第6章 同步电机习题

时的功角和定子电流以及功率因数为多
大?(6)输出功率保持额定,励磁减为额定时的 80%,此时的功角和定子电流以及功率因数为 多大?(7)画出三种情况下的相量图.
PN 3U N IN cos
380 3 6 IN 0.8 0.95 IN 27.77 A (1) E0 U jIN xC 6000 j 100 27.7736.8 6000 j(2224 j1663) 7663 j2224 7979 16.16
解：工厂原来消耗的功率情况：
P 2400kW S P 2400 3000kVA
cos 0.8 Q S sin 3000 0.6 1800kVar
(1)选用感应电动机时 P' 2400 400 2800kW Q' 1800 400 0.6 2100kVar
(2)N 16.16
(3)Pem

m UE0 xC
１、为什么同步电动机的励磁电流是直流？是 否可以用交流？
• 当励磁电流为直流电流时，才能使转子形成 不变的N极和Ｓ极，才会产生方向不变的电 磁转矩，电机才能作同步步电机运行。所以 不能用交流电流作励磁电流。
２、三相隐极同步电动机和三相凸极同步电功 机在If=0时，电动机是否仍有可能继续运转?
• 隐极同步电动机不可能继续运转。
( 400 sin 36.9 2310.4)2 ( 400 0.8)2
3
3
420.5V
(2)tg U N sin N I N X C 2.04 63.9 U N cosN
机在额定运行时，求： N N 27
（1）空载电动势E0； （2）功率角 N ； （3）电磁功率Pem； （4）过载倍数λ 。

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。

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一、填空题 １.同步电机运行是可逆的,它即可作 运行，又可 作 运行，还可作 运行。 ２.同步发电机三相电动势的相序由 决定，当磁 极对数一定时，其感应电动势的频率由 决定。 ３.一台同步发电机的电动势频率为５０Hz，转速为 ６００r/min，其极对数为 。 ４.三相同步发电机的转子绕组又称 绕组，定子 绕组又称 绕组。 ５.汽轮发电机转子一般都做成 式的,水轮发电机 转子一般都做成 式的。 ６.同步发电机电枢反应性质与 角有关机？它的频率、极数和同步速之 间有什么关系？ ２.什么叫同步电抗？ ３.励磁磁动势旋转的结果能在电枢绕组中感应电 动势，试问正常情况对称运行时，三相合成电枢 磁动势的结果，能否在励磁绕组中感应电动势？ 为什么？ ４.试比较励磁磁动势和电枢反应磁动势的异同点。 ５.试比较同步电动机内功率因数角Ψ外功率因数 角Φ差异。 ６.试述功率角θ的双重物理意义。
一、1．发电机、电动机、调相机。2．转子的转向、转子转 速。3.5。4. 励磁、电枢。5. 隐极、凸极。6.Ψ、交轴。 二、1.答：同步电机是指转子的转速与定子旋转磁场转速相 同的电机，即满足以下关系n=n1=60f/p。 2.答：漏抗与电枢反应电抗之和叫同步电抗。 3.答：不能。因为①三相合成电枢旋转磁动势与转子同速同 向旋转，不切割励磁绕组，故不产生发电机电动势。②对称 运行，产生三相合成圆形旋转磁动势，其幅值恒定不变，故 不产生变压器电动势。 4.答：不同：Ff为直流励磁，Fa为交流励磁。 相同：①均弦波型磁动势；②幅值大小均恒不变；③均为旋 转磁动势，且转速，转向相同。 5.答：Ψ为相量E0 和I之间夹角，它与负载性质和电机内部 阻抗有关；而Φ为相量U和I之间夹角，只与负载性质有关。 6.答：相量E0与U之间的夹角；转子磁极轴线与合成磁通势磁 极轴线间的夹角。

n0 1 500 r/ min n0 nN 1 500 1 470 sN 0.02 n0 1 500 60 PN 60 22 103 ( ) N m 143 N m （2） TN 2 nN 2 1470
（3） P1 N PN / ( 22 / 0.915)k W 24 kW
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第6章
电 动 机
6.3.1 某三相异步电动机，PN＝30 kW，nN＝ 980 r/min， KM＝2.2，KS＝2.0，求：（1）U1l＝UN 时的 TM 和 TS；（2） U1l＝0.8 UN 时的 TM 和 TS。 6.4.1 下面是电动机产品目录中所列的一台三相笼式异步电 动机的数据。试问：（1）额定转差率；（2）额定转矩；（3） 额定输入功率；（4）最大转矩；（5）起动转矩；（6）起动 电流。
下一题
第6章
电 动 机
6.4.3 某三相异步电动机，UN＝380 V，IN＝9.9 A， N 84% ， N ＝0.73，nN＝720 r/min。求：(1) sN ；(2) PN
【解】 （1）由 nN＝720 r/min 知 n0＝750 r/min
6.4.2 有一台老产品 J51－4 型三相异步电动机，PN＝4.5 kW，UN＝220/380 V， N 85% ,N 0.85 。试求电源电压为 380 V 和 220 V 两种情况下，定子绕组的联结方法和额定电流 的大小。
【解】 电源电压 380 V 时，定子绕组星形联结，此时 P1N PN / ( 4.5 / 0.85) kW 5.29 kW
第6章电 动 机练源自题6.2.1 某三相异步电动机，定子电压的频率 f1＝50 Hz,极 对数 p＝1，转差率 s＝0.015。求同步转速 n0 ，转子转速 n 和 转子电流频率 f2。 6.2.2 某三相异步电动机，p＝1，f1＝50 Hz，s＝0.02， P2＝30 kW，T0 = 0.51N · 。求：（1）同步转速；（2）转子 m 转速；（3）输出转矩；（4）电磁转矩。 6.2.3 一台4个磁极的三相异步电动机，定子电压为380V， 频率为 50 Hz，三角形联结。在负载转矩 TL = 133 N· 时，定 m 子线电流为47.5 A，总损耗为 5 kW，转速为1 440r/min。求： （1）同步转速；（2）转差率；（3）功率因数；（4）效率。 6.2.4 某三相异步电动机，定子电压为 380 V，三角形联 结。当负载转矩为 51.6 N · 时，转子转速为 740 r/min，效率 m 为 80％，功率因数为 0.8。求：（1）输出功率；（2）输入功 率；（3）定子线电流和相电流