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第13章 思考题与习题参考答案13.1 试述三相同步发电机理想并列的条件? 为什么要满足这些条件?答：三相同步发电机理想并列的条件是：（1）发电机的端电压gU 与电网电压c U 大小相等，相位相同，即c g U U =；（2）发电机的频率g f 与电网频率c f 相等；（3）发电机的相序与电网相序相同。
如果cg U U ≠，则存在电压差c U U U -=∆，当并列合闸瞬间，在U ∆作用下，发电机中将产生冲击电流。
严重时，冲击电流可达额定电流的5~8倍。
如果c g f f ≠，则电压相量g U 与c U 的旋转角速度不同，因此相量gU 与c U 便有相对运动，两相量的相角差将在0～360之间变化，电压差U ∆在（0～2）g U 之间变化。
频率相差越大，U ∆变化越激烈，投入并列操作越困难，即使投入电网，也不易牵入同步。
交变的U ∆将在发电机和电网之间引起很大的电流，在转轴上产生周期性交变的电磁转矩，使发电机振荡。
如果发电机的相序与电网相序不同而投入并列，则相当于在发电机端点上加上一组负序电压，gU 和c U 之间始终有120相位差，电压差U ∆恒等于gU 3，它将产生巨大的冲击电流和冲击转矩，使发电机受到严重破坏。
13.2 同步发电机的功角在时间和空间上各具有什么含义?答：功角δ既是时间相量空载电动势0E 与电机端电压U 之间的时间相位差角，又是空间相量主磁场0Φ 与合成磁场UΦ 之间的空间夹角。
13.3 与无穷大电网并联运行的同步发电机，如何调节有功功率？调节有功功率对无功功率是否产生影响？如何调节无功功率？调节无功功率对有功功率是否产生影响？为什么？答：与无穷大电网并联的同步发电机，通过调节原动机的输入功率（增大或减小输入力矩）来调节有功功率，调节有功功率会对无功功率产生影响；通过调节发电机励磁电流来调节无功功率，调节无功功率对有功功率不产生影响，因为在输入功率不调节时，输出功率不会变化，这是能量守衡的体现。
绪论0—1． 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。
0—2． 磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？答：磁滞损耗由于B 交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。
它与交变频率f 成正比，与磁密幅值的α次方成正比。
涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电损耗。
它与交变频率f 的平方和的平方成正比。
0—3． 在图0—5中，当给线圈外加正弦电压u 1时，线圈内为什么会感应出电势？当电流i 1增加和减小时，分别算出感应电势的实际方向。
答：在W 1中外加u1时在 W 1中产生交变电流i 1，i 1在W 1中产生交变磁通ф，ф通过W 2在W 2中和W 1中均产生感应电势е2和e 1，当i 1增加时e 1从b 到a ，е2从d 到c ，当i 1减少时e 1从a 到b ，е2从c 到d 。
0—4． 变压器电势、运动电势（速率电势）、自感电势和互感电势产生的原因有什么不同？其大小与那些因素有关？答：在线圈中，由于线圈交链的磁链（线圈与磁势相对静止）发生变化而产生的电势就叫变压器电势。
它与通过线圈的磁通的变化率成正比，与自身的匝数成正比。
由于导体与磁场发生相对运动切割磁力线而产生的感应电势叫做运动电势，它与切割磁力线的导体长度、磁强、切割速度有关。
由线圈自身的磁场与本身相交链的磁通发生改变而在本线圈内产生的感应电势叫自感电势，它与L 有关。
互感电势是由相邻线圈中，由一个线圈引起的磁通变化，使邻近线圈中的磁通发生变化而引起的其它线圈中的感应电势。
它与两线圈的匝数、相隔距离、磁通（互感磁通）变化率等有关。
0—5． 自感系数的大小与那些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个的自感系数大？哪一个的自感系数是常数？哪一个是变数？随什么因素变化？答：因为L ＝ψ/i ＝wФ/i ＝Ф/F ＝/，从上式可以推出L 与成正比，与磁阻成反比。
电机及拖动基础第三版课后习题1-1.在直流电动机的电枢绕组中为何也有感觉电动势其方向与电流方向有什么关系在直流发电机空载即电枢电流为零时，能否电磁转矩为何答：不论有没有外面电源，只假如电枢绕组磁通发生变化，均会产生感觉电动势。
固然直流电动机通入直流电此后才会旋转，可是在旋转过程中电枢绕组相同会切割定子磁场磁力线，切合电磁感觉原理（楞次定律/ 右手定章）就会在电枢中感觉出电动势。
就是这个电势抵消部格外加电源电压，克制了直流电动机电流，它与电流方向相反。
假如没有这个感觉电动势，电动机电流就 =直流电源电电压 / 电枢绕组的直流电阻，这时候电枢绕组不过相当于一个发热的电阻丝。
直流发电机空载时没有电流，则电磁转矩为零。
因为f=Bli i=0则f=0,电动机和发电机不过工作状态不一样。
1-2. 直流电机机座中的磁通是恒定不变仍是大小正负交变仍是旋转的而电枢铁芯中的磁通又是什么性质答：机座（定子磁极）中的磁通是大小方向保持不变的。
电枢铁芯中的磁通在空间上是不变的，相对转子是旋转的，也能够理解为正负交变的，不一样电机不一样。
1-3. 直流电机的电枢铁芯为何一定采纳硅钢片迭成而机座和主磁极能够采纳整块的铁为何有的主磁极也采纳薄钢板迭成答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。
机座和主极中的磁场是恒定的，故可采纳整块的铁。
可是，因为电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，惹起附带消耗，为了降低表面消耗，主磁极有时采纳薄钢板迭成1-4. 直流电机各个主磁极的励磁线圈为何都相互串连成一条支路而不采纳并联的方式答：这是电体制造工艺方便考虑，励磁线圈串连接法，绕组是头尾相接，这样只需要用一根线连结，电机内部空间有限，对大电机及多极电机更显长处，因为这类电机励磁线圈导线都较粗一般都是用矩形线。
小容量电机励磁线圈串连并联就无所谓了。
1-5. 什么是电机的可逆原理接在直流电源上运转的直流电机，怎样鉴别它是运转在发电状态仍是运转在电动状态答：从原理上讲 , 一台直流电机既可作为电动机 , 把电能变换为机械能 , 也可作为发电机 , 把机械能变换为电能，这就是其可逆性。
一次消谐器对变电站母线零序电压的影响分析本文针对钦州市某110kV变电站母线PT一次消谐器引发的开口电压过高问题，介绍了一、二次消谐器原理，分析了一次消谐器对变电站母线电压、电流的影响，结果表明一次消谐器会产生三次谐波，使得电压互感器开口电压过高。
对此分析一次消谐器产生三次谐波对系统的影响。
标签：铁磁谐振；消谐器；开口电压引言在10kV系统中，电磁式电压互感器（PT）一次侧接地运行。
由于其励磁电感的非线性特性，在一定条件下容易与系统的电容组成谐振回路，产生铁磁谐振过电压，损坏电力设备的绝缘，甚至危及运行人员安全。
理论分析表明，铁磁谐振经常在某种外部条件的激发下发生[1]。
例如切除单相接地故障时。
10kV配电线路投切频繁，网络参数经常变化。
据统计，中性点不接地系统中电磁式PT引起的铁磁谐振过电压是最常见的一种内部过电压[2]。
根据南方电网公司在20kV及以下电网装备技术导则中的要求：中压（20kV 和10kV）电磁式电压互感器宜带一次消谐装置和微机型二次消谐装置。
钦州网区大部分35kV和10kV母线电压互感器都安装了一次消谐器。
一、二次消谐装置原理一次消谐器实际上是一个非线性消谐电阻RX，串接在PT高压侧中性点与地之间。
如图1所示：当系统发生单相接地故障时，非故障相的电压上升为线电压，并通过线路对地耦合电容C和大地形成零序电流。
故障期间流过PT励磁阻抗的电流很小，当故障消失时，非故障相的电压必须恢复到正常电压值，电容C需放电，只有通过PT高压绕组经其接地的中性点流入大地。
在这瞬间变化的过程中，PT铁芯会严重饱和，产生饱和过电压。
在接入电阻RX后，饱和电流流过RX就分担了大部分压降，从而限制饱和过电压。
可见，RX越大越好，分担越多压降。
但是RX 过大分担过多零序压降，开口电压会太低，影响接地指示灵敏度和保护装置正常动作。
非线性电阻RX在电网正常运行时，需呈高阻值，阻尼作用大，使谐振在起始阶段不易发展；当电网单相接地时，RX呈一定的低阻值，不影响接地指示灵敏度和保护装置正常动作。
习题集目录第1章绪论 (1)第2章变压器的运行原理及理论分析 (2)第3章三相变压器及运行 (13)第4章三相变压器的不对称运行 (16)第5章特种变压器 (22)第6章交流绕组及其感应电动势 (27)第7章交流绕组及其感应磁动势 (32)第8章（略） (36)第9章三相异步电机的理论分析与运行特性 (37)第1章 绪论P17：1-1解：T S B 53.1025.0003.02==Φ=π14.3748.155.1304048.153.130=⇒--=--x x H H 匝1400530214.37≈⨯⨯===πI l H I F N xP17：1-2 解：(1)匝16435.2434.139951.010453.151.030214.37721=+=⨯⨯+-⨯⨯=+=-ππN N N(2)设B 在（1.48~1.55）之间()()（与假设相符）486.1417.34180651.26913715.79570001.03023048.148.155.13040101045140037=⇒-+=⇒-⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-⨯--+⨯⨯=⨯==--B B B B B NI F ππw b 10918.2025.0486.1BS 32-⨯=⨯==ΦπP18：1-4解：2621020m s -⨯=(1)t dt td dt dB NS dt d Ne 314cos 096.20314sin 8.010*******-=⨯⨯⨯-=-=Φ-=- (2) t dt dBNS dt d N e 314cos 048.1060cos -=︒-=Φ-=(3)s rad n /31006010002602πππ=⨯==Ω()tcos cos 1cos 0t cos cos t Ω='='=+Ω=''θθθθθ则时，当，，则为时刻平面与磁力线夹角设ttt t t dtt t d dt dB NS dt d N e 314cos 72.104cos 096.20314sin 72.104sin 699.63100cos314sin 8.020200cos 2-=⋅⨯⨯-='-=Φ-=πθ第2章 变压器的运行原理及理论分析p42:2-1 设有一台500kV A 、三相、 35000/400V 双绕组变压器，一、二次绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。
= 317.5 49.78 kU 2 =205. 0.9164U 2 j242.4电机学（十五课本） 第二章变压器3 —5600 0__— - 513 A ， I 2^ - I 2N 3 = 513 , 3 = 296 A 3U 2N 3 6.3 103 额定电压：U 1N =U 1N ”3 =10 , 3 =5.774kV U 2N =U2N - 6.3kV 1低压侧开路实验： p 0 3 6800 3 0 1242」I 2N 二 S NR m I! Z m I2^ （7.4, 732U 20 ■■I 7.4、3 6300=1474“ J 11 Z V~m11X m2 -R^ = 1474.62 -124.22 =14694」 折算到高压侧（一次侧）： R m =k 2R m =0.9164 124.2 = 1042」 x m =k 2x m =0.9164 1469.4 -1232.8' 1一次阻抗基值： Z 1b=U 1N y 眄11N © 323 R m 104-25 83 x * Xm R m 5.83 , X m m Z 1b 17.87 mZ 1b 高压侧短路实验：18000 3 2 =0.05750 3232竺^69.02 仃.87 Z kP k 3 112k '■ U 1k I 1k U 1k 3 550 311k '■ X kR k二Z k 2 -R? = 0.9832 -0.05752 =0.981" R k 0.0575 1b - 17.87 “00325, Xk 6 Z1b 叫 0.0549仃.872采用近似等效电路，满载且 2 = arccoS 0.8 二 36.870, cos 2 -0.8 （滞后）时，取-U^U 2 00，贝U:0.9164一36・870= 323-36.870296f\• U 神=z k 乂-I 20 + -U2=0.983乂86.65° 汇323N -36.87° +k■ -U 2< ）< ）'、、JT ； I 2N - 2=~2^k2 2 2若U i =U 代上 4，贝U: U r — 205 kU 2 242.4 ，而 U q-U qN-5774V从而：U 2 =6073V ，-U 2 =6073 00，242 691205.24 99164 6073 ==5774认丨1=1神=歸+ -I 2© =3.915Z-82.76° +323/-36.87 = 326.6/ - 37.46 0 Al 丿 3)电压调整率：%= 5774 ^U 2 100%= 5774』9164 6073 100%= 3.56% 5774二 I 2 R k cos®2 + X k sin W 2 k 100% =(0.00325 x 0.8 + 0.0549 x 0.6 W 100% = 3.554% 输出功率：P 2 = S N cos 2 = 5600 0.8 =4480kW输入功率：P 1 = P 2 p cu P Fe =4480 18 6.8 =4504.8kWPc 4480额定效率： 二显 100% ----- 100% = 99.45%P 1 4504.8第二章直流电机3-11 一台他励发电机的转速提高 20%空载电压会提高多少（设励磁电流保持不变）？若为 并励发电机，则电压升高的百分值比他励发电机多还是少（设励磁电阻不变）？解：他励发电机u 0二E 二C e n 」，励磁电流不变，磁通不变，转速提高 20%空载电压会提 高20% 并励发电机，U 0二E 二c e n ：」=1 fRf ，转速提高，空载电压提高，空载电压提高，励磁电流 提高，磁通提高，空载电压进一步提高，所以，并励发电机，转速提高 20%空载电压升高的百分值大于他励时的20%。
变压器有载调压分接开关操作原则的分析摘要：在变电运行工作中，会遇到变压器有载调档的问题，对于不并列的变压器，直接调档就行。
对于并列运行的变压器,如何调档？遵循什么原则？为什么要按照这些原则进行调档？为了解决这个问题，我们先找出变压器有载调压分接开关操作的原则，再通过数学的推导和物理的分析，一步步揭开这样操作的原因。
关键词：有载调压；并列；负载；初级；次级；环流变压器有载调压分接开关操作有以下三大原则：a）禁止在变压器生产厂家规定的负荷和电压水平以上进行主变压器分接头调整操作；b）多台并列运行的变压器，在升压操作时，应先操作负载电流相对较小的一台，再操作负载电流较大的一台，以防止环流过大；降压操作时，顺序相反；c）并列运行的变压器，其调压操作应轮流逐级或同步进行，不得在单台变压器上连续进行两个及以上的分接头变换操作。
首先我们来分析调压原则a，目前电网在运的变压器有载分接开关都安装在变压器的高压侧，这样做的目的：一是在变压器的内部一般高压绕组在外侧，在满足绝缘要求的情况下，抽头引出方便，连接也方便；二是变压器的高压侧电流相对于其它侧，电流要小，对引出线及分接开关导体截面的要求小，有一定的经济性，且容易解决接触不良的问题，能有效防止分接头在切换的过程中的拉弧现象。
变压器在过负荷的情况下，是不能调压的，因为变压器分接开关的过渡电阻在有载调压的过程中会流过变压器的全部负载电流，在负载电流过大的情况下强制调压，有可能会烧毁分接开关的辅助接头。
在电网系统电压超过厂家规定水平的情况下，也不能调压，因为在电压过高的情况下强制调压，会产生拉弧现象。
超过生产厂家规定的负荷和电压水平进行调压，会给变压器的运行带来较大的风险，调压原则a无疑是正确的。
接着我们来分析调压原则b，当变压器并列运行时，初级绕组、次级绕组并列在一起，各个变压器有共同的初级电压和次级电压，各个变压器阻抗压降强制相等，此为并列运行变压器的一个共同特点：即(K为变压器的变比)是相等的，且＝。
控制电机第三版课后习题答案精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】第二章1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势 P252. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何 P73. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上 P9-104. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速负载电阻不能小于给定值 P235. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。
(提示：在图中作一辅助线。
)正反向特性不一致。
6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。
(1) 试画出其绕组的完整连接图；(2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图；(3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性；(4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题第三章1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定答直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势（当=常数时）根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流If 不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。
2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图 3 - 33)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。
试问这是什么原因3. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样答：最终电枢电流不变，转速升高4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/m in, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 m N·m。
