步發(fā)電機(jī)，測得各參數(shù)如下： ，試求空載額定電壓下發(fā)電機(jī)的三相、線間和單相穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)幺值（不計(jì)電樞電阻）。 解：（1）三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí) （2）B、C相線間短路時(shí) 所以 （3）A相單相短路時(shí) 21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：對于同步發(fā)電機(jī)來說，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

15、機(jī)發(fā)生振蕩時(shí)，鐵心中感應(yīng)的渦流較小，對振蕩的抑制不明顯，所以要安裝阻尼繞組。22有一（滯后），Y接法的汽輪發(fā)電機(jī)，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)勢和與的夾角。解： 設(shè)，則，所以 又，所以 夾角為73.6度。23有一（滯后），Y接法的水輪發(fā)電機(jī)，參數(shù)為，試求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電動(dòng)勢和功率角。解：設(shè)，則，所以 功率角=55.2-36.8=18.4度 勵(lì)磁電動(dòng)勢為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)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

16、有加速的趨勢，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)。問當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)全廠的功率因數(shù)是多少？解：同步電動(dòng)機(jī)添置前 同步電動(dòng)機(jī)添置后 現(xiàn)在全廠的功率因數(shù)為 26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：單相同步發(fā)電機(jī)的電樞磁勢是脈振磁勢，把這個(gè)脈振磁勢分解為正序旋轉(zhuǎn)磁勢和 負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢。當(dāng)轉(zhuǎn)子上的阻尼作用較

17、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，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，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。請根據(jù)

18、下列情況分別求出相電流的大?。海?） 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：（1） 即相電流為707A。（2） 即相電流為500A。（3） 即相電流為1000A。29試述同步電抗的物理意義，并分析下列情況對同步電抗的影響（要說明理由）： （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：。它表示當(dāng)隱極同步電機(jī)電樞繞組相電流的有效值為1安培時(shí)， 電樞繞組旋轉(zhuǎn)磁勢在一相繞組中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值大小。 即同步電抗與電機(jī)的主磁路的磁導(dǎo)成正比，

19、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。過勵(lì)時(shí)電機(jī)輸出_（感性，容性， 零）無功功率；欠勵(lì)時(shí)電機(jī)輸出_（感性，容性，

20、零）無功功率；正常勵(lì)磁 時(shí)電機(jī)輸出_（感性，容性，零）無功功率。（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)過勵(lì)時(shí)其直軸電樞反應(yīng)_ （去磁，增磁，沒有）。（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)行狀態(tài)是_（發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)，補(bǔ)償機(jī)）；勵(lì)磁

21、情況是 _（過勵(lì)，欠磁，正常勵(lì)磁）。（答案：補(bǔ)償機(jī)；過勵(lì)）31有一無窮大電網(wǎng)，受電端的線電壓為6kV，供電給一個(gè)線電流為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)以把線路的功率因數(shù)提高到0.95（滯后），問此時(shí)補(bǔ)償機(jī)將輸出多少滯后的無功電流？解：加裝前，線路上的有功電流和無功電流分別為： 加裝后，線路上的有功電流和無功電流分別為： 則補(bǔ)償機(jī)輸出的無功電流為 32判斷下面說法的對錯(cuò)，并說明理由：（1）通過改善散熱條件，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。通過改善散

22、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)子上無需安裝阻尼繞組。 解：說法正確。對于同步發(fā)電機(jī)來說，阻尼繞組的作用是當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生振蕩時(shí)通過感應(yīng)渦流 來抑制振蕩。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)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功功率來勵(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

23、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）對于同步電動(dòng)機(jī)，阻尼繞組可以幫助起動(dòng)；對于同步發(fā)電機(jī)，阻尼繞組可以抑制振蕩。 解：說法正確。 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；對于同步發(fā)電機(jī)來說，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)矩來抑制振蕩。 33畫出隱極同步發(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)角和功率角。解：圖略。34畫出凸極同步發(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

24、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)勢主要靠同步電抗上的壓降來平衡，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)勢主要靠瞬態(tài)同步電抗（轉(zhuǎn)子上沒有阻尼繞組）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)，受電端線電壓為6kV，供電給一個(gè)線路電流1200A，功率因數(shù)0.8滯后的三相負(fù)載。為提高線路的功率因數(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的無功電流，問線路的功率因數(shù)是多少？ 解：加裝前線路的電流 加裝后線路的電流 加裝后線路的功率因數(shù) 36運(yùn)用對稱分量法分解同步發(fā)電機(jī)的三相不對稱電流，如下圖，已經(jīng)畫出A相電流的分量 ，請你在原圖上補(bǔ)出B、C兩相電流的分量。并