南京理工大學(xué)紫金學(xué)院課程試卷答案

1、南京理工大學(xué)紫金學(xué)院課程試卷答案一. 填空題10分，每空1分1 從電磁角度來看，一個(gè)磁極對(duì)應(yīng)電機(jī)圓周的電角度為 。2 為了使三相對(duì)稱，通常令一個(gè)極域內(nèi)每相所占的圓弧區(qū)域相等，這個(gè)區(qū)域稱<3 異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同可分為 鼠籠式 和 繞線式 兩類。4 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入適當(dāng)電阻起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將 增加，起動(dòng)電流將減小 _，其原因是 提高了轉(zhuǎn)子的功率因數(shù) 。 汽輪同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定極限角3一、I.6同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，過勵(lì)時(shí)向電網(wǎng)發(fā)出 感性_無功功率，欠勵(lì)時(shí)從電網(wǎng)吸收感性無功功率。二.簡(jiǎn)答題4x 5分1 為了得到三相對(duì)稱的基波電勢(shì)，對(duì)三相繞組安排有什么要求?1、三相繞組的

2、構(gòu)成包括串聯(lián)的匝數(shù)、節(jié)距、分布等應(yīng)相同，而且三相繞組軸線在空間 應(yīng)分別互差1200電角度。2、兩相繞組通以兩相電流是否會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)？單相繞組的磁勢(shì)的振幅是多少？它具有什 么性質(zhì)？?jī)上嗬@組通以兩相電流會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。單相繞組的磁勢(shì)是脈振磁勢(shì)，振幅為：Fp1 0.9詈心3、異步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子邊的電量與參數(shù)有何變化？答：異步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)轉(zhuǎn)子邊的電量與參數(shù)有E2、X2、I2他們的頻率都是f1異步電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子邊的電量與參數(shù)有E2S、X2S、|2s不僅他們的大小與轉(zhuǎn)子靜止時(shí)不等而且都是他們的頻率 f2=S f1.4、同步電動(dòng)機(jī)中的隱極式和凸極式各有什么特點(diǎn)？ 答：同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，按照

3、它的磁極結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為凸極式和隱極式兩種。1凸極式轉(zhuǎn)子有明顯凸出的磁極，凸極電機(jī)的特點(diǎn)是氣隙不均勻，轉(zhuǎn)子磁極中心 附近氣隙最小，磁阻也小。而在轉(zhuǎn)子磁極的幾何中線處氣隙最大，磁阻也大，磁導(dǎo) 最小。凸極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，制成多極比擬容易，但機(jī)械強(qiáng)度較低，所 以它適用于低速、多極同步電機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)大多數(shù)也是容量較大、轉(zhuǎn)速較低的凸 極同步電機(jī)。2隱極式轉(zhuǎn)子那么沒有明顯凸出的磁極，隱極式轉(zhuǎn)子制造工藝比擬復(fù)雜，但它的機(jī) 械強(qiáng)度較好，適用于極數(shù)少、速度高的同步電機(jī)。由于凸極式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和加工工藝比擬簡(jiǎn)單，而且在過載能力和運(yùn)行的穩(wěn)定性方面 都比隱極式轉(zhuǎn)子好，所以除了高速的大容量的同步電動(dòng)機(jī)采用隱極

4、外，一般都采用 凸極式。三.計(jì)算題70分1、 13分一臺(tái)三相6極交流電機(jī)，定子是雙層分布短距繞組，頻率50 Hz,定子槽數(shù)乙 36槽，線圈節(jié)距是極距，定子繞組Y接，線圈匝數(shù)Ny 2匝，氣隙基波每極磁通是10.80Wb，繞組并聯(lián)支路數(shù)2a 2。求:1基波繞組系數(shù)kwi ； 2基波相電勢(shì)Ep1 ；3基波線電勢(shì)Eh。解:2p，y1kp1 siny2si4.5sin 6 20.965936每極每相槽數(shù)2 pm槽距角p 360Z3603630基波分布因數(shù)Kmsinq §qsi n230sin2 -乙 0.966 o . 302 sin 一2(1)基波繞組系數(shù)Kd1kp10.9659 0.966

5、 0.933(2)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為相繞組基波電動(dòng)勢(shì)有效值N12pqNy 6 2 2a1E 1 4.44fN1k 1 1 4.44 50 24 0.933 0.8 3976.8192 (V)2 分3基波線電勢(shì)有效值El1, 3E 1,3 3976.8192 6887.8509 (V)2. 12分有一臺(tái)三相6極異步電動(dòng)機(jī)，f 50 Hz, s0.045，試求：1旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速厲；2額定轉(zhuǎn)速nN ;3轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n為960r/min時(shí)的轉(zhuǎn)差率s；4n 1030 r/min時(shí)的轉(zhuǎn)差率s；5啟動(dòng)瞬間的轉(zhuǎn)差率s。解:60 f60 501000(r/min)32nNni(1Sn)1000(10.045)955

6、(r / min)345sg1000n1 n1000 10301000n n01000 01000 9600.03s1000n1 n0.043.12分有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，Pn16.0kW, f 50Hz , 2p=4, Un 380V,34A ,定子繞組為 丫連接。額定運(yùn)行的各項(xiàng)損耗分別為P：u1820W ,1丨額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)距;FCu2 750W , PFe 300W , Pm P 260W,試求:2額定運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩;3額定轉(zhuǎn)速。解：1pMPcu 2PmPap217.01kw108.34NmPm2n604、23Snpcu2 / pM0.044092 “157 rad60101.9N

7、mTnnN n (1 Sn) 1433.87(r / min)12分有一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)， PN=12500kW, U n=6600V,定子繞組 Y接法，m=3, cos $ n=0.8滯后，Xs=4.0Q，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，輸出額定頻率 f=50Hz時(shí)，求：每相空載電勢(shì)E;額定運(yùn)行時(shí)的功角；最大電磁功率PMmax過載能力K。解:Pn<3U n cos n312500 10.3 6600 0.81366.87 Aarccos0.8 36.87E。66003810.62VUjIaXa3810.6j1366.8736.8744374 3232mUEXs3810.62 437412500.739kw

8、12500.739 sin 326624kwmaxkMPMN12500.7391.896624PM max sin5、 12分有一臺(tái)三相凸極同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，額定數(shù)據(jù)為：S=8750kVA,UN=10.5kV，定子繞組Y接法，cos© n5 滯后，同步電抗Xd=16Q, Xq=10 Q ,電阻不計(jì)，試求：額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的功角3和每相勵(lì)磁電勢(shì)Eo?解:8750 103.3 10.53481.14A1032分IdIqE。10.5 103廠6062.35/2分arccos0.85IaXq arctanI a sinI a cosU cos32U sinU cosarc tan48

9、1.14 10 6062.35 sin326062.35 cos32762分7632481.14481.14IdXd44sin 76469.76Acos76 116.4A11877.0496 V6分二. 填空題10分，每空1分1 內(nèi)功率因數(shù)角指的是丨之間的夾角，功角3指的是之間的夾角。2隱極同步發(fā)電機(jī)適合速旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)。3 水輪同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定極限角S汁口一填角度的大小范圍4 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，總要從電源吸收一個(gè)滯后 性質(zhì)的無功電流。2 同步發(fā)電機(jī)主磁極的極對(duì)數(shù)一定時(shí)，其 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率 與電機(jī)的轉(zhuǎn)速之間有著嚴(yán)格不變的關(guān)系。10三相異步電動(dòng)機(jī)最大電磁轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電阻.值 _無關(guān)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的

10、大小與轉(zhuǎn)子電阻 I有 關(guān)填有無關(guān)系。二.簡(jiǎn)答題4X5分1、電角度的意義是什么？它與機(jī)械角度有怎樣的關(guān)系？電角度的意義是：轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)每經(jīng)過一對(duì)磁極就相應(yīng)地變化一個(gè)周期，即為360度電角度電角度是機(jī)械角度乘以磁極對(duì)數(shù)P。2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有那些？a)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有那些？依據(jù)公式：n n (1 s) 60f (1 s) P(1) 變極調(diào)速(2) 變頻調(diào)速(3) 改變機(jī)械特性曲線的形狀及改變S調(diào)速 改變繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子外串電阻； 改變繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子外串附加電勢(shì)一一串級(jí)調(diào)速; 改變外施電壓調(diào)速。3異步電動(dòng)機(jī)等效電路中1 s3r/代表什么意義？能不能不用電阻而用一個(gè)電感或電容來s表示？

11、為什么?1 s、R/稱為模擬電阻，其消耗的功率等于總的機(jī)械功率。s其不能用電阻電阻而用一個(gè)電感或電容代替。當(dāng)0<S<1時(shí)，電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，R/>0, pMEc0，電機(jī)軸上ss1 s輸出機(jī)械功率；當(dāng) S<0時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)R/<0, PMec 0,電機(jī)從軸上吸收機(jī)s1 s械功率；當(dāng)S>1時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)R/<0,電機(jī)從軸上吸收機(jī)械功率s4三相同步發(fā)電機(jī)投入并聯(lián)時(shí)應(yīng)滿足哪些條件？1雙方應(yīng)有相同的相序，2雙方應(yīng)有相同的電壓3雙方應(yīng)有相等或接近與相等的頻率。三. 計(jì)算題70分1. 12 分有一臺(tái)三相同步發(fā)電機(jī)，Pn 4500kW，Un 10.5kV

12、，cos n 0.8，2p 4極，定子繞組丫接法，乙48槽，汕72匝，q 6槽，10 槽,f 50Hz，l1 IN，試求：1單相繞組所產(chǎn)生的基波磁勢(shì)幅值 Fp1 ;2三相繞組所產(chǎn)生的合成磁勢(shì)的基波幅值 F1 ；解In pnY 3U N COs N-=309.3A3 10.5 0.8482 pm 4 3p 36023604815482p121512103015kdcos20.96592 kp.4 sin20.9577154sin2kd p1kdkp10.925021分1分1分1分一相磁勢(shì)幅值為9289.92 A 2 分F“0.9也kd"0.9 309.3 72 0.92502P2(2)

13、三相合成磁勢(shì)幅值為F1 - 0.9I1N1 kdp1 13904.88A2 P2. 12分有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，輸入功率R7.5kW，定子銅耗370W，鐵耗PFe 170V15，試求：1電磁功率;2轉(zhuǎn)子銅耗；3總機(jī)械功率。解：1PmR PCu1 PFe 6960w2巳.2 SR 104.4W3P (1 s)R.6855.6W3. : 12分有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),PN 17kW， f 50 Hz，2p=4, UN 380/,定子繞組為 丫連接。額定運(yùn)行的各項(xiàng)損耗分別為P® 700W，Pcu2 500W，Re 450W，機(jī)械損耗Pm 150W，附加損耗P 200W試求：1額定運(yùn)行時(shí)的額定

14、轉(zhuǎn)速；2額定運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩；3空載轉(zhuǎn)矩；4電磁轉(zhuǎn)距。解：1PmPcu2 Pm Pa P217.85kWT 匹益 113.69Nm602SNPcu2 / Pm0.0283nNRi(1 SN)1458(r / min)4. 12分有一臺(tái)三相凸極同步發(fā)電機(jī),電樞繞組丫接法，每相額定電壓2 n157 rad60TnP108.28NmupN 230/，額定相電流lpN 8.5A， cos 0.8滯后，該機(jī)運(yùn)行于額定狀態(tài)，每相勵(lì)磁電勢(shì)E。370/，內(nèi)功率因數(shù)角60，不計(jì)電阻壓降，試求:ld,lq,Xd和Xq各為多少?解：Id la sin5.1154A2分lqlacos6.8A2分N arccos0.837N232分U sinXq13.222分1 qEg UcosXd30.9432 分ld5. 12分一臺(tái)凸極三相同步電動(dòng)機(jī)， 丫接法，Un 6600V , fN 50Hz,nN 600r/min , In 65A，額定功率因數(shù)cos n 0.8超前，同步電抗Xd 55 ,Xq 40 ，不計(jì)電阻壓降，試求：1額定負(fù)載時(shí)空載電勢(shì)E0及功率角S n ；2