(完整版)重庆大学同步电机测试题(含答案)
![(完整版)重庆大学同步电机测试题(含答案)](https://img.360docs.net/img0f/11uktfjkl4bipo07w6vpysl7ayks9w10-f1.webp)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
重庆大学 电机学(1) 课堂测验五
2011~2012学年 第一学期
考试方式:
闭卷 测验日期:2011.12.30 测验时间: 45 分钟
一、 单项选择题(每小题2分,共20分)
1.凸极同步发电机的电抗大小排列顺序为 D 。 A .q aq d ad X X X X X >>>>σ; B .σX X X X X q aq d ad >>>>; C .σX X X X X ad d aq q >>>>;
D .σX X X X X aq q ad d >>>>。
2.当同步发电机的负载减少时,其转速和功率角的变化情况是 C 。 A .转速不变,功率角增加; B .转速下降,功率角下降; C .转速不变,功率角下降; D .转速增加,功率角增加。
3.三相同步发电机稳定运行,外接纯电阻性负载,则该电机的电枢反应性质为 D 。
A .交轴电枢反应;
B .直轴去磁电枢反应;
C .直轴增磁与交轴电枢反应;
D .直轴去磁与交轴电枢反应。 4.保持同步发电机的激磁电流不变,增加其有功功率的输出,则激磁电动势将 B 。
A .变大;
B .不变;
C .变小;
D .无法确定。
5.凸极同步发电机带感性负载运行,电枢绕组感应的电动势由 D 产生。 A .转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同; B .转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同; C .交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同;
D .转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同。
6.一台并联于无穷大电网的同步发电机,保持有功功率不变,减小励磁电流,发现其电枢电流减小,则发动机原来的运行状态为 A 。 A .过励; B .正常励磁; C .欠励; D .无法确定。
7.同步补偿机的作用是 B 。 A .补偿电网电力不足; B .改善电网功率因数; C .作为用户的备用电源; D .作为同步发电机的励磁电源。
8.已知一台隐极同步发电机额定运行时的功率因数为0.8(滞后),定子电流直轴分量与交轴分量之比为2.8,则该发电机的过载能力最接近于 C 。 A .1.6; B .1.7; C .1.8; D .1.9。
9.一台同步发电机在额定负载时增加励磁电流,则 A 。
A .电磁功率不变,功率角下降;
B .电磁功率下降,功率角下降;
C .电磁功率增加,功率角增加;
D .电磁功率不变,功率角增加。 10.同步电动机带某一负载运行时功率因数为1,在不改变励磁电流的情况下撤去负载,则此时该电机的电枢电流为 B 。
A .0;
B .容性电流;
C .感性电流;
D .纯有功电流。
二、 填空题(每空1分,共20分)
1.同步发电机并网的条件是:(1) 发电机的相序与电网的相序要一致 ;(2) 发电机的频率应与电网相同 ;(3) 发电机的激磁电动势应与电网电压大小相等、相位相同、波形相同 。
2.同步发电机在过励时向电网发出 滞后 无功功率,产生 直轴去磁 电枢反应;同步电动机在过励时从电网吸收 超前 无功功率,产生直轴增磁电枢反应。(超前或滞后;直轴去磁或增磁)
3.同步电机功率角的物理意义在时间上为 励磁电动势与电压夹角 ;在空间上为 主极轴线与气隙合成磁场轴线夹角 。 4.在不考虑磁路饱和的情况下,如增加转速,则同步发电机空载电压 增大 ;如增加励磁电流,则空载电压 增大 。如励磁电流增加10%,而速度减小10%,则同步发电机的空载电压 不变 。(减小、不变或增加) 5.一台同步电动机拖动一恒转矩负载,额定运行时的功率因数为0.8(超前),在其他条件不变的情况下增大励磁电流,则带来以下变化:电机的电枢电流 增大 ,电磁转矩 不变 ,激磁电动势 增大 ,功率因数 减小 。(减小、不变或增加)
6.某公司电力设备的总功率为6000kW ,cos φ=0.75(滞后)。由于发展需要增添一台1500kW 的同步电动机,并使系统的功率因数提高到0.8(滞后),则该同步电动机 吸收 (吸收或发出)的无功功率为 333.5 kVar ;功率因数为 0.9798 ;容量为 1531 kV A 。
学院 电气工程学院 专业、班 年级 学号 姓名
公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊
封
线
密
三、 简答题(共24分)
1.试述直轴同步电抗和交轴同步电抗的意义。(8分)
答:在凸极同步电机中,由于气隙不均匀为了计算方便,将电枢磁动势a F 分解为ad F 和aq F ,分别除以直轴磁阻和交轴磁阻,可得到ad Φ和aq Φ,它们分别在定子绕组感应电动势ad E 和aq E ,写成电抗压降形式,即
ad d ad X I j E &&-= , aq
q aq X I j E &&-= 和分别称为直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗,它们分别反映出上述直轴和交轴电枢反应磁通的强弱。
直轴同步电抗为 σX X X ad d += 交轴同步电抗为 σX X X ad d +=
d X 和q X 表征了当对称三相直轴或交轴电流每相为A 1时,三相总磁场在
电枢绕组中每相感应的电动势。
2.并联于无穷大电网的汽轮发电机,忽略定子电阻,在正常励磁时得到的相量图如下所示。(1)保持有功功率不变,试画出发动机在欠励情况下的相量图;(2)保持励磁电流不变,试画出增加有功功率时的相量图。(16分)
s
X I ?
答:(1)保持有功功率不变,则P e 、P 2不变。要保持δsin 0s
e X U
E m
P =不变;?cos 2mUI P =不变;由于相数m 、X s 与U 不变,则E 0sin δ与?cos I 不变。
在欠励情况下,励磁电流减小,E 0减小,从而画出下图:
(2)保持励磁电流不变,则激磁电动势E 0大小不变,即E 0轨迹应在一个圆上。增加有功功率,功率角增加,从而画出下图:
四、 计算题(共36分)
一台隐极同步发动机,X *s =1,R *a =0,接在U *N =1的电网上,运行工况为I *N =1、cos φN =0.8(滞后)。试求额定情况下:(1)内功率因数角ψ0N (4分);(2)功率角δN (4分);(3)激磁电动势E *0N (4分);(4)电磁功率P *eN (4分);(5)最大电磁功率P *eN(max)(4分);(6)过载能力k p (4分)。当电网电压下降为U *=0.7时,为了维持有功功率不变,并使功率角保持在不大于300的范围内,试求:(7)激磁电动势E *0(4分);(8)电枢电流I *(4分);(9)功率因数cos φ(4分)。
解:
s
N
(1)0
*
N *N *N 043.638
.01116.01arctan cos sin arctan =??+?=+=*N s N N
U X I U ??ψ (4分) (2) 087.368.0arccos ==N ?
000N 056.2687.3643.63=-=-=N N ?ψδ (4分) (3)
789
.143.63sin 1156.26cos 1sin cos 0
N
0*N N *N 0=??+?=?+=**
ψδs
N X I U E
(4分)
(4) 8.056.26sin 11789.1sin 0N *
N
N 0=?==*
**δs eN
X U E P (4分) 另解:8.08.011cos N *
N *N 2=??===**?I U P P N eN
(5) δsin 0*
*
**=s
e
X U E P ,取最大值时1sin m =δ,δm =900
。 则789.10(max)
==*
***
s eN X U E P
(4分) (6) 236.256.26sin 1sin 1(max)
=?
===
**N N
e p P P k δ (4分) (7)保持有功功率不变,则δsin 0*
***=s
e
X U E P 不变、?cos 2*
**=I U P 不变。 当电网电压为U *=0.7时,为确保δ不大于300,则有:
C X U E X U E P N N N ===*
***δδsin sin s
0s 0*
e
所以:285.230sin 7.056.26sin 1789.1sin sin 0
000
=???==
**
*
*
δδU U E E N
N N (4分) (8)-(9)两问
I
?
由向量图知:?δsin cos 0
****
?+=s X I U E 则:2789.17.030cos 285.2cos sin 00
=-?=-=**
*U E I δ? (I ) 又由于:C I U I U P ===***N *
N *N
2cos cos ?? 则:1429.17
.08
.011cos cos =??==
****
U I U I N N N ?? (II ) 由上述(I )、(II )两式可得:119.11429
.12789
.1cos sin tan ===*
*???I I 所以:功率因数cos φ=0.6663 (4分)
7153.16663
.01429.1==*I (4分)