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第一篇直流电机1 .在直流发电机中，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时，（）A只有直轴电枢反应磁势。
B只有交轴电枢反应磁势。
C 直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为去磁性质。
D直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为助磁性质。
参考答案：C2 .单波绕组的并联支路数应等于（）A 2 B极对数p C极数2P D换向片数k参考答案：A3 .以下不属于并励直流发电机外特性的特点的是（）。
A端电压随负载增大下降较快B有拐弯现象C稳态短路电流小于额定电流D临界电流大于他励短路电流参考答案：D 4 .他励发电机外特性是指转速恒定且（）A励磁电流恒定时，发电机端电压与线路电流之间的关系。
B发电机端电压恒定时，励磁电流与线路电流之间的关系。
C发电机线路电流恒定时，发电机端电压与励磁电流之间的关系。
D发电机端电压恒定时，励磁电压与线路电流之间的关系。
参考答案：A5 .他励发电机的调整特性是（）A下垂B上翘C水平D不一定参考答案：B6 .下列说法错误的是（）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。
B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。
C串励电动机允许空载运行。
D串励电动机的优点是有较大的起动转矩和过载能力。
参考答案：C7 .单叠绕组的并联支路数应等于（）A 2 B极对数p C极数2P D换向片数k参考答案：C8 .对于能耗制动来说，下列说法错误的是（）A能量回馈到电网。
B电机内仍有主磁场。
C电机变成他励发电机。
D电磁转矩为制动性转矩。
参考答案：A9 .基波绕组因数的值（）。
A 大于等于1 B小于等于1 C等于1 D大于1参考答案：B10 .三相对称绕组通三相对称正弦交流电流时产生（）。
A矩形磁动势B椭圆形旋转磁动势C脉振磁动势D圆形旋转磁动势参考答案：D11 .三相交流绕组产生的谐波合成磁动势，其旋转方向（）。
A与基波合成磁动势相同。
B与基波合成磁动势相反。
电机学Ｉ试题（华南理工大学电力学院２００５．６）姓名班级学号（指班内序号）成绩注意： 1. 一、二、三题答案必须直接写在试题相应位置；2. 四、五、六题写在答题纸上；3. 不得自带草稿纸；4．答题前必须在每页（包括答题纸和草稿纸）右下角写上自己的名字，才可拆开试卷。
一、填空（25分）1. 电机是装置。
2. 变压器绕组归算的原则是：在归算前后，不变；不变。
3. 变压器的效率在达到最大值。
4. 为了使电动势波形接近正弦波，三相变压器比较好的绕组联结方法为：。
5. 自耦变压器功率传递的特点为。
6. 短距因数的物理意义为。
7. 一相绕组的感应电动势计算公式为；其中的匝数N是指。
8. 对称三相绕组、通对称三相电流，产生的合成磁动势为圆形旋转磁动势。
其旋转的规律为：；其幅值为单相磁动势的倍。
9. 同步旋转磁场的转速n（转每分钟）、极对数p、电流频率f之间的关系为n= 。
10. 感应电机转子反应的物理意义为。
11. 为了获得感应电机的T型等效电路，需要对转子绕组进行和归算。
13. 感应电机做堵转试验时，转子电流的频率为。
14. 感应电动机传递到转子回路的电磁功率P em，可以分割成转子铜耗p cu2、总机械功率（转换功率）PΩ。
二者同P em的关系为p cu2= ；PΩ = 。
15. 同步电机的电枢反应是指。
16. 同步发电机的空载特性是指：转子转速保持同步、电枢绕组开路时，之间的关系。
17. 功角的含义是：从电路（电压）角度看，它是之间的夹角；从磁场角度看，它是之间的夹角。
18. 对于凸极同步发电机，已知电枢电流I、电压U、功率因数cosϕ、X d、X q，求取励磁电动势E0时，需要利用一个虚拟电动势E Q来求取I和E0的夹角ψ0。
19. 同步发电机机投入并网的条件为：1)相序相同；2) ；3)。
二、正确的打“√”；错误的打“ ”（25分）1. 变压器一次侧接额定电压不变，则负载的主磁通比空载的主磁通略小。
华南理工大学试卷《电机学Ⅱ》试题(电气工程及其自动化01级)班级：电气工程01（）班顺序号姓名分数总评分考试时间：2003年11 月27日一、断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。
本题共15分，每题1分）（ｔ为对，ｆ为错）1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。
（f ）2．直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。
（f ）3．直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。
（t ）4．自励是电动机的一种励磁方式。
（f ）5．在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。
（t ）6．单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。
（t ）7．直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。
（f ）8．在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。
（t ）9．当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。
对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。
（t ）10．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。
（f ）11．直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。
并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。
（f ）12．并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。
（f ）13．变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。
当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。
（f ）14．在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程（t）15．在dq0坐标系中，同步电机的d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势3部分组成的。
（t ）二、填空题（本题共15分，每空1分）1．在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿 励磁绕组的漏磁路 闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大。
第一章习题35A .010005.0*700N HL I NI HL )p13( 700A/m H 1B 1T 10*20002.0S B 1.14===⇒=====Φ=-页上例题查铸钢曲线当解同的磁通。
也相应增大才能产生相说明增加气隙后，电流）（页上例题查铸钢曲线当同上题解* 94.150.4980.7N HL I 102.0410 100.250700L H L H NIA/m 4101041BH )p13( 700A/m H 1B )1T (B 1.2272001177-00=+⨯==⨯⨯+⨯-⨯=+==⨯=====∑--ππππμ均不变。
、、所以时、）解：当（均增加。
、、所以，，时，，当）解：（均减小。
、、所以；时，当）解：（不变。
、、不变）解：（均减小。
、、均减小，所以、减小，减小增加时，当不变不变时，、、）解：（均不变。
、、不变不变不变）解：（的变化、、分析R I I B B B U 21U f 21f 6 R I I B NHLI H 2B B f 21f S 4.44fNB U 5 R I I B 2NLB N L H I B 21B 2N N S 4.44fNB U 4 R I I B L 2NI H LH I N RU I 3 R I I B R I I HL NI H B S U N f S S4.44fNS 4.44fNB U 2 R I I B B H HL NI R U I 1 R I I B 1.322m 21m 211122mm 22⇒='⇒='='↑=↑⇒='='≈⇒↓'=''='='⇒=≈↑↑⇒=⇒⎪⎩⎪⎨⎧==⇒=⇒⇒Φ⇒Φ=≈⇒⇒⇒⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧==μ2916.0212070UI P cos UIcos P 63W P P 1.75270P R I P 1.4Fe Fe 2Fe 2=⨯==⇒==∆⇒∆+⨯=⇒∆+=ϕϕ：解()NS 42702m 7ii77100332221112124241078.4206.0121610B 1610F 1.05AI LH NI A/m 10411041S B H 0A/m 04H 8.0075.00.06S B 350A/m H 106.00.06S B )S1(S3002m;.00.2cm 0.10.1d d 075m .0103025S20.85m;2520-80L2 06m .0103020S12m;2080270L1 1.5⨯≈⨯⨯⨯==≈⇒=⨯=⨯=Φ===⇒==Φ==⇒==Φ====+=+=⨯⨯==+==⨯⨯==-+⨯=∑---ππππμμ吸力：以小的计算气隙：衔铁：铁心：：忽略气息的边缘效应解第二章习题、能量损耗增加。
模拟题（共四大题81小题）（2013年9月28日 星期六）一、判断题：60题1 （ √ ）变压器主磁通的大小主要取决于电源电压的大小。
2 （ √ ）变压器主磁通的波形主要取决于电源电压的波形。
3 （ √ ）变压器感应电动势的波形与磁通的相同。
4 （ √ ）变压器感应电动势的相位落后于磁通。
5 （ √ ）变压器感应电动势的有效值正比于绕组的匝数。
6 （ √ ）变压器的励磁电阻是表征铁心损耗的一个等效参数。
7 （ √ ）变压器的励磁电抗是表征铁心磁化性能的一个等效参数。
8 （ √ ）变压器漏抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。
9 （ √ ）归算到一次绕组时，应保持二次绕组磁势不变。
10（ √ ）变压器的外特性有可能上翘。
11（ √ ）三相心式变压器的磁路彼此相关。
12（ √ ）三相变压器组的磁路彼此独立。
13（ √ ）变压器绕组的同名端是客观存在的。
14（ √ ）变压器绕组的首末端是主观规定的。
15（ √ ）三相变压器组不能接成Yy 连接法。
16（ × ）三相心式变压器不可以接成Yy 连接法。
17（ × ）钟点数不同的变压器可以并联运行。
18（ × ）铁磁材料不会饱和。
19（ × ）磁场的分布情况与铁心断面电流的分布无关。
20（ × ）排列绕组时，划分相带的顺序是ABCXYZ 。
21（ × ）单层绕组也有层间绝缘。
22（ × ）双层绕组没有层间绝缘。
23（ × ）短距因数可以大于1。
24（ × ）分布因数可以大于1。
25（ × ）绕组因数可以大于1。
26（ × ）取绝对值时，齿谐波的绕组因数与基波的不相等。
27（ × ）可以采用短距的方法来削弱齿谐波。
28（ × ）可以采用分布的方法来削弱齿谐波。
29（ × ）不可以采用斜槽的方法来削弱齿谐波。
第一章磁路电机学1-1磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为，单位：1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。
经验公式。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-3图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为（铁心由的DR320硅钢片叠成），叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为Wb，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流；(2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。
解：磁路左右对称可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况:铁心、气隙截面(考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数)气隙长度铁心长度铁心、气隙中的磁感应强度(1)不计铁心中的磁位降：气隙磁场强度磁势电流(2)考虑铁心中的磁位降：铁心中查表可知：铁心磁位降1-4图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流，线圈B为50匝，通入电流1A，铁心截面积均匀，求PQ两点间的磁位降。
解：由题意可知，材料的磁阻与长度成正比，设PQ段的磁阻为，则左边支路的磁阻为：1-5图示铸钢铁心，尺寸为左边线圈通入电流产生磁动势1500A。
试求下列三种情况下右边线圈应加的磁动势值：(1) 气隙磁通为Wb时；(2) 气隙磁通为零时；(3) 右边心柱中的磁通为零时。
解：(1)查磁化曲线得气隙中的磁场强度中间磁路的磁势左边磁路的磁势查磁化曲线得查磁化曲线得右边线圈应加磁动势(2)查磁化曲线得查磁化曲线得右边线圈应加磁动势(3) 由题意得由(1)、(2)可知取则查磁化曲线得气隙中的磁场强度中间磁路的磁势查磁化曲线得已知，假设合理右边线圈应加磁动势第二章变压器2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
《电机学》平时作业华南理工大学网络教育学院一、简答题1、某三相变压器相序为A-B-C ,试画出D,d1联接组的电势向量图及绕组的接线图。
2、一台60 Hz，380V三相异步电动机，现运行于50 Hz，380V的电源上，设输出功率不变，问励磁电抗、励磁电流、功率因数等物理量如何变化？答：异步电动机f：60Hz→50Hz励磁电抗：Xm=2πflm；f↓，使Xm↓；励磁电流：I。
=U1/Xm；∵Xm↓，I。
↑增大又因为I。
↓，使功率因数增大。
3、对制成的变压器而言，主磁通的大小取决于什么？主磁通的波形取决于什么？答：对制成的变压器而言，主磁通的大小取决于电源电压的大小，主磁通的波形取决于电源电压的波形。
4、同步电机有哪几种运行状态？答：同步电机有三种运行状态：发电机、电动机、补偿机。
5、试写出并励直流电动机电枢回路的电压方程、功率方程和转矩方程，说明电磁转矩对转子起什么作用？解：电压方程U=E a+I a R+2△U s功率方程P1=P0+P e，Pe=P cua+P2转矩方程T e=T0+T2电磁转矩对转子起驱动作用。
6、试写出三相绕组磁动势的基波幅值公式，并指出公式中各量的意义。
答：7、变压器并联运行时，希望满足哪些理想条件？如何达到理想的并联运行？答：理想的并联应能满足下列条件：（1）空载时，并联的变压器之间没有环流。
（2）负载时，能够按照各变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器所分担的电流应为同相。
要达到理想并联运行，各台并联运行的变压器应满足：(1)各变压器的额定电压与电压比应当相等。
(2)各变压器的联结组号应相同；(3)各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。
8、试写出隐极同步发电机不计电枢电阻时的功角特性表达式。
答：9、试写出感应电机的基本方程式。
10、试画出双绕组变压器T形等值电路图。
11、试画出变压器相量图。
12、试画出三相感应电动机T形等值电路图。
13、试画出不计饱和时的隐极同步发电机的等值电路图。
4-1把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速n高于旋转磁场的转速n s，定子接到三相交流电源，试分析转子导条中感应电动势和电流的方向。
这时电磁转矩的方向和性质是怎样的？若把原动机去掉，电机的转速有何变化？为什么?【答】感应电动机处于发电机状态，转子感应电动势、转子有功电流的方向如图所示，应用右手定则判断。
站在转子上观察时，电磁转矩T e的方向与转子的转向相反，即电磁转矩Te属于制动性质的转矩。
若把原动机去掉，即把与制动性质电磁转矩T e平衡的原动机的驱动转矩去掉，电动机将在电磁转矩T e的作用下减速，回到电动机状态。
4-2有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为f i的三相交流电流，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速及转子的转向。
【答】假设转子中频率为f i的交流电流建立逆时针方向旋转的气隙旋转磁场，相对于转子的转速为n s=60济p ;若转子不转，根据左手定则，定子将受到逆时针方向的电磁转矩Te，由牛顿第三定律可知，定子不转时，转子为顺时针旋转，设其转速为n，则气隙旋转磁场相对于定子的转速为n s- n。
4-3三相感应电动机的转速变化时，转子所生磁动势在空间的转速是否改变？为什么？【答】不变。
因为转子所产生的磁动势F2相对于转子的转速为n2=60f2. p =s60f^ p =sn s n，而转子本身又以转速n在旋转。
因此，从定子侧观看时，F2在空间的转速应为厶n ■ n = n s-n ■ n = n s，即无论转子的实际转速是多少，转子磁动势和定子磁动势在空间的转速总是等于同步转速n s，在空间保持相对静止。
4-4 频率归算时，用等效的静止转子去代替实际旋转的转子，这样做是否影响定子边的电流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率？为什么？【答】频率归算前后，转子电流的幅值及其阻抗角都没有变化，转子磁动势幅值的相位也不变，即两种情况下转子反应相同，那么定子的所有物理量以及电磁功率亦都保持不变。
5-1 汽轮发电机和水轮发电机在结构上有何区别，原因何在？
【答】 在结构上，汽轮发电机为隐极转子，水轮发电机为凸极转子。
原因：汽轮发电机的原动机为汽轮机，转速高，离心力大。
故采用整块钢通过锻压工艺把转子制成一个整体。
水轮发电机的原动机为水轮机，转速低，离心力小。
故采用相对简单的焊接工艺把转子制成由多个部分组成的组合件。
5-2 同步电机有哪几种运行状态，如何区分？
【答】 同步电机有发电机、电动机和补偿机三种运行状态。
可以通过功率角δ来表征，功率角定义为相量0E 超前相量U 的角度。
可以等价为主磁场空间矢量1F 超前合成磁场F 的角度。
具体区分如下：0>δ时，转子主磁场超前于合成磁场，转子上受到一个制动性质的电磁转矩，转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行；
0=δ时，
转子主磁场与合成磁场的轴线重合，电磁转矩为零，电机内没有有功功率的转换，电机处于补偿机状态（或空载状态）；0<δ时，转子主磁场滞后于合成磁场，转子上受到一个驱动性质的电磁转矩，定子绕组从电网吸收电功率，转子可拖动负载输出机械功率，电机作电动机运行。
5-4 何谓同步电机的电枢反应？电枢反应的性质取决于什么？试讨论下列各种情况下的电枢反应（发电机惯例）：
（1）电枢电流超前于励磁电势以0ψ角时；
（2）电枢电流滞后于励磁电势以()
0ψπ-角时，其中︒<900ψ。
【答】 同步电机在空载时，气隙中仅存在着转子磁动势。
负载以后，除转子磁动势外，定子三相电流也产生电枢磁动势。
电枢磁动势的存在，使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象成为电枢反应。
电枢反应的性质取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置，空载电动势•0E 和负载电流•a I 之间的夹角0ψ，即取决于负载的性质。
（1）电枢电流•a I 超前于励磁电势•
0E 以0ψ角，产生直轴增磁电枢磁动势和交轴电枢磁动势。
（2）电枢电流滞后于励磁电势以()0ψπ-角，产生直轴去磁电枢磁动势和交轴电枢磁动势。
5-5 试述交轴和直轴电枢反应对同步发电机中能量转换和运行性能的影响。
【答】 交轴电枢反应aq F 与能量转换有直接关系。
直轴电枢反应ad F 与能量转换有间接关系。
能量转换需要磁场。
ad F 直接影响磁场，通过磁场影响能量转换。
没有ad F 仍然有能量转换，但如果0=aq F ，即0=a I ，则没有能量转换。
以隐极机为例，
03cos 3000===q e I E I E P ψ。
ad F 影响磁场，从而影响发电机的功率因数。
5-6 试述电枢反应电抗a X 的意义。
【答】电枢反应电抗a X 是对应于电枢反应磁通的电抗，I E X a a =，即等于单位电枢电流所产生的电枢反应电动势。
反映电枢反应主磁路（简称主磁路）、电枢绕组的一个参数。
主磁路磁阻越大，则a X 越大；电枢绕组匝数越多，则a X 越大。
5-7 试画隐极同步发电机在
纯电阻负载时的相量图，并说明
这种情况下的电枢反应的性质。
【答】 因为0ψ为锐角，故电
枢反应的性质为直轴去磁电枢磁动势和交轴电枢磁动势。
5-8 为什么分析凸极同步电机时要用双反应理论？凸极同步发电机负载运行时，若0ψ既不等于︒0又不等于︒90，问电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间是否同相，为什么？
【答】 因为即使不计磁饱和，凸极同步发电机的
气隙沿电枢圆周是不均匀的，气隙磁阻不是常数，因
此，电枢反应电势a E 无法用一个负的电抗压降来表示，
从而无法引入电枢反应电抗。
所以分析凸极机时，必
须采用双反应理论。
0ψ既不等于︒0又不等于︒90时，
电枢磁场基波a B 与电枢磁势基波a F 在空间不同相。
因为此时ad F 、aq F 都不等于零。
a B 由ad B 、aq B 合成而得。
ad B 与ad F 成比例，aq B 与aq F 成比例。
d 、q 磁路的磁阻不同，导致这两个比例不同，故a B 与a F 的相位不同。
5-9 试述直轴和交轴同步电抗的意义。
d X 和q X 的大小与哪些因素有关？*d X 和*q X 通常在
什么范围？
【答】 直轴同步电抗d X 表征单位直轴电流所产生的直轴电枢反应电动势与漏电势之和。
交轴同步电抗q X 表征单位直轴电流所产生的交轴电枢反应电动势与漏电势之和。
m
a R N f X 2
2π=，d X 和q X 的大小与磁路的磁阻、绕组的有效匝数、频率有关。
5-10 试述同步发电机单独负载运行和与电网并联运行时，性能上有哪些差别，原因何在？
【答】 同步发电机单独负载运行时，负载发生变化，发电机的频率和端电压将相应地随之变化。
当同步发电机与电网并网运行时，发电机单机的功率调节、个别负载的变动或其他扰动对整个电网的电压、频率影响甚微，发电机的频率和端电压与电网相一致，基本不变。
5-11 试述同步发电机投入电网并联的条件和方法。
【答】 同步发电机投入电网并联的条件：
① 发电机与电网的相序一致；
② 发电机与电网的电压波形相同；
③ 发电机与电网的频率相等；
④ 发电机的励磁电动势•0E 与电网电压•U 大小相等、相位相同，即••=U E 0。
同步发电机投入电网并联的方法：① 准确整步法；② 自整步法。
5-12 试述同步发电机与电网并联时静态稳定的概念。
【答】 并网在电网上的同步发电机，在某一工作点运行时，如果外界（电网或原动机）发生微小的扰动，在扰动消失后，发电机是否回复到原先的状态下稳定地运行，称为同步发电机的静态稳定问题。
如能回复，说明同步发电机是稳定的；反之，则是不稳定的。
5-14 试述同步补偿机的原理和用途。
同步补偿机应当装设在送电端还是受电端？为什么？
【答】 同步补偿机可以看作为空载运行的同步电动机。
其V 型曲线相当于0e ≈P 时电动机的V 型曲线。
在正常励磁时，补偿机的电枢电流接近于零；过励时，补偿机能从电网吸取超前的无功电流；欠励时，补偿机则从电网吸取滞后的无功电流。
5-15 试述同步发电机作为发电机和电动机运行时，ϕ、0ψ和δ角的变化范围。
【答】 同步发电机作为发电机运行时，由转子输入机械功率，从定子绕组向电网或负载输出电功率，电磁功率0e >P ；同时，励磁电动势•0E 超前于端电压•
U ，电磁转矩为制动转
矩；同步电动机的功率因数角ϕ和内功率因数角0ψ均在︒+︒-90~90范围内，即ϕcos 和
0cos ψ均为正值。
同步发电机作为电动机运行时，由电网输入电功率，从转子输出机械功率，若仍用发电机惯例（输出电流为正方向）来分析，可看作电动机向电网输送负的电流，发出负功率，即电磁功率0e <P ；相应地，功率角δ亦成为负值，即励磁电动势•0E 滞后于端电压•U ，电磁转矩为驱动转矩；同步电动机的功率因数角ϕ和内功率因数角0ψ均在︒+︒-90~90范围外，即ϕcos 和0cos ψ均为负值。
综上所述：
]90,90-(︒︒∈发电机ϕ ]180,90(]90-,180-(︒︒⋃︒︒∈电动机ϕ
]90,90-(0︒︒∈发电机ψ ]180,90(]90-,180-(0︒︒⋃︒︒∈电动机ψ
]180,0(︒︒∈发电机δ ]0,180-(︒︒∈电动机δ
5-16 有一台同步电动机在额定电压、额定频率、额定负载下（功率因数为超前）运行时，功率角︒=25δ，现因电网发生故障，情况有如下变化时，功率角有何变化？
（1）电网频率下降%5，负载转矩不变；
（2）电网电压和频率都下降%5，负载转矩不变；设励磁一直保持不变，电枢电阻、凸极效应和饱和效应均忽略不计。
【答】 同步发电机的转矩方程e L T T T +=0，则负载转矩L T 不变时，电磁转矩e T 也不变。
励磁不变，则0E 不变。
由220004sin 322sin 3sin 3f
L Up E p f fL U E p X U E P T s s s s e e πδππδϖδ===Ω=。
（1）电网频率下降%5，则δsin 增大，从而功率角δ增大。
（2）电网电压和频率都下降%5，则仍δsin 增大，从而功率角δ增大。
5-17 有一无穷大电网，受电端的线电压kV 6N =U ，供电给一
个A 1000=I ，8.0cos =ϕ（滞后）的三相负载。
今欲加装同步补
偿机以把线路的功率因数提高0.95（滞后），此补偿机将输出多少
滞后无功电流？
【答】 图中cd 为补偿机输出的滞后无功电流。
则bd bc cd ==
()()21121tan tan cos ac tan tan ab ϕϕϕϕϕ-⨯=-⨯=
()()A 12.3373268.075.08.0000119.18tan 87.36tan 8.00001=-⨯⨯==︒-︒⨯⨯=
5-20 某水电站为一远距离用户供电，为改善功率因数添置一台补偿机，此机应装在水电站内还是装在用户附近？为什么？
【答】 补偿机应装在用户附近。
就地补偿，可以减少补偿电流在线路上的压降、功耗。
