第六章_同步电机练习题3要点

同步电机课后习题参考答案同步电机课后练习的参考答案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为什么同步发电机的转速必须恒定？以150 R/min的速度连接到50 Hz电网的水轮发电机的极数是多少？14-5一台三相同步发电机sn=10kva，cosφn=0.8（滞后），un=400v，试求其额定电流in和额定运行时的发出的有功功率pn和无功功率qn。

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的匝链匹配？它是否在励磁绕组中感应电势？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什么影响？答案：14-32p=4014-4in=14.43a，pn=8kw，qn=6kvar1/9同步电机课后练习的参考答案15-1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分析了以下条件对同步电抗的影响：（1）铁芯饱和程度增加；（2）气隙增大；（3）电枢绕组匝数增加；（4）励磁绕组的匝数增加。

?15-9(1)e0=2.236，(2)i?=0.78（补充条件：ｘ*s非=1.8）??15-10(1)e0=1.771,e0=10.74kv，??18.4?15-11e0?2.2846,e0?13.85kv，??32.6315-12e0？12534.88v？？57.42，身份证？387.61a，智商？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0.5n1则短路特性，测量结果有何变化？16-2什么是短路率？与之相关的因素有哪些？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。

第六章电力系统的无功功率和电压调整1）无功功率电源有哪些？哪些可以平滑调节？无功功率电源：发电机、电容器、调相机、静止补偿器。

可以平滑调节：调相机、静止补偿器2）限制冲击负荷电压波动的措施是什么？（a）设置串联电容器、（b）设置调相机和电抗器、（c）设置静止补偿器3）什么是电力系统的逆调压、顺调压、常调压？逆调压：在高峰负荷时升高中枢点电压、低谷负荷时降低中枢点电压的电压调整方式。

在高峰负荷时将中枢点电压升高至105%UN，低谷负荷时将中枢点电压降为额定电压UN。

顺调压：在高峰负荷时允许中枢点电压略低，而低谷负荷时却允许中枢点电压略高的调压方式。

采用顺调压，高峰负荷时中枢点电压允许不低于102.5%U N，低谷负荷时中枢点电压允许不高于107.5%U N。

常调压：任何负荷下保持中枢点电压为一基本不变的数值。

适用于负荷变动小、线路上电压损耗小的情况。

常调压方式，电压保持为(102%-105%)U N。

4）选择变压器分接头进行调压的特点是什么？系统中无功功率必须充足才有效，否则必须用其他措施；不需要附加设备。

5）电力系统的电压调节有几种主要措施？借改变发电机端电压调压；借改变变压器变比调压；借补偿设备调压；组合调压。

第五章电力系统的有功功率和频率调节（1）负荷变动规律有几种，如何调整？有功负荷随时间变动规律分解为三种。

第一种变动：幅度小、周期短。

无法预测(随机)，靠发电机调速器调整，称一次调整。

自动进行。

第二种变动：幅度较大、周期较长。

冲击性负荷。

靠发电机调频器调整，称二次调整。

可手动、自动。

第三种变动：幅度最大、周期最长。

可预测，生产、生活引起，称三次调整。

优化分配负荷又称经济调度。

（2）电力系统频率的一次、二次调整如何进行，各有何特点？一次调频指由发电机调速器进行的、对第一种负荷变动引起频率偏移的调整。

一次调频特点：自动调节。

一次调频是所有运行发电机组都可参加，这类发电厂称为负荷监视厂二次调频指由发电机调频器进行的、对第二种负荷变动引起频率偏移的调整。

电 机 学 习 题 集备注：作业时抄写题目，题与题之间空一行。

绪论和第一章：磁路1-1：简述右手螺旋法则，左手定则和右手定则，以及电磁感应定律。

1-2：简述什么是磁路、磁动势、磁路的基尔霍夫第二定律。

假定作用在某段磁路上的磁动势为HL ，该段磁路磁阻为Rm ，则通过该段磁路的磁通量是多少？1-3：电机中为什么要使用铁磁材料，直流磁路和交流磁路有什么区别？1-4：有一闭合磁路，由铁心和气隙组成。

铁心截面积24109m S -⨯=，磁路平均长度m l 3.0=，铁心磁导率05000μμ=Fe ；气隙长度m 0005.0=δ，气隙截面积按1.1S 计算。

套装在铁心上的励磁绕组500匝，问电流0.5A 时，磁路中磁通为多少？作用在铁心磁路和气隙上的磁动势分别为多少？70104-⨯=πμH/m 。

第二章：变压器2-1：简述变压器的组成。

变压器的最基本组成是什么？2-2：什么是变压器的额定容量、额定电压和额定电流？2-3：什么是变压器的主磁通？什么是变压器的漏磁通？主磁通的大小主要取决于哪些因素？2-4：单相变压器计算1）一台单相变压器，S N =20000kVA,U 1N /U 2N =127kV/11kV ，50Hz ，高压侧开路，在低压侧施加额定电压并进行测量，测得电流45.5A ，损耗47kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的激磁阻抗参数(实际值)。

(k=11.5455,Rm=3026Ω,Xm=32083Ω)2）上述变压器，低压侧短路，在高压侧施加一电压使电流达到额定电流，进行测量，测得电压9.24kV ，损耗129kW ，不计环境温度影响，计算变压器归算到高压侧的短路阻抗参数(实际值)。

(I1N=157.48A,Rk= 5.202Ω,Xk=58.44Ω)3）上述变压器，利用简化等效电路计算该变压器满负荷时的负载阻抗大小，额定功率因数cos φ=0.8（按负载电流滞后电源电压计算）。

(Z 总=645.08Ω+j483.81Ω，Z L =639.8Ω+j425.4Ω)2-5：什么是时钟表示法，组号表达了变压器的什么性能？说明联结组别Yd11的含义。

第1题：答：三相异步电动机有三种，分别是：物理表达式，参数表达式，实用表达式。

（1） 物理表达式：''22cos T m T C I ϕ=Φ 一般用来定性分析电动机在不同运行状态下转矩的大小和性质。

（2） 参数表达式：2'12'2'21121232[()()]pU r s T f r r s x x π=+++ 适用于用电动机转差率，电动机的参数（111,,U m f 及阻抗）计算机械特性（3） 实用表达式：2m m m T T s s s s=+ 适用于用电动机的产品目录或铭牌中的数据计算机械特性第6题：解：由铭牌上的额定电压380/220V 可知，该电动机作Y 形接法时对应线电压额定值是380V ，做△形接法时对应线电压额定值是220V 。

启动时绕组用Y 形接法，线电压是380V ，可以启动。

可是△形运行时，每相绕组承受的电压是380V ，大于额定值220V ，不能正常运行，所以不能采用Y —△降压启动。

第11题： 解：1606050750(min)4f n r p ⨯=== （1）117507200.04750N n n s n --=== （2）3260109.559.553448.6()720N N N N N P P T N m n ⨯===⨯=⋅Ω （3） 2.133448.67345.5()m m N T T N m λ=⋅=⨯=⋅（4）(0.04(2.130.16m N m s s λ=+=⨯=或22 2.130.040.17m m N s s λ==⨯⨯=（5）227345.57166.3()0.20.160.160.2m m m T T N m s s s s⨯===⋅++ 补充题：有一台鼠笼异步电动机， 5.5N P kW =，1380N U V =，111.3N I A =，1440min N n r =， 2.0m λ=。

试求1）电动机的临界转差率m s ，最大转矩m T ；2）用实用公式计算绘制固有机械特性解： 11150014400.041500N n n s n --=== （1）(0.04(2.00.149m N m s s λ==⨯+=35.5109.559.5536.48()1440N N N P T N m n ⨯==⨯=⋅ 2.036.4872.96(m m N T T N m λ==⨯=⋅ （2）求四个特殊点 (min ,)r N m ⋅同步转速点A （1500, 0）额定运行点B （1440, 36.48）临界点C 1(1)(10.149)15001276.5(min)m n s n r =-=-⨯=，所以C 点坐标是（1276.5，72.96）启动点D2272.9621.27()10.1490.1491m m m T T N m s s s s⨯===⋅++ 所以D 点坐标是（0，21.27）第16题 解：110.04N n n s n -==(0.04(2.30.175m N m s s λ==⨯=20.184r ==Ω0.75220.175(0.0290.75N m m m m m N m m T T s s s s s T T s s s sλλ=⇒=⇒== 1(1)1000(10.029)971(m i n )n n s r =-=⨯-= 1110009711.9711000n n s n ----===-- 反接制动机械特性的临界转差率为：'[][1]22.31.971( 4.091.8m Nm Nm N T T s s s T T λλ===⨯+= '2 4.09(1)(1)0.184 4.110.175m m s R r s =-=-⨯=Ω。