華北電力大學(xué)(北京)

1、第六章 同步電機(jī)思考題與習(xí)題 6.1 什么是同步電機(jī)？試問150r/min，50Hz的同步電機(jī)是幾極的？該機(jī)應(yīng)是隱極結(jié)構(gòu)，還是凸極結(jié)構(gòu)？ 6.2 為什么大容量同步電機(jī)都采用旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)？ 6.3 試比較汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 6.4 試比較同步電機(jī)幾種常用勵磁方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 6.5 一臺旋轉(zhuǎn)電樞式三相同步發(fā)電機(jī)，電樞以轉(zhuǎn)速n逆時針方向旋轉(zhuǎn)，電樞磁動勢對電樞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何？對定子的相對轉(zhuǎn)速又是多少？ 6.6 一臺同步電機(jī)，定子繞組施以三相對稱低電壓，并保 1持不變，試比較抽出轉(zhuǎn)子與使轉(zhuǎn)子在同步速沿電樞旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)這兩種情況下定子電流的大小。 6.7 何謂同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)？

2、電樞反應(yīng)與機(jī)電能量轉(zhuǎn)換有何關(guān)系？ 6.8 為什么要把同步發(fā)電機(jī)的電樞電流分解為它的直軸分量和交軸分量？如何分解？有什么物理意義？ 第六章 同步電機(jī) 6.9 有一臺PN=300MW，UN=18kV,星形聯(lián)結(jié)，cos N=0.85（滯后）的汽輪發(fā)電機(jī)，Xt*=2.18（不飽和值），電樞電阻略去不計，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行在額定情況下，試求：不飽和的勵磁電動勢E0；（2）功角N；（3）電磁功率Pem；（4）過載能力 。 6.10 一臺三相水輪發(fā)電機(jī)，PN=1500MW，UN=6300V，Y2聯(lián)結(jié)，cos N=0.8（滯后），Xd=21.2，Xq=13.7，電樞電阻略去不計。（1）繪出該發(fā)電機(jī)額定狀態(tài)下的電動勢

3、相量圖；（2）計算不計飽和時發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率U；（3）額定運(yùn)行時的電磁功率PemN。 6.11 為什么Xd在正常運(yùn)行時應(yīng)采用飽和值，而在短路時卻采用不飽和值？第六章 同步電機(jī) 6.12 測定同步發(fā)電機(jī)空載特性和短路特性時，如果轉(zhuǎn)速降為0.95nN，對實(shí)驗結(jié)果有什么影響？ 6.13 為什么同步發(fā)電機(jī)帶感性負(fù)載時其外特性是下降的？ 6.14 試簡述三相同步發(fā)電機(jī)投入并聯(lián)的條件。為什么通 3第六章 同步電機(jī) 6.16 一臺50MW，13.8kV，Y聯(lián)結(jié)，cos= 0.8（滯后）的水輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于一無窮大電網(wǎng)上，其參數(shù)Ra0，Xd*=1.15， Xq*=0.7，不計飽和的影響，試求：當(dāng)輸出功率為10

4、000kW， cos= 1.0時發(fā)電機(jī)的勵磁電動勢E0*及功角；（2）若保持此輸入有功功率不變，當(dāng)發(fā)電機(jī)失去勵磁時的，此時發(fā)電機(jī)還能穩(wěn)定運(yùn)行嗎？ 常不采用自同期法并車？為什么在采用自同期法并車時，勵磁繞組需串電阻短路？ （答案） 6.15 已知一臺三相隱極同步發(fā)電機(jī)與大容量電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，已知UN=400V，Xt=1.2，Y聯(lián)結(jié)，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率為80kW時，cos=1，若保持勵磁電流不變，減少輸出功率到20kW，不計電阻，試求：（1）功角；（2）功率因數(shù)cos；（3）電樞電流I；（4）輸出無功功率Q及其性質(zhì)。 4第六章 同步電機(jī)6.17 從同步發(fā)電機(jī)過渡到同步電動機(jī)時，功角，電流I，電磁轉(zhuǎn)矩T

5、em的大小和方向有何變化？ 6.19 一臺汽輪發(fā)電機(jī)，額定功率因數(shù)cos N=0.8（滯后），同步電抗Xt*=1.0，與無窮大容量電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，忽略電樞繞組電阻不計，試問： （1）當(dāng)發(fā)電機(jī)供給90%額定電流，cos N=0.8（滯后）時，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率和無功功率是多少？這時的空載電動勢Et*及功角為多大？ （2）在上述運(yùn)行情況下，調(diào)節(jié)原動機(jī)使發(fā)電機(jī)輸出的有 6.18 一臺汽輪發(fā)電機(jī)并入無窮大電網(wǎng)，額定負(fù)載時的功角=20o，現(xiàn)因外線發(fā)生故障，電網(wǎng)電壓降為0.6UN，問欲使角保持在25o范圍內(nèi)，應(yīng)使E0上升為原來的多少倍？ 5功功率為額定值的110%，且勵磁電流保持不變，這時功角為多大？發(fā)電

6、機(jī)輸出的無功功率變?yōu)槎啻?？若欲使無功功率輸出不變，此時的空載電動勢E0*及功角又為多少？ （3）在第（1）種情況下保持來自原動機(jī)的輸入功率不變，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流，使它輸出的感性無功功率為額定值的110%（不計磁路飽和），此時空載電動勢E0*及功角又為多少？ 第六章 同步電機(jī) 6.20 一臺與無窮大容量電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，其SN=31250kVA，UN=10.5kV，Y接線，cos N=0.8（N 0o），Xt=7（Ra=0），試問： （1）發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)運(yùn)行時的功角N，電磁功率Pem，比整步功率Psyn及靜態(tài)過載能力各為多少？ （2）若維持上述勵磁電流不變，但輸出有功功率減半時， 6

7、、Pem、Psyn及cos將為多大？ （3）在原額定運(yùn)行狀態(tài)下，將勵磁電流增大10%（不計飽和）時，、Pem、cos及I將為多大？ 6.21 某工廠從6000V的電網(wǎng)上吸收cos=0.6的電功率為2000kW，今裝一臺同步發(fā)電機(jī)，容量為720kW，效率為0.9，Y聯(lián)結(jié)，求功率因數(shù)提高到0.8時，同步電動機(jī)的額定電流和cos。 第六章 同步電機(jī) 6.22 有一水泵站原有四臺PN=200kW，cos N=0.75（滯后）的異步電動機(jī)，如將其中兩臺換為PN=200kW，cos N=0.8（超前）的同步電動機(jī)，假設(shè)電動機(jī)均處于額定運(yùn)行情況。試問： （1）換機(jī)前，水泵站需從電網(wǎng)吸收的視在功率和功率因數(shù)為多少？