同步电机习题与解答

6.1 三相同步发电机基本工作原理和结构6-1-1 同步发电机是怎样发出三相对称正弦交流电的？答： 同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。

（1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转子磁场在气隙空间分布的波形，制造时使转子磁极的磁场在气隙空间尽可能按正弦波分布，三相绕组的Y 形连接和采用短距、分布绕组，便得到正弦波形的感应电动势；（2）大小：由于定子三相绕组对称，它们切割同一个转子磁场，三相感应电动势也对称，大小均为01144.4Φ=W K fN E（3）相位差和相序：由于定子绕组在空间位置上互差1200电角度，转子旋转磁场切割定子三相绕组在时间上有先后顺序，定子的三相感应电动势在时间相位上就互差1200电角度，如果将先切割的一相定义为A 相，则后切割的那两相就为B 相和C 相，因此三相电动势的相序与转子转向一致，其由转子转向决定； （4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经历一个周期的变化，若电机有p 对磁极，转子以每分钟n 转旋转，则每分钟内电动势变化pn 个周期，即频率为：60pn f =也就是当电机的磁极对数p 一定时，频率f 和转速n 有严格不变的关系。

6-1-2 什么叫同步电机？其感应电动势频率和转速有何关系？怎样由其极数决定它的转速？答： 转子的转速恒等于定子旋转磁场的转速的电机称为同步电机，其感应电动势的频率与转速之间的关系是：60pnf =，当电机的磁极对数p 一定时，f ∝n ，即：频率f 与转速n 之间保持严格不变的关系。

6-1-3 说明汽轮发电机的基本结构，为什么汽轮发电机的转子采用隐极式，而水轮发电机的转子采用凸极式？答：汽轮发电机的基本结构由定子、转子两部分组成，定子由定子铁心、电枢绕组、机座及端盖等部件组成；转子由转子铁心、励磁绕组、护环、集电环、中心环、阻尼绕组和风扇等组成。

重庆大学 电机学（1） 第4次课堂测验2012~2013学年 第一学期考试方式：闭卷 测验日期：2012.12.28 测验时间： 45 分钟一、 单项选择题（每小题2分，共20分）1．同步发电机的额定功率指额定状态下 B 。

A ．电枢端口输入的电功率；B ．电枢端口输出的电功率；C ．转轴上输入的机械功率；D ．转轴上输出的机械功率。

2．同步发电机带三相对称负载稳定运行时，转子励磁绕组 D 。

A ．感应低频电动势； B ．感应基频电动势； C ．感应直流电动势； D ．不感应电动势。

3．同步发电机稳态运行时，若所带负载性质为感性，则其电枢反应的性质为 C 。

A ．交磁电枢反应；B ．直轴去磁电枢反应；C ．直轴去磁与交磁电枢反应；D ．直轴增磁与交磁电枢反应。

4．同步电抗表征同步电机三相对称稳定运行时 C 。

A ．电枢反应磁场的一个综合参数； B ．气隙合成磁场的一个综合参数；C ．电枢反应磁场和电枢漏磁场的一个综合参数；D ．励磁磁场和励磁漏磁场的一个综合参数。

5．在对称稳态运行时，凸极同步发电机电抗大小的顺序排列为 D 。

A ．q aq d ad X X X X X >>>>σ； B ．σX X X X X q aq d ad >>>>； C ．σX X X X X ad d aq q >>>>； D ．σX X X X X aq q ad d >>>>。

6．判断同步发电机是过励磁运行状态的依据是 D 。

A ．0E •超前于U •； B ．0E •滞后于U •； C ．I •超前于U •； D ．I •滞后于U •。

7．一台并联于无穷大电网的同步发电机，若保持励磁电流不变，在cos 0.8ϕ=滞后的情况下，减小输出的有功功率，此时 A 。

A ．功率角减小，功率因数下降；B ．功率角增大，功率因数下降；C ．功率角减小，功率因数增加；D ．功率角增大，功率因数增加。

第六章 同步电机1. 测定同步发电机的空载特性和短路特性时,如果转速降至0.951n ,对试验结果有什么影响？答 因空载电势0E 和转速成正比,如果转速降为195.0n ,则0E 也降低到额定转速下的95.0倍。

同步电抗与频率成正比,也降低到95.0倍,所以短路电流d k X E I 0 不变。

2. 为什么大容量同步电机采用磁极旋转式而不用电枢旋转式？答 由于励磁绕组电流相对较小,电压低,放在转子上引出较方便。

电枢绕组电压高、容量大,放在转子上使结构复杂、引出不方便。

故大容量电机将电枢绕组作为定子,磁极作为转子,为旋转磁极式。

3. 为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大？答 感应电机的励磁电流由电源供给,需要从电网吸取感性无功功率,如果气隙大,则励磁电流大,电机的功率因数低,因此在机械允许的条件下,气隙要尽量小一些。

同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励,从同步电机运行稳定性考虑,气隙大,同步电抗小,短路比大,运行稳定性高。

但气隙大,转子用铜量增大,制造成本增加。

气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这两方面的要求。

4. 同步发电机电枢反应性质由什么决定?答 电枢磁动势的基波与励磁磁动势同转速、同转向,在空间上始终保持相对静止的关系,但电枢反应的性质取决于这两个磁动势幅值的相对位置,而这一位置与励磁电动势0E 和电枢电流I 之间的相位差,即角度ψ有关,角ψ由决定于负载的性质。

当0E 与I 同相时, 0=ψ,电枢反应为交轴电枢反应,交轴电枢反应使气隙合成磁场幅值增加,而其轴线从主极轴线逆转子转向后移一个锐角。

当I 滞后0E 90时,电枢反应为直轴电枢反应,其性质完全是去磁的。

当I 超前0E 90时,,也为直轴电枢反应,其性质完全是助磁的。

一般情况下, 900<<ψ,此时的电枢反应兼有直轴去磁作用和交磁作用。

5. 试述直轴和交轴同步电抗的意义？如何用试验方法来测定？答 在凸极同步电机中,由于气隙不均匀为了计算方便,将电枢磁动势a F 分解为ad F 和aq F ,分别除以直轴磁阻和交轴磁阻,可得到ad Φ和aq Φ,它们分别在定子绕组感应电动势ad E 和aq E ,写成电抗压降形式,即ad d ad X I j E -= , aqq aq X I j E -= 和分别称为直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗,它们分别反映出上述直轴和记者电枢反应磁通的强弱。

同步电机复习题一一、填空1. 在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。

答 交轴2. 同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。

答 发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致3. 同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。

答 超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁4. 同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。

答 主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 。

答 增加6. 凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将 。

7. 答 减小8. 凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。

答 2q dmU 11()sin22X X δ-Ω 二、选择1. 同步发电机的额定功率指（ D ）。

A 转轴上输入的机械功率；B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率；D 电枢端口输出的电功率。

2. 同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos=ϕ，则其电枢反应的性质为（ C ）。

A 交轴电枢反应；B 直轴去磁电枢反应；C 直轴去磁与交轴电枢反应；D 直轴增磁与交轴电枢反应。

3. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（ B ）。

A 漏阻抗较大；B 短路电流产生去磁作用较强；C 电枢反应产生增磁作用；D 同步电抗较大。

4. 对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ D ）。

A q aq d ad X X X X X >>>>σ；B σX X X X X q aq d ad >>>>；C σX X X X X ad d aq q >>>>；D σX X X X X aq q ad d >>>>。

同步电机练习题及答案(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第六章 同步电机一、填空1. ★在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。

答 交轴2. 同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。

答 发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致3. ★同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。

答 超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁4. ★同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和空间夹角。

答 主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 。

答 增加6. 凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将 。

答 减小7. ★凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。

答 δsin2)X 1X 1(mU dq 2- 二、选择1. 同步发电机的额定功率指（ ）。

A 转轴上输入的机械功率；B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率；D 电枢端口输出的电功率。

答 D2. ★同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos =ϕ，则其电枢反应的性质为（ ）。

A 交轴电枢反应；B 直轴去磁电枢反应；C 直轴去磁与交轴电枢反应；D 直轴增磁与交轴电枢反应。

答 C3. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（ ）。

A 漏阻抗较大；B 短路电流产生去磁作用较强；C 电枢反应产生增磁作用；D 同步电抗较大。

答 B4. ★对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ ）。

A q aq d ad X X X X X >>>>σ；B σX X X X X q aq d ad >>>>；C σX X X X X ad d aq q >>>>；D σX X X X X aq q ad d >>>>。

20.4电动机同步习题一．选择题1．如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（）A．将电源正负极对调下B．增加电源电压C．换用磁性更强的磁铁D．对换磁极同时改变电流方向2．如图所示的实验装置可以用来研究（电源电压不变）（）A．影响通电导线受到的磁场力大小的因素B．影响通电导线受到的磁场力方向的因素C．导线在磁场中怎样运动才能产生感应电流D．影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素3．地磁场被称为地球生命的“保护伞”。

如图从太阳向其他星体发射出来的高速带电粒子流，在接近地球时，地磁场会改变其运动方向，使其偏离地球，对地球起到了保护作用，以下各图与其原理相同的是（）A．B．C．D．4．不久的将来，我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到磁场强大的作用力，以推动弹射车和舰载机向前运动，获得较大的起飞速度，下图中与电磁弹射器原理相似的是（）A．B．C．D．5．如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。

下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是（）A．B．C．D．6．如图所示，是电流表的原理图。

在电流表中有许多匝金属线圈被悬置在磁体的两极之间，金属线圈连接到一根指针和一只弹簧上。

当电流通过导线时，电流就产生了磁场，这个磁场和磁体的磁场发生相互作用，引起金属线圈和指针偏转，如下图所示的现象中与电流表原理相同的是（）A．B．C．D．7．小阳为了探究导体在磁场中产生感应电流的条件，如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，导线ab与开关和电流表组成了闭合回路。

下列操作中可以使电流表指针发生明显偏转的是（）A．闭合开关即可B．闭合开关后，使导线ab在磁场中向右运动C．闭合开关后，使导线ab在磁场中竖直向上运动D．闭合开关后，使磁体沿导线ab向前运动8．一节电池的负极吸附着一块圆柱形强磁铁，用铜导线做成一个如图所示的框架，当将铜框架转轴部分搁在电池正极上框架下方两侧作为电刷与强磁铁相接触时，铜框架就会旋转起来，它利用的物理知识是（）A．电流的磁效应B．电磁感应现象C．电荷间的相互作用D．磁场对通电导体的作用9．将组装好的电动机模型接入电路后，接通电源发现线圈不转动，用手拨动一下线圈，电动机转动起来。

6.1 三相同步发电机基本工作原理和结构6-1-1 同步发电机是怎样发出三相对称正弦交流电的？答： 同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。

（1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转子磁场在气隙空间分布的波形，制造时使转子磁极的磁场在气隙空间尽可能按正弦波分布，三相绕组的Y 形连接和采用短距、分布绕组，便得到正弦波形的感应电动势；（2）大小：由于定子三相绕组对称，它们切割同一个转子磁场，三相感应电动势也对称，大小均为01144.4Φ=W K fN E（3）相位差和相序：由于定子绕组在空间位置上互差1200电角度，转子旋转磁场切割定子三相绕组在时间上有先后顺序，定子的三相感应电动势在时间相位上就互差1200电角度，如果将先切割的一相定义为A 相，则后切割的那两相就为B 相和C 相，因此三相电动势的相序与转子转向一致，其由转子转向决定； （4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经历一个周期的变化，若电机有p 对磁极，转子以每分钟n 转旋转，则每分钟内电动势变化pn 个周期，即频率为：60pn f =也就是当电机的磁极对数p 一定时，频率f 和转速n 有严格不变的关系。

6-1-2 什么叫同步电机？其感应电动势频率和转速有何关系？怎样由其极数决定它的转速？答： 转子的转速恒等于定子旋转磁场的转速的电机称为同步电机，其感应电动势的频率与转速之间的关系是：60pnf =，当电机的磁极对数p 一定时，f ∝n ，即：频率f 与转速n 之间保持严格不变的关系。

6-1-3 说明汽轮发电机的基本结构，为什么汽轮发电机的转子采用隐极式，而水轮发电机的转子采用凸极式？答：汽轮发电机的基本结构由定子、转子两部分组成，定子由定子铁心、电枢绕组、机座及端盖等部件组成；转子由转子铁心、励磁绕组、护环、集电环、中心环、阻尼绕组和风扇等组成。

《同步电机的基本理论和运行特性》练习题一、填空题1.在同步电机中，只有存在电枢反应才能实现机电能量转换。

2.同步电机的功角δ有双重含义，在时间上是指和之间的夹角；空间上是指和之间的夹角。

3.凸极同步电机转子励磁匝数增加，则x q 和x d 将；凸极同步电机气隙增加，则xq和x d 将。

（增大、不变、减小）二、选择题1.同步发电机的额定功率指（）。

A 转轴上输入的机械功率；B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率；D 电枢端口输出的电功率。

2.同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性cosθ= 0.8 ，则其电枢反应的性质为（）。

A 交轴电枢反应；B 直轴去磁电枢反应；C 直轴去磁与交轴电枢反应；D 直轴增磁与交轴电枢反应。

3.同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（）。

A 漏阻抗较大；B 短路电流产生去磁作用较强；C 电枢反应产生增磁作用；D 同步电抗较大。

4.对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（）。

A xσ >x ad >x d >x aq >x q ；BC x q >x aq >x d >x ad >xσ；D xad>xd>xaq>xq>xσ；xd>xad>xq>xaq>xσ。

5.同步补偿机的作用是（）。

A 补偿电网电力不足；B 改善电网功率因数；C 作为用户的备用电源；D 作为同步发电机的励磁电源。

三、判断题1. 负载运行的凸极同步发电机，励磁绕组突然断线，则电磁功率为零。

（）2. 同步发电机的功率因数总是滞后的。

（）3. 同步发电机电枢反应的性质取决于负载的性质。

（）4. 同步发电机的短路特性曲线与其空载特性曲线相似。

（）5. 同步发电机的稳态短路电流很大。

（）6. 利用空载特性和短路特性可以测定同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。

（）7. 凸极同步电机中直轴电枢反应电抗大于交轴电枢反应电抗。

电机习题与解答（同步电机）6.1 三相同步发电机基本⼯作原理和结构6-1-1 同步发电机是怎样发出三相对称正弦交流电的？答：同步发电机的转⼦上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产⽣磁场，并由原动机带动旋转，使定⼦三相对称绕组不断切割转⼦磁场⽽感应出三相交流电动势。

（1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转⼦磁场在⽓隙空间分布的波形，制造时使转⼦磁极的磁场在⽓隙空间尽可能按正弦波分布，三相绕组的Y 形连接和采⽤短距、分布绕组，便得到正弦波形的感应电动势；（2）⼤⼩：由于定⼦三相绕组对称，它们切割同⼀个转⼦磁场，三相感应电动势也对称，⼤⼩均为01144.4Φ=W K fN E（3）相位差和相序：由于定⼦绕组在空间位置上互差1200电⾓度，转⼦旋转磁场切割定⼦三相绕组在时间上有先后顺序，定⼦的三相感应电动势在时间相位上就互差1200电⾓度，如果将先切割的⼀相定义为A 相，则后切割的那两相就为B 相和C 相，因此三相电动势的相序与转⼦转向⼀致，其由转⼦转向决定；（4）频率：转⼦转过⼀对磁极，感应电动势就经历⼀个周期的变化，若电机有p 对磁极，转⼦以每分钟n 转旋转，则每分钟内电动势变化pn 个周期，即频率为：60pn f =也就是当电机的磁极对数p ⼀定时，频率f 和转速n 有严格不变的关系。

6-1-2 什么叫同步电机？其感应电动势频率和转速有何关系？怎样由其极数决定它的转速？答：转⼦的转速恒等于定⼦旋转磁场的转速的电机称为同步电机，其感应电动势的频率与转速之间的关系是：60pnf =，当电机的磁极对数p ⼀定时，f ∝n ，即：频率f 与转速n 之间保持严格不变的关系。

6-1-3 说明汽轮发电机的基本结构，为什么汽轮发电机的转⼦采⽤隐极式，⽽⽔轮发电机的转⼦采⽤凸极式？答：汽轮发电机的基本结构由定⼦、转⼦两部分组成，定⼦由定⼦铁⼼、电枢绕组、机座及端盖等部件组成；转⼦由转⼦铁⼼、励磁绕组、护环、集电环、中⼼环、阻尼绕组和风扇等组成。

第四篇 同步电机习题解答15-1 一台三相隐极同步发电机，25000kW N P =,10.5kV N U =,Y 接，cos 0.8N ϕ=滞后，已知7.52, 0t a x R =Ω≈，每相励磁电动势07520V E =。

求下列几种情况下的电枢电流，并说明其电枢反应的性质：（1）每相接7.52Ω的三相对称纯电阻负载；（2）每相接7.52Ω的三相对称纯电感负载；（3）每相接15.04Ω的三相对称纯电容负载；（4）每相接7.547.54j -Ω的三相对称电阻电容负载。

解：0a t L a t L t E U IR jIx IZ IR jIx IZ jIx =++=++≈+ 0L tE IZ jx =+ , 令0075200V E =∠ （1）7.52L Z =Ω00075200701.145(A)7.527.52L t E I Z jx j ∠===∠++ 为直轴和交轴电枢反应；（2）7.52L Z j =Ω0007520050090(A)7.527.52L t E I Z jx j j ∠===∠-++ 为直轴去磁电枢反应；（3）15.04L Z j =-Ω00075200100090(A)15.047.52L t E IZ jx j j ∠===∠+-+ 为直轴增磁电枢反应；（4）7.527.52L Z j =-Ω0007520010000(A)7.527.527.52L t E I Z jx j j ∠===∠+-+ 为交轴电枢反应。

15-2 一台凸极同步发电机，72500kW N P =,10.5kV N U =，Y 接，c o s 0.8N ϕ=滞后，1, 0.554, 0d q a x x R**==≈。

试求额定负载下运行时发电机的0, , d q I I E ψ及。

解：Y 接，0cos 0.8, 36.87N N ϕϕ==34983(A)pNN I I ====36062(V)pNU ===0sin 1110.655.27cos 10.8q I x U arctgarctgU ϕψϕ****+⨯+⨯===⨯0sin 4983sin55.294095.3(A)d pN I I ψ==⨯= 0cos 4983cos55.292838.9(A)q pN I I ψ==⨯=0cos()sin d E U I x ψϕψ****=-+0001.0cos(55.2936.87)11sin55.29 1.771=⨯-+⨯⨯=300 1.77110.51018.58(kV)N E E U *=⨯=⨯⨯=(线电动势)。

同步电机习题答案一、填空题：1.同步电机_____________对_____________的影响称为电枢反应。

同步发电机电枢反应的性质取决于__________________________。

电枢磁动势；励磁磁动势；内功率因数角2.同步发电机当=0°时，除产生____________________电枢反应外，还产生__________________________电枢反应。

交轴电枢反应；直轴去磁电枢反应3.利用同步发电机的_____________和_____________曲线可以测量同步发电机的同步电抗，利用____________和_____________曲线可以测量同步发电机的定子漏电抗。

空载特性；短路特性；空载特性；零功率因数负载特性4.利用_________可以同时测量凸极同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。

转差法5.同步发电机与电网并联运行的条件是：（1）；（2）；（3）；（4）发电机的频率等于电网的频率；发电机的电压幅值等于电网电压的幅值且波形一致；发电机的电压相序与电网的电压相序相同；在合闸时，发电机的电压相位与电网电压的相位一样6.★同步电机的功率角有双重物理含义，在时间上是和之间的夹角；在空间上是和之间的夹角。

；励磁磁动势F；等效合成磁动势F；电压U励磁电动势E0f17.同步发电机静态稳定的判据是___________，隐极同步发电机静态稳定极限对应的功率角=dT0，90d8.同步发电机并联在无穷大容量电网上运行时，要调节输出的有功功率，必须调节___________________________；如果只调节其输出的无功功率，可通过调节______________实现。

原动机的输入功率（或输入转矩）；励磁（电流）9.一台并联在无穷大容量电网上运行的同步发电机，功率因数是超前的，则电机运行在______状态，此时发电机向电网发出__________的无功功率；若不调节原动机的输入功率而使励磁电流单方向调大，当发出的无功功率为零时，励磁状态为状态；进一步增大励磁电流，电机变化到_____状态，此时发电机向电网发出_______无功功率。

电机原理及应用练习题库+参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、同步发电机的V形曲线的最低点，功率因数(____)。

A、滞后B、都不对C、超前D、等于1正确答案：D2、变频调速在变频时应使电压与频率成正比变化，以保证（_____)不变。

A、电流B、磁通C、电压D、转矩正确答案：B3、涡流损耗的大小，与铁芯材料的性质(____)。

A、不好确定B、没有关系C、关系不大D、有关系正确答案：D4、同步电机转子转速n与电网频率f之间有严格不变的关系，即(____)。

A、f=n/pB、n=60f/pC、n=fpD、n=f/p正确答案：B5、同步电机的定子由铁心、三相绕组和(____)组成。

A、磁极B、转子C、机座D、铜片正确答案：C6、同步发电机与大电网并联运行时功率因数是由（）决定的。

A、负载B、不确定C、有功功率和无功功率D、电压和电流正确答案：C7、转子回路串电阻调速实际上属于(____)。

A、都不是B、改变转差率调速C、变频调速D、变极调速正确答案：B8、同步电动机的额定功率是指(____)。

A、输出的电功率B、输出的机械功率C、输出的无功功率D、以上答案都不是正确答案：B9、同步发电机励磁磁势和电枢磁势在空间上（_____)。

A、有相对运动B、无相对运动C、无关D、以上都不对正确答案：B10、单相绕组的基波磁势是(____)。

A、脉振磁势B、恒定磁势C、无法确定D、旋转磁势正确答案：A11、同步电动机的负载在一定范围内变化，对转速(____)。

A、影响小B、影响大C、没有影响D、无法确定正确答案：C12、一台QFQS—600—2汽轮机，若频率为50HZ，发电机的额定转速是(____)。

A、750r/minB、3000r/minC、1000r/minD、1500r/min正确答案：B13、同步发电机处于正常励磁情况下，若在此基础上减小励磁电流，则发电机输出无功状态为(____)。

A、条件不足，无法判断B、输出无功为零C、输出容性无功D、输出感性无功正确答案：C14、发电机的同步转速n与磁极对数为(____)。

同步电机习题4-1.什么叫同步电机？1500r/min，50Hz的同步电机是几级？该电机应是隐藏极结构还是凸极结构？“同步电机，和感应电机（即异步电机）一样是一种常用的交流电机。

同步电机是电力系统的心脏，它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体，实现电能与机械能变换的元件，其动态性能十分复杂，而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。

特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，其中f为电网频率，p为电机的极对数，ns称为同步转速。

若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。

同步电机分为同步发电机和同步电动机。

现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。

同步1500r/min属4极（称2个对极）因为是异步，跟不上同步出现du转差率，通常是zhi3-5%，那么4极异步电动机转速应在1450r/min 附近。

目前全国地区内正弦交流电的频率是50Hz，单位是秒，转速单位为分钟，1分钟为60s，60*50=3000，当2对极的电动机是3000/2=1500。

2级电机，转速为3000R/min；4级电机，转速为1500R/min;6级电机，转速为1000R/min;8级电机，转速为750R/min;10级电机，转速为600R/min;12级电机，转速为500R/min;一般电机就这些极数应该是凸极的可能性大？4-2.为什么大容量同步电机都采用旋转磁极式结构？由于励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较方便。

电枢绕组电压高、容量大，放在转子上使结构复杂、引出不方便。

故大容量电机将电枢绕组作为定子，磁极作为转子，为旋转磁极式。

4-3.一台汽轮发电机的额定功率100 000KW,额定电压 10.5 KV,额定功率因数0.85 ，求其额定电流？答：P=10万kW，额定线电压U=10.5kV，功率因数cosφ=0.85，因为P=S * [cosφ]，所以视在S=P/cosφ=10/0.85=11.8万千伏安线电流I=S/[1.732U]=11.8万千伏安/[1.732*10.5KV]=6469 安培4-4.简述同步电机与异步电机在结构上的不同之处？同步电机和异步电机的bai定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构。

同步电机课后习题参考答案14- 1 ⽔轮发电机和汽轮发电机结构上有什么不同，各有什么特点？14- 2 为什么同步电机的⽓隙⽐同容量的异步电机要⼤⼀些？14-3 同步电机和异步电机在结构上有哪些异同之处？14-4 同步发电机的转速为什么必须是常数？接在频率是50Hz 电⽹上，转速为150r/min 的⽔轮发电机的极数为多少？14-5 ⼀台三相同步发电机S N=10kVA，cosφN=0.8（滞后），U N=400V，试求其额定电流I N 和额定运⾏时的发出的有功功率P N 和⽆功功率Q N。

14-6 同步电机在对称负载下稳定运⾏时，电枢电流产⽣的磁场是否与励磁绕组匝链？它会在励磁绕组中感应电势吗？14-7 同步发电机的⽓隙磁场在空载状态是如何激励的，在负载状态是如何激励的？14-8 隐极同步电机的电枢反应电抗与与异步电机的什么电抗具有相同的物理意义？14-9 同步发电机的电枢反应的性质取决于什么，交轴和直轴电枢反应对同步发电机的磁场有何影响？答案：14-3 2p=4014-4 I N =14.43A ，P N =8kW ，Q N=6 kvar1 / 92 / 915- 1 同步电抗的物理意义是什么？为什么说同步电抗是与三相有关的电抗，⽽它的值⼜是每相的值？15- 2 分析下⾯⼏种情况对同步电抗有何影响：（1）铁⼼饱和程度增加；（2）⽓隙增⼤；（3）电枢绕组匝数增加；（ 4）励磁绕组匝数增加。

15-9 (1) E 0 =2.236 ， (2) I=0.78 ( 补充条件：Ｘ*S ⾮=1.8）15-10(1) E 0 =1.771,E 0 =10.74kV ， 18.415-11 E 0 2.2846 , E 0 13.85kv， 32.6315-12 E 0 12534.88v ， 57.42， I d 387.61A ， I q 247.7A16- 1 为什么同步发电机的稳态短路电流不⼤，短路特性为何是⼀直线？如果将电机的转速降到 0.5n 1 则短路特性，测量结果有何变化？16- 2 什么叫短路⽐，它与什么因素有关？16-3 已知同步发电机的空载和短路特性，试画图说明求取Ｘd ⾮和 Kc 的⽅法。

同步电机综合例题：题目：一台kVA 31250的汽轮同步发电机与无穷大电网并联运行，Y 接线，80.cos N =ϕ（滞后），同步电抗Ω=537.X S ，额定运行时的空载相电动势kV .E 2170=，不考虑磁路饱和和电枢回路电阻。

（1）发电机在额定运行时，端电压U （相值）、电磁功率em P 、功角N δ、输出的无功功率Q 和过载能力λ各为多少？（2）维持额定励磁电流不变，减小汽轮机的输出，使发电机的有功功率减少一半，此时电磁功率em P 、功角δ、输出的无功功率2Q 、功率因数ϕcos 、定子电枢电流I 各为多少？（3）若维持发电机的有功功率为额定时的有功功率不变，减少发电机的励磁电流，使空载电动势为kV E 130='，此时发电机的功角δ、无功功率3Q 、功率因数ϕcos 各为多少？解：（1）⎩⎨⎧++==22203)IX sin U ()cos U (E UI S s N N N ϕϕ 即：⎩⎨⎧⨯+⨯+⨯==222537608021732531).I .U ().U (.UI. 得⎩⎨⎧==kA.I kV .U 707116 kW .cos S P P N N N em 250008031250=⨯===ϕ93880165377071601611.......tan cos U IX sin U tan N N S N N N =-⨯⨯+⨯=-+=-=--ϕϕϕϕψδ var M .)/..cos .(/.)U cos E (X U mQ S 91243510041737167351030=-⨯=-=δ 448091245125122222....Q P P cos em em=+=+''=ϕ A ..cos U P I N N em153444805103125003=⨯⨯='=ϕ591938110..sin sin k N p ===δ N S em sin X U E m P δ0= δsin X U E m P P Sem em 021==' 二式相比δδδsin .sin sin sin N 09352== 00417.=δ （2分） MW .MW P P N em 50012252121=⨯==' （1分） var M .)/..cos .(/.)U cos E (X U m Q S 91243510041737167351030=-⨯=-=δ （2 分）448091245125122222....Q P P cos em em =+=+''=ϕ（1 分） A ..cos U P I N N em153444805103125003=⨯⨯='=ϕ（1 分）。

同步发电机习题二一、填空题1、我国生产的72500千瓦的水轮发电机，其转速为125转／分，那么，极对数p=__________________(24)2、三相同步发电机带有纯电感负载时，如不计电枢电阻的作用，则电枢反应作用是_________________(直轴去磁)3、装在用户附近的一台调相机，在负载比较小的夜间为改善长线末端的电压应使调相机处于 状态。

（欠励）4、调节同步发电机励磁电流就能改变发电机输出的________ 。

（无功功率）5、同步发电机用暗灯法并联合闸，当频率不等时所出现的现象___________ 。

（三相灯出现同时暗，同时亮的交替变化现象）9．同步发电机内功率因数角ψ=90时的电枢反应为________________。

_(直轴去磁)10、同步发电机用暗灯法并联合闸，当电压不等时所出现的现象___________ 。

（一个相灯没有绝对熄灭的时侯，在最亮和最暗范围内闪烁）11．同步发电机处于“欠励磁”状态时发出无功的性质为___________.（容性）12．并联于无限大电网的运行的同步发电机，要改变有功功率输出，只需调节______________________.（原动机的转速）13．同步发电机气隙增大，其同步电抗将 。

（减小）14．同步发电机内功率因数角ψ=0时的电枢反应为________ 。

（交轴电枢反应）15、同步发电机在过励时从电网吸收 容性无功功率 ，产生 直轴去磁的电枢反应 电枢反应16、同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；是 和 空间夹角。

（电动势和电压；励磁磁动势和气隙磁动势）17．凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 2q dmU 11()sin22X X δ-Ω 18、一台并网运行的同步发电机，按发电机惯例，已知原运行点的功率因数是超前的，则电机运行在______励状态，此时电机从电网吸收_____性质的无功功率；若不调节原动机输出而将励磁电流单方向调大，则电机可变化到_____励状态，此时电机向电网发出_______无功功率。