华南理工大学电机学第五章思考题
电机学课后答案
第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。
特点：导磁率高。
电路：紫铜线。
特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。
1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。
涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。
1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m EfN φ=。
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。
1.6自感系数的大小与哪些因素有关？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，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。
d L e d t Lψ=-对空心线圈：L Li ψ= 所以die L L dt=-自感：2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am l μ∧=所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。
闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。
华南理工电机学课后习题及答案
华南理工电机学课后习题及答案第-篇直流电机1.在直流发电机屮，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时，（C ）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II直轴电枢反应为助磁性质。
2.单波绕组的并联支路数应等于（A ）A2 B极对数p C极数2p D换向片数k3.电磁转矩应等于（B ）A Ce<I)nB CT(DIaC P2/QD CeKflfla3. 电磁转矩应等于（B ）A CeOnB CT中laC P2/QD CeKflfla4.他励发电机外特性是指转速恒定且（A ）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。
5.他励发屯机的调整特性是（B ）A卜垂C水平D没准6.下列说法错误的是（C ）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和冋馈制动。
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串励电动机的优点足有较大的起动转矩和过载能力。
7.电磁功率应等于（A）A EalaB Pl+pOC P2-p08.单叠绕组的并联支路数应等于（C ）A 2 B极对数p C极数2p9.感应电动势应等于（A ）A CeOnB CTOIaC P2 /la10.对于能耗制动来说，下列说法错误的是（A ）A能量冋馈到电网。
B电机内仍符主磁场。
C电机变成他励发电机。
D T2QD换向片数kI) CTKfTflaD电磁转矩为制动性转矩。
13.A 用虚槽数计算的节距有（ABD第一节距 B 第二节距)oC换向器节距 D 合成节距14.直流电动机的电磁功率表达式有（BCD)oAPl-pO B TeQC Pl-pcuf-pcuaD Eala14.直流电动机的电磁功率表达式有（ BCD )<,APl-pO B TeQc Pl-pcuf-pcuaD Eala15.并励直流发电机的自励条件有（ACD)oA磁路中必须有剩磁B 电枢回路的总电阻必须小于临界电阻C 励磁磁动势与剩磁方向相同 D励磁回路的总电阻必须小P 临界电阻16.并励直流发电机外特性的特点是（ABC ）。
电机学复习思考题
电机学》复习思考题一台他励直流发电机, 激磁不变, 转速升高20%, 则空载电压升高( ) ；若是一台并励直流发电机, 激磁回路电阻不变,其电压升高量比前者的( ), 这是因为( ) 。
20%、大、励磁电流的增加，还将引起激磁电压升高一台正常运行时定子绕组△接的感应电动机，如果起动时将定子绕组转换为Y 接法，则此时的直接起动电流可减少为△ 接的( )倍。
1/3一台正常运行时定子绕组△接的感应电动机, 直接起动时起动电流为6In ，如果起动时将定子绕组转换为Y接法, 则此时直接起动电流为( ) 。
2In以直流电机的换向器为分界，电枢绕组内的电流为( )性质，电枢绕组外的电流为( )性质。
交流、直流在交流电机定子对称三相交流绕组中通入对称的三相正弦交流电流，产生的基波旋转磁场的转速由( )及( )决定，它的转向是由( )决定的，若要该变其转向，只要将绕组对电源的接线做( )的改变即可。
极数、频率、相序、任二相接线对调直流电机电枢绕组内的电流是( )流性质, 直流电动机工作时, 其电磁转矩是( )性质的。
交、驱动直流发电机换向器的作用是( ), 一台直流发电机工作时, 其电磁转矩的性质是( )的，其电枢感应电势与电枢电流的方向( )。
保证各磁极下导体电流流向不变、制动性质、相同答案问答题判断三相变压器的连接组。
(绘出相量图，设相序为 A 超前 B 超前C)。
Y,y12 包括绘出的相量图判断三相变压器的连接组。
(绘出相量图，设相序为 A 超前 B 超前C)。
Y,y8 包括绘出的相量图当负载减少时，输入电流和功率都将减少。
因为：负载减少时，其电磁转矩将减少，故所需转子电流减少，由磁 势平衡知， 定子电流将减少； 由能量守恒定律及电网电压基本不变知， 输入功率将减少。
调节其气门的开度， 可调节其输出的有功功率； 调节其励磁电流， 可调节其输出的无功功率。
由能量守恒定律， 当调节其气门的开度， 改变了输入的有功功率， 故发电机的有功功率输出改变；而若仅调节其励磁电流，由于没有改 变输入的有功功率，故不能调节其输出的有功功率，但由于改变了空 载电势的幅值和相位，故调节了其输出的无功功率。
华南理工大学_历年电机试卷及答案
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。
电机及拖动第五章课后答案顾绳谷
电机及拖动第五章课后答案顾绳谷第一题1.请简述电机的定义和主要功能。
电机是一种将电能转化为机械能的电气设备。
它的主要功能是将电能转化为机械能，用于驱动各种机械设备和系统。
第二题2.请列举几种常见的电机分类。
–直流电机–交流电机–步进电机–伺服电机第三题3.请简述直流电机和交流电机的区别。
直流电机是以直流电作为电源的电机，其转矩与电流成正比，速度与电压成正比。
交流电机是以交流电作为电源的电机，其转矩和速度都与电压、电流及功率因数有关。
第四题4.请简述步进电机和伺服电机的区别。
步进电机是一种运动方式非常稳定的电机，其转速由驱动信号的频率和脉冲数决定。
而伺服电机是一种能够通过闭环控制实现位置、速度和力矩控制的电机。
第五题5.请简述电机的拖动系统及其作用。
电机的拖动系统由电机、传动装置和负载组成。
它的主要作用是实现电能转化为机械能，并将机械能传递给负载，实现对负载的驱动和控制。
第六题6.请简述电机拖动系统的稳定性和响应特性。
电机拖动系统的稳定性是指拖动系统在外界扰动下能够保持稳定的能力。
而响应特性是指拖动系统对输入信号的响应速度、精度和稳定性等性能的描述。
第七题7.请简述电机的效率和功率因数的概念，并说明其重要性。
电机的效率是指电机输出功率与输入功率之比。
功率因数是指电压和电流的相位差的余弦值。
它们的重要性体现在能够评估电机的能效和运行质量，对于节能和提高电机的使用寿命具有重要作用。
第八题8.请简述电机的温升和绝缘特性。
电机的温升是指电机在工作过程中的温度升高情况。
电机的绝缘特性是指电机的绝缘系统对电压、温度和湿度等外部环境因素的耐受能力。
保持电机的温升和绝缘特性对于电机的安全运行和延长使用寿命至关重要。
第九题9.请简述电机的控制方法和常用的控制器。
电机的控制方法包括开环控制和闭环控制。
开环控制是指根据输入信号直接控制电机的启停、速度和方向等。
闭环控制是通过传感器反馈信号，根据系统的实际状态对电机进行控制。
电机学第五版课后答案 -修订版
《电机学》（第五版）课后习题解答系别：电气工程系系授课教师： *** * 日期： 2017.05.2 0第一章 磁路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AlR m μ=，单位：Wb A1-2 磁路的基本定律有那几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，能否用叠加原理来计算磁路？为什么？答： 有安培环路定律，磁路的欧姆定律，磁路的串联定律和并联定律；不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。
1-3 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别？计算磁路时用的是哪一种磁化曲线？答： 起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的)(H f B =曲线；基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。
二者区别不大。
磁路计算时用的是基本磁化曲线。
1-4 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V fB C p nmh h ≈。
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G B f C p m Fe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-5 说明交流磁路和直流磁路的不同点。
答： 直流磁路中的磁通是不随时间变化的，故没有磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势，而交流磁路中的磁通是随时间而变化的，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其所匝链的线圈中产生电动势，另外其饱和现象也会导致励磁电流、磁通，感应电动势波形的畸变，交流磁路的计算就瞬时而言，遵循磁路的基本定律。
1-6 电机和变压器的磁路通常采用什么材料构成？这些材料有什么特点？答：磁路：硅钢片。
华理电机学全部习题
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。
电机学课后 思考题 习题 答案
答： R1 和 X 1 分别为原边一相绕组的电阻和漏电抗， R2 和 X 2 分别为副边一相绕组的电阻和漏电 抗的折算值，上述四个参数为常数,其中 X 1 、 X 2 的大小分别反映了原、副绕组漏磁通的大小。 Rm 是 反映铁心损耗的等效电阻，称为励磁电阻， X m 是反映主磁通大小的电抗，称为励磁电抗，这两个参数 也是一相参数，当电源电压不变时， Rm 和 X m 近似为常数。
一次侧联结励磁电流为正弦波主磁通为平顶波可分解成基波和三次谐波磁通由于三相磁路独立二次侧三角形开口未闭合时三次谐波磁通在各相主磁路中流通其值较大在每相绕组中产生的三次谐波电动势也较大此时三角形开口处电压是每相三次谐波电动势的三倍所以开口电压较高
《电机学》各章练习题与自测题参考答案
第 1 章 思考题与习题参考答案
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电动势平衡方程式。
答：一次绕组外加电源电压U1 时，一次绕组中有主电动势 E1 ，漏电动势 E1 （漏抗压降 jI1 X 1 ）， 电阻 R1 上的电压降 I1R1 ，方程式为 U 1 E 1 E 1 I1 R1 E 1 I1 (R1 jX1 ) ；二次绕组中有 主电动势 E 2 ，漏电动势 E 2 （漏抗压降 jI2 X 2 ），电阻 R2 上电压降 I2 R2 ，负载端电压为U 2 ，方程式 为 U 2 E 2 E 2 I2 R2 E 2 I2 ( R2 jX 2 ) 。
改变直流电压。
4. 答：因为变压器的效率很高，二次绕组容量很接近一次绕组容量，所以一次、二次额定容量按
相等设计。
5. 答：为了保证变压器输出电压波动在一定范围内，提高电能质量，应该适时对变压器进行调压。
变压器调压是通过改变高压绕组的匝数实现的，所以高压绕组引出若干分接头，它们接到分接开关上，
电化学思考课后答案第五章
思考题1. 在电极界面附近的液层中，是否总是存在着三种传质方式？为什么？每一种传质方式的传质速度如何表示？答：电极界面附近的液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子的迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层的对流速度非常小，因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。
三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度j 来表示。
3. 旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？答：旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的，因此电极表面各处的电流密度分布均匀。
这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。
它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
6. 稳态扩散和非稳态扩散有什么区别？是不是出现稳态扩散之前都一定存在非稳态扩散阶段？为什么？答：稳态扩散与非稳态扩散的区别，主要看反应离子的浓度分布是否为时间的函数，即稳态扩散时()i c f x =，非稳态扩散时(,)i c f x t =。
稳态扩散出现之前都一定存在非稳态扩散阶段，因为反应初期扩散的速度比较慢，扩散层中各点的反应粒子是时间和距离的函数；而随着时间的推移，扩散的速度不断提高，扩散补充的反应粒子数与反应消耗的反应离子数相等，反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化，达到一种动态平衡状态。
习题6. 已知25℃时，在静止溶液中阴极反应Cu2++ 2e → Cu受扩散步骤控制。
Cu2+离子在该溶液中的扩散系数为1×10-5cm2/s，扩散层有效厚度为1.1×10-2cm，Cu2+离子的浓度为0.5mol/L。
试求阴极电流密度为0.044A/cm2时的浓差极化值。
7. 在含有大量局外电解质的0.1mol/LNiSO4溶液中，用旋转圆盘电极作阴极进行电解。
电机学课后习题答案
电机学（十五课本）第二章 变压器A U S I NN N 5131036310560033322=⨯⨯⨯==.，AI I NN 2963513322===φ额定电压：kVU U N N 7745310311.===φkV U U N N 3622.==φ1）低压侧开路实验：()Ω===212434736800322200..''φI p R mΩ===6147434763002020..''φφI U Z mΩ=-=-=414692124614742222...''''''m mm R Z X折算到高压侧（一次侧）：Ω=⨯==21042124916402...''m m R k RΩ=⨯==8123241469916402...''m m X k X一次阻抗基值：Ω===87173235774111.φφN N b I U Z835871721041...===*bm m Z R R ，02698717812321...===*bm m Z X X高压侧短路实验：Ω===057503233180003221.φk k k I p R Ω====9830323355031111.φφφk k k k k I U I U ZΩ=-=-=98100575098302222...k k k R Z X 0032508717057501...===*bk k Z R R ，05490871798101...===*bkk Z X X2）采用近似等效电路，满载且802.cos =ϕ（滞后）时，取0220∠=-∙U U ，则：2873680..arccos ==ϕ，222228736323873691640296...''-∠=-∠=-∠=-∠=-∙ϕϕφφφkI I I N N4242916402057849531787363236586983022200221........''j U kU U k U I Z U k ++=+∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-∠⨯∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=∙∙∙∙φφ若111ϕφφ∠=∙U U ，则：()222214242205.++=kU U φ，而V U U N 577411==φφ从而：V U 60732=，0206073∠=-∙U ，1426073916402420569242....arctan=⨯+=ϕ，V U 4257741.∠=∙φA Z U I mm 768291531785614744257741.....-∠=∠∠==∙∙φ，AI I I I m 0021146376326873632376829153.....'-∠=-∠+-∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+==∙∙∙∙φφ3）电压调整率：%.%.%%'56310057746073916405774100577457741002121=⨯⨯-=⨯-=⨯-=∆kU U U U U N N φφ或()()%.%....%sin cos %sin cos %''''554310060054908000325010010010022212222121=⨯⨯+⨯=⨯+=⨯+≈⨯-=∆***ϕϕϕϕφφφk k N k k N N X R I U X I R I U U U U输出功率：kW S P N 448080560022=⨯==.cos ϕ输入功率：kW p p P P Fe cu 845048618448021..=++=++= 额定效率：%.%.%459910084504448010012=⨯=⨯=P P η第三章 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Φn C E U e ==0，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，f f e R I n C E U ===Φ0，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% 。
电机学3,4,5章完全答案
试求：1）高压方的稳态短路电流
及其标么值
；2）在最不利的情况下发生副方突然短路时短路电流的最大值
和标么值
。 解：1）
2）
第5章
5.1三绕组变压器等效电路中的电抗
与双绕组变压器的漏电抗有何不同？为什么有时在
中有一个会出现负值？ 答：
、
、
并不代表三绕组变压器各绕组的漏电抗，而是各绕组自感电抗和各 绕组之间的互感电抗组合而成得等效电抗。对于双绕组变压器，每个绕 组产生的漏磁通只与本绕组交链而不与另一个绕组交链，即这些漏磁通 均为自感漏磁通。因此双绕组变压器的漏电抗为本绕组的自漏感电抗。
与
连接，高压绕组接到220V 的交流电源上，电压表接在
上，如 、 同极性，电压 表读数是多少？如 、 异极性呢？ 解： 、 同极性时压表读数是：
、 异极性时压表读数是：
3-11 根据题图3-2的接线图，确定其联结组别。
1）
2）
3）
解： 1） 3)
题图 3-2 2）
3.12 根据下列变压器的联结组别画出其接线图： 1）Y，d5；2）Y，y2；3）D，y11。
（2） 各变压器的联结组相同； （3） 各变压器短路阻抗的标么值
相等，且短路电抗与短路电阻之比相等。 上述三个条件中，条件（2﹚必须严格保证。 3.6 并联运行的变压器，如果联结组不同或变比不等会出现什么情
况？
答：如果联结组不同，当各变压器的原方接到同一电源，
副方各线电动势之间至少有30°的相位差。例如Y，y0和Y，d11 两台变压器并联时，副边的线电动势即使大小相等，由于对应 线电动势之间相位差300，也会在它们之间产生一电压差
值。 解：1）单相对地短路时副方的短路电流
华南理工大学电机学复习资料
五、分析计算题。
1. 有一三相双层叠绕组，Q=48，2p=4， y1 开图（A 相一相） 。
10 ，a=1，试画出槽电动势星型图和绕组的展 12
2. 试判断下图绕组的联结组别。
(a) (b) 四.3．试述磁滞损耗和涡流损耗的产生原因及影响因素。 答：铁磁材料在交变磁场作用下的反复磁化过程中，磁畴会不停转动，相互之间会不断摩 擦，因而就要消耗一定的能量，产生功率损耗。这种损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗的大小与磁 滞回线的面积、电流频率 f 和铁心体积 V 成正比。 铁磁材料在交变磁场将有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生，简称涡流。涡流在 其流通路径上的等效电阻中产生的损耗 I2R 称为涡流损耗。 涡流损耗与磁场交变频率 f 2 、 厚度 d2 和最大磁感应强度 Bm2 成正比，与材料的电阻率成反比。 4．变压器理想并联运行的条件有哪些，理想并联运 行应满足哪些要求？ 答：理想并联运行的条件: （1）空载时并联运行的变压器之间没有环流，即二次侧电压必须相等且同相位； （2）负载时能够按照各台变压器的容量合理地分担负载； （3）负载时各台变压器所分担的电流应为同相位。 应满足的要求: （1）各变压器的额定电压与变比应当相等； （2）各变压器的短路阻抗标么值要相等，阻抗角要相同； （3）各变压器的联结组号要相同。 5．什么叫相带？在三相电机中为什么常用 60°相带而极少用 120°相带？ 答：通常把每极下每相绕组所占的电角度称为相带。 由于 60°相带绕组的合成电动势比 120°相带的大，故除了单绕组变极电机外，一般 都用 60°相带绕组。 6．试述谐波电动势和齿谐波电动势产生的原因及抑制方法。 答：谐波电动势产生的原因为气隙磁场空间分布非正弦，抑制方法有：使气隙中磁场分布 尽可能接近正弦波；采用对称的三相绕组，消除线电动势中 3 及 3 的倍数次谐波；采用短距绕 组；采用分布绕组；采用斜槽。 齿谐波电动势产生原因为铁心表面开有带槽口的槽，抑制方法有：采用斜槽；采用分数槽
华南理工大学电机学第五章思考题
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？试讨论以下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。
电机学思考题答案
电机学思考题答案【篇一：电机学第五版课后答案_(汤蕴璆)】>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，n磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式ph?chfbmv。
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2（涡流），通过电阻产生的损耗。
经验公式ph?cfef1.3bmg。
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0.025m （铁心由0.35mm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0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为7.5?10wb，不计铁心的磁位降时所需?4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a?a??0.025?1.25?10?2?0.93m2?2.9?10?4m2(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l?铁?2??5?10?4m 心长度铁心、气隙中的磁感应强度(1) 不计铁心中的磁位降：磁势fi?f??h??l??1.0?106?5?10?4a?500a(2) 考虑铁心中的磁位降：铁心磁位降ffe?h?l?700?12.45?10?2a?87.15afi?f??ffe?500a?87.15a?587.15a1-4 图示铁心线圈，线圈a为100匝，通入电流1.5a，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。
电机学第五章课后答案
n1 n n1
（ n 为转子转速）
5．4 为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多？ 在额定电压时异步机空在电流标么值为 30﹪左右，而变压器的空载电流标么值为 50 ﹪左右。这是因为异步机在定子和转子之间必须有空隙，使转子能在定子内圆内自动 转动，这样异步机的磁路磁阻就较大，而变压器磁路中没有气隙，磁阻小，因此，相 对变压器而言，异步电动机所需励磁磁动势大，励磁电流大。 5．5 三相异步电机的极对数 p 、同步转速 n1 、转子转速 n 、定子频率 f 1 、转子频率 f 2 、 转差率 s 及转子磁动势 F2 相对于转子的转速 n 2 之间的相互关系如何？试填写下表 中的空格。
Tm a 不变 x
5．14 绕线式三相异步电动机转子回路串人适当的电阻可以增大起动转矩， 串入适当的电抗时，是否也有相似的效果？ 转子侧串入电抗， 不能增大起动转矩∵串如电抗后 I 2 虽然 m 增大了， 但 cos 2 下降∴总起来起动转矩 Tst Cm m I 2 cos 2 仍然不能增大。 5．15 普通笼型异步电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大而起动转矩不大？ 但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时， 起动电流较小而起动转矩较大， 为什 么？
第五章 异步电机 5．1 什么叫转差率？如何根据转差率来判断异步机的运行状态？ 转差率为转子转速 n 与同步转速 n1 之差对同步转速 n1 之比值 s 为发电机状态。
n1 n n1
s0
0 s 1 为电动机状态， s 1 为电磁制动状态。
5． 2 异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时， 电磁转矩和转子转向之间的关系是否一 样？怎样区分这两种运行状态？ 发电机运行和电磁制动运行时，电磁转矩方向都与转向相反，是制动转矩；但发电机 的转向与旋转磁场转向相同，转子转速大于同步速，电磁制动运行时，转子转向与旋 转磁场转向相反。 5．3 有一绕线转子感应电动机，定子绕组短路，在转子绕组中通入三相交流电流，其频率 为 f 1 ，旋转磁场相对于转子以 n1 60 f1 / p （ p 为定、转子绕组极对数）沿顺时针 方向旋转，问此时转子转向如何？转差率如何计算？ 假如定子是可转动的，那么定子应为顺时针旋转（与旋转磁场方向相同）但因定子固 定不动不能旋转，所以转子为逆时针旋转。 s
电机学-习题答案
绪 论0.1电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪 些主要特性？ 答：电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁 路的其它部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。
这类材料应具 有导磁性能高、磁导率大、铁耗低的特征。
，当给线圈N 1外加正弦电压U 1时，线圈N 1和N 2中各 感应什么性质的电动势？电动势的大小与哪些因素有关？ 答：当给线圈N1外加正弦电压U 1时，线圈N 1中便有交变电流流过， 产生相应的交变的磁动势，并建立起交变磁通，该磁通可分成同时交 链线圈N1、N2的主磁通和只交链线圈 N1的漏磁通。
这样，由主磁通分 别在线圈N 1和N 2中感应产生交变电动势 61（2。
由漏磁通在线圈 N 1中产 生交变的e 。
电动势的大小分别和 N 1、N2的大小，电源的频率，交变磁通的大小有关。
答：磁路和电路的相似只是形式上的，与电路相比较，磁路有以 下特点： 1） 电路中可以有电动势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通； 2） 电路中有电流就有功率损耗； 3）由于G 导约为G 绝的1020倍，而4）电路中电阻率 磁路中，磁导率0.5电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不 直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？答：电机运行时，热量主要来源于各种损耗，如铁耗、铜耗、机 械损耗和附加损耗等。
当电机所用绝缘材料的等级确定后，电机的最0.2在图0.3中0-3 感应电动势 d ede dt中的负号表示什么意思?答：dt 是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋关系时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数 N d交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为 Li'L 为常数， 的，且磁场是由电流产生时，有0.4试比较磁路和电路的相似点和不同点。
dt ；当磁路是线性旦 dt 。
则可写成e而在恒定磁通下， 磁路中无损耗Fe仅为0的103 ~ 104倍，故可认为电流只在导体中流过，而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通；在一定温度下恒定不变， 而由铁磁材料构成的 随B 变化，即磁阻R m 随磁路饱和度增大而增大。
电机学第2版习题答案作者王秀和第5章感应电机习题解答.doc
第五章感应电机习题解答：5.1为什么三相感应电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多？答：励磁电流即为空载电流，感应电动机是转动的器件，空载时有机械损耗，且定、转子之间有气隙，而变压器是静止的器件，没有机械损耗，且不存在气隙，所以三相感应电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多。
5-2为什么感应电动机的功率因数总是滞后的？为什么感应电动机的气隙比较小？答：感应电机要从电网吸收滞后的无功电流用以提供主磁场和漏磁场，所以感应电动机的功率因数总是滞后的；另一方面从感应电动机的等效电路看，除了电阻就是感抗，没有容抗，所以必然是滞后的。
在感应电机定、转子之间有一间隙，称为气隙。
气隙大小对感应电机的性能有很大的影响。
气隙大，则磁阻大，要建立同样大小的旋转磁场就需较大的励磁电流。
励磁电流基木上是无功电流，为降低电机的励磁电流、提高功率因数，气隙应尽量小。
5-3感应电动机作发电机运行和作电磁制动运行时，电磁转矩和转子转向之间的关系是否一样？怎样区分这两种运行状态？答：感应电动机作发电机运行和作电磁制动运行时，电磁转矩和转子转向之间的关系是一样的，产生的电磁转矩都是与转了转向相反为制动性质的，区分的方法是发电机运行时转子的转向与旋转磁场的转向一致，且输入机械功率输出电功率；电磁制动运行口寸转子的转向与旋转磁场的转向相反，且同时输入机械功率和电功率，两部分功率同时消耗在所串电阻上。
5-4感应电动机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？答：感应电动机中主磁通和漏磁通的作用和性质截然不同。
主磁通同时交链定、转子绕组，是能量转换的媒介，主磁路主要由定、转子铁心和气隙组成，是一个非线性磁路,受磁路饱和程度影响较大；漏磁通主要通过空气隙闭合，受磁路饱和程度影响很小，可视为线性磁路，漏磁通仅交链其各自的绕组，这部分磁通不参与能量转换。
把主磁通和漏磁通分开处理，将给电机的分析带来很大方便。
5-5说明转了绕组归算和频率归算的意义，归算是在什么条件下进行的？答：感应电动机定、转子电路是两个独立的电路没有*电的联系，要寻求其有电的联系的等效电路需要进行两次归算。
大二电工学课后习题第五章答案(1)
大二电工学课后习题第五章答案(1) 第一章电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 在图1-39所示的电路中，若I1=4A，I2=5A，请计算I3、U2的值；若I1=4A，I2=3A，请计算I3、U2、U1的值，判断哪些元件是电源？哪些是负载？并验证功率是否平衡。
解：对节点a应用KCL得I1+ I3= I2 即4+ I3=5, 所以 I3=1A在右边的回路中，应用KVL得6?I2+20?I3= U2，所以U2=50V同理，若I1=4A，I2=3A，利用KCL和KVL得I3= -1A，U2= -2V在左边的回路中，应用KVL得20?I1+6?I2= U1，所以U1=98V。
U1，U2都是电源。
电源发出的功率：P发= U1 I1+ U2 I3=98?4+2=394W负载吸收的功率：P吸=20I1+6I22+20I3=394W二者相等，整个电路功率平衡。
1-2 有一直流电压源，其额定功率PN=200W，额定电压UN=50V，内阻Ro=0.5Ω，负载电阻RL可以调节，其电路如图1-40所示。
试求：⑴额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小；⑵开路状态下的电源端电压；⑶电源短路状态下的电流。
解：⑴IN?PNUxx0??4A RL?N??12.5? UN50IN422⑵ UOC?US?UN?IN?R0?50+4?0.5 = 52V⑶ ISC?US52??104AR00.5图1-39 习题1-1图图1-40 习题1-2图1-3 一只110V、8W的指示灯，现在要接在220V的电源上，问要串多大阻值的电阻？该电阻的瓦数为多大？解：若串联一个电阻R后，指示灯仍工作在额定状态，电阻R应分去110V的电1102?1512.5? 压，所以阻值R?81102?8W 该电阻的瓦数PR?R1-4 图1-41所示的电路是用变阻器RP调节直流电机励磁电流If的电路。
设电机励磁绕组的电阻为315Ω，其额定电压为220V，如果要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，试从下列四个电阻中选用一个合适的变阻器：⑴1000Ω 0.5A；⑵350Ω 0.5A；⑶200Ω 1A；⑷350Ω 1A；图1-41 习题1-4图解：要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，则应有0.35?220?0.7 315?RP则 313.6?RP??0.714?取 314?RP?0?同时变阻器中允许通过的电流最大值不小于0.7A综上所以选择第四个变阻器。
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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。
3
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。