電機學下復習資料

1、電機學下復習資料一、簡答題（55分）1、如何判斷一臺同步電機處于發(fā)電機狀態(tài)還是電動機狀態(tài)？ （10分）答：決定同步電動機運行處于發(fā)電機狀態(tài)的依據是轉子勵磁磁動勢波與氣 隙磁通密度波的相對位置。當轉子勵磁磁動勢波超前氣隙磁通密度波時，同步 電機運行于發(fā)電機狀態(tài)；相反滯后時，同步電機運行處于電動機狀態(tài)。2、比較他勵直流發(fā)電機和并勵直流發(fā)電機短路電流的情況。（15分）答：他勵直流發(fā)電機的勵磁電流由其他直流電源供給，因此短路電流時他勵發(fā) 電機能輸出的最大電流，它等于電樞電動勢除以電樞回路總電阻，具值很大。 并勵發(fā)電機則不同，由于勵磁繞組并聯(lián)在電樞兩端，當電樞短路，即端電壓為 零時，勵磁電流也為零，因此

2、短路電流不大，僅等于剩磁電動勢除以電樞回路 總電阻。3、電樞反應電抗和同步電抗的物理意義是什么，兩者有什么不同？它們之間 有什么關系？其大小都與什么因素有關？ （15分）答：電樞反應電抗反映三相電流產生三相合成基波磁動勢，合成基波磁動 勢產生氣隙磁通，在一相繞組中感應基波電動勢的物理過程。同步電抗反映的 是三相電流產生三相合成磁動勢，合成磁動勢產生磁通，包括氣隙磁通和漏磁 通在一起的全部磁通在一相繞組中感應電動勢的物理過程?？梢?，電樞反應電 抗反映僅是基波氣隙磁通的作用，同步電抗不僅包括了氣隙磁通，還包括了漏 磁通的作用。同步電抗包括電樞電抗和電樞漏抗，同步電抗大于電樞電抗。電樞反應電 抗與角

3、頻率、繞組有效匝數(shù)的平方以及氣隙磁通所經過磁路的磁導成正比。同 步電抗包括的漏電抗與漏磁路的磁導成正比。4、異步電機的氣隙比同容量同步電機的大還是小，為什么？ （15分）答：異步電機的氣隙比同容量同步電機的要小。 因為異步電機的勵磁電流由 三相交流電源提供，如果氣隙大，則磁導小，產生一定的氣隙磁通所需的勵磁 電流就大。由于勵磁電流基本是無功電流，因此勵磁電流大就使電動機的功率 因素降低，使電源或電網的無功功率負擔增加。而同步電機的勵磁電流由獨立 的直流電源提供，可以通過調節(jié)勵磁電流來改變其功率因數(shù)的大小和性質。、計算題（45分）1、一臺裝有換向極的復勵直流發(fā)電機，用勵繞組與電樞繞組串聯(lián)，并勵繞

4、組并聯(lián)在電機出線端。額定值為 PN=6kW, Un=230V, nN= 1450r/min,電樞繞 組電阻為0.57Q ,申勵繞組電阻為0.076Q ,換向極繞組電阻為0.255Q ,并勵 繞組電阻為177Q, 一對電刷上的電壓降為2V。額定運行時，鐵耗PFe= 234W, 機械損耗Pm=61W,不計附加損耗。求該發(fā)電機額定運行時的電磁功率、電磁 轉矩和效率。（10分）解 申勵繞組和換向極繞組都與電樞繞組串聯(lián)，因此電樞繞組回路的總電 阻為：v ra =0.570.076 : 0.255 = 0.901 11額定電流、并勵繞組電流和額定電樞電流分別為:P 6000I N = = 26 .09 A

5、U n 230fNuNRf230 =1.299 A177I aN =IN - I fN = 26.091.299 = 27.39 AEaN=U N I aN %，ra2 .U b = 230 - 27 .390.901 2 = 256 .7VPemN -EaN - I aN = 256 .727.39 = 7031 We m Ne m N12 二n n60=46 .3 NP1 N = PemN pFe - pm = 7031 - 234 - 61 = 7326 WPin6000 =81 .9%73262、一臺三相電力變壓器，SN=1000kV- A, Un/U2n = 10000V/3300V

6、, 一、二 次繞組分別為星形、三角形聯(lián)結，短路阻抗標幺值 Zk=0.015+j0.053 ,帶三相 三角形聯(lián)結的對稱負載，每相負載阻抗 Zl= （50+j85） Q,求一次、二次電流 和二次電壓。（10分）取解：二次側阻抗基值為22U 2N . u 2N 3U 2N 33300Z 2 n =3- = 32 .67 f.1I 2N - I 2N 3 Sn 100010二次繞組每相負載阻抗的標幺值為：Z L =Z2N(50 - j85)32 .67= 1.53 j2.602、二次電流和二次電壓標幺值分別為Zk Z l(0.015 - j 0.053 )(1.5 - j2 .602 )=0.3255

7、 TOC o 1-5 h z U2 = I2 4ZL =0.3255 X 1.53 + j 2.602 =0.9825 _ I、二次電流和二次電壓實際值分別為：3Sn100010I 1 =L I1N =L= 0.325518 .79 A一一 3 U1N3100003 100010= 0.3255 : 56 .95 A,33300U 2 =U 2 U 2N = 0.98253300 = 3242 V3、一臺同步發(fā)電機采用星形聯(lián)結，三相電流不對稱，Ia = In , Ib = Ic = 0.8In, 試用對稱分量法求出負序電流。（10分）解：設 I；=屋上0 M 則 I； = 0.8In/-120

8、 , I； =0.8In2120 于是I A =一( I a +a 2 I b +aIc)3 TOC o 1-5 h z 1. _j120j120、=一(I N +e M 0.8 I N / 120 0 + e M0.8IN/1203I N /j120j24 0、(1 +0 .8e+0.8e)31. 30.8(- - j )22I N1-.3二1 - 0.8( - - j )3 |2215IB =aI 二=Z120 同理， 152- I NIC =a I=-120154、一臺6000kV A、2400M 50Hz、星形聯(lián)2的三相8極凸極同步發(fā)電機, 并聯(lián)額定運行時的功率因數(shù)為 0.9 （滯后）

9、，電機參數(shù)為X=1Q, Xq=0.667 Q, 不計磁路飽和及電樞繞組電阻。（1）求額定運行時的每相空載電動勢日、基波勵磁磁動勢與電樞反應磁動勢的夾角；（5分）（2）分別通過電機參數(shù)與功角、電壓與電流或電磁功率求額定運行時的電磁轉矩，并對結果作比較。（10分）解（1）額定運行時，相電壓為U N 2400U1385 .64 V TOC o 1-5 h z 3,3相電流為3SN 600010I :1443 .38 A.3U N 32400因 cos 邛=0.9 , 滯后，則 中=25 .84 ： sin 中= 0.4359I X q U sin :1443 .380.6671385 .640.43

10、59tan = = = 1 .2 5 63U cos :1385 .640.9則得出：=51 .485 - 51 .48 -25 .84= 25 .64基波勵磁磁動勢與電樞反應磁動勢的夾角為90- 9051 .48=141 .481d =I sin - 1443 .38 sin 51 .48= 1129 .29 AE o=U -cos 日 + 1d X d =1385 .64 cos 25 .64 - +1129 .29 M 1 = 2 3 7 85V(2)2 萬 2 二 501 = = = 78 .54 rad / sP4第一種方法:Pem =P2 =SN cos = 60000.9 = 5400 kWPem540010T = = = 68755 N mj 78