同步发电机的稳态功角特性习题(精)
同步电机测试题(含答案)(重庆大学)
重庆大学 电机学（1） 第4次课堂测验2012~2013学年 第一学期考试方式：测验日期：2012.12.28 测验时间： 45 分钟一、 单项选择题（每小题2分，共20分）1．同步发电机的额定功率指额定状态下 B 。
A ．电枢端口输入的电功率；B ．电枢端口输出的电功率；C ．转轴上输入的机械功率；D ．转轴上输出的机械功率。
2．同步发电机带三相对称负载稳定运行时，转子励磁绕组 D 。
A ．感应低频电动势； B ．感应基频电动势； C ．感应直流电动势； D ．不感应电动势。
3．同步发电机稳态运行时，若所带负载性质为感性，则其电枢反应的性质为 C 。
A ．交磁电枢反应；B ．直轴去磁电枢反应；C ．直轴去磁与交磁电枢反应；D ．直轴增磁与交磁电枢反应。
4．同步电抗表征同步电机三相对称稳定运行时 C 。
A ．电枢反应磁场的一个综合参数； B ．气隙合成磁场的一个综合参数；C ．电枢反应磁场和电枢漏磁场的一个综合参数；D ．励磁磁场和励磁漏磁场的一个综合参数。
5．在对称稳态运行时，凸极同步发电机电抗大小的顺序排列为 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 >>>>。
6．判断同步发电机是过励磁运行状态的依据是 D 。
A ．0E ∙超前于U ∙； B ．0E ∙滞后于U ∙； C ．I ∙超前于U ∙； D ．I ∙滞后于U ∙。
7．一台并联于无穷大电网的同步发电机，若保持励磁电流不变，在cos 0.8ϕ=滞后的情况下，减小输出的有功功率，此时 A 。
A ．功率角减小，功率因数下降；B ．功率角增大，功率因数下降；C ．功率角减小，功率因数增加；D ．功率角增大，功率因数增加。
同步发电机习题共11页word资料
三、作图题1、当一台隐极同步电机发出有功功率，同时发出纯感性无功功率时，分别按电动机惯例和发电机惯例画出电动势相量图2、作出凸极发电机的电动势相量图 P2523、画出隐极同步发电机的电动势相量图和等效电路图。
P247]4、作出同步发电机的外特性和调整特性。
P2675、作出同步发电机的V形曲线，并说明其特点。
P293四、简答题1、简述同步发电机的工作原理。
2、简述同步发电机用相灯法并网时，条件不满足时所呈现的现象，应采取的措施。
频率不等时，三个相灯将呈现着同时暗，同时亮的交替变化现象。
这时，只要调节原动机的转速；电压不等时，相灯没有绝对熄灭的时候，而是在最亮和最暗范围闪烁。
这时，只要调节发电机的励磁电流，使它们的电压相等；相序不等时，相灯不一样明暗，并出现旋转现象。
这时，只要把发电机接到并联开关的任两根线互相对调一下接头：相角不等时，相灯不会熄灭，这时，只要把发电机和原动机转速稍为调节一点，直到三个相灯都熄灭。
3、简述同步发电机用灯光旋转法并网时，条件不满足时所呈现的现象，应采取的措施。
3、简述同步发电机采用自同步法合闸的操作过程。
事先校验好发电机的相序，启动发电机后，把转速调到接近同步速。
不加励磁（励磁绕组经限流电阻短路），合上并联刀闸，，再立即加励磁，靠定转子之间的电磁力，自动牵入同步。
这种方法的优点是操作简单迅速，不需增加复杂的并联装置，缺点是合闸后，有电流冲击。
4、同步发电机并联合闸的条件？若四个条件中有某一个不符合时，应采取什么措施使之满足并联条件。
并联运行的四个条件是发电机和电网的频率，电压幅值，电压相序及电压的初相角分别相同，并联条件中的某一个不符合时，并网时会产生很大的电流冲击。
发电机和电网的频率不等时应调节原动机的转速，电压大小不等时应调节发电机的励磁电流，相序不一致时应将发电机接至并联开关的任意两根线互相对调初相角不同时，应调节原动机的转速。
5、一台并联于无限大电网运行的同步发电机，其电流滞后电压，若逐渐减小其励磁电流，试问电枢电流如何变化？并联运行时，若电枢电流滞后于电压，则发电机发出感性无功功率。
同步电机课后习题参考答案
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 同步发电机的转速为什么必须是常数？接在频率是50Hz 电网上，转速为150r/min 的水轮发电机的极数为多少？14-5 一台三相同步发电机S N=10kVA，cosφN=0.8（滞后），U N=400V，试求其额定电流I N 和额定运行时的发出的有功功率P N 和无功功率Q N。
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匝链？它会在励磁绕组中感应电势吗？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 同步发电机的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何影响？答案：14-3 2p=4014-4 I N =14.43A ，P N =8kW ，Q N=6 kvar1 / 92 / 915- 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 分析下面几种情况对同步电抗有何影响： （1）铁心饱和程度增加； （2）气隙增大； （3） 电枢绕组匝数增加； （ 4）励磁绕组匝数增加。
15-9 (1) E 0 =2.236 ， (2) I =0.78 ( 补充条件： Ｘ*S 非=1.8）15-10(1) E 0 =1.771,E 0 =10.74kV ， 18.415-11 E 0 2.2846 , E 0 13.85kv， 32.6315-12 E 0 12534.88v ， 57.42， I d 387.61A ， I q 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 0.5n 1 则短路特性，测量结果有何变化？16- 2 什么叫短路比，它与什么因素有关？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。
同步电机习题一 .二
同步电机复习题一一、填空1. 在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。
答 交轴2. 同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。
答 发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致3. 同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。
答 超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁4. 同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。
答 主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 。
答 增加6. 凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将 。
7. 答 减小8. 凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。
答 2q dmU 11()sin22X X δ-Ω 二、选择1. 同步发电机的额定功率指（ D ）。
A 转轴上输入的机械功率；B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率；D 电枢端口输出的电功率。
2. 同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos=ϕ，则其电枢反应的性质为（ C ）。
A 交轴电枢反应；B 直轴去磁电枢反应；C 直轴去磁与交轴电枢反应；D 直轴增磁与交轴电枢反应。
3. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（ B ）。
A 漏阻抗较大；B 短路电流产生去磁作用较强；C 电枢反应产生增磁作用；D 同步电抗较大。
4. 对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ 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 >>>>。
稳定性分析答案
稳定性分析2009-10-14 14:181功角的具体含义。
电源电势的相角差，发电机q轴电势与无穷大系统电源电势之间的相角差。
电磁功率的大小与δ密切相关，故称δ为“功角”或“功率角”。
电磁功率与功角的关系式被称为“功角特性”或“功率特性”。
功角δ除了表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对空间位置。
2功角稳定及其分类。
电力系统稳态运行时，系统中所有同步发电机均同步运行，即功角δ 是稳定值。
系统在受到干扰后，如果发电机转子经过一段时间的运动变化后仍能恢复同步运行，即功角δ 能达到一个稳定值，则系统就是功角稳定的，否则就是功角不稳定。
根据功角失稳的原因和发展过程，功角稳定可分为如下三类：静态稳定（小干扰）暂态稳定（大干扰）动态稳定（长过程）3电力系统静态稳定及其特点。
定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到原始运行状态的能力。
如果能，则认为系统在该正常运行状态下是静态稳定的。
不能，则系统是静态失稳的。
特点：静态稳定研究的是电力系统在某一运行状态下受到微小干扰时的稳定性问题。
系统是否能够维持静态稳定主要与系统在扰动发生前的原始运行状态有关，而与小干扰的大小、类型和地点无关。
4电力系统暂态稳定及其特点。
定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来的稳态运行状态的能力。
通常指第一或第二振荡周期不失步。
如果能，则认为系统在该正常运行状态下该扰动下是暂态稳定的。
不能，则系统是暂态失稳的。
特点：研究的是电力系统在某一运行状态下受到较大干扰时的稳定性问题。
系统的暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行状态有关，而且与扰动的类型、地点及持续时间均有关。
作业25发电机组惯性时间常数的物理意义及其与系统惯性时间常数的关系。
表示在发电机组转子上加额定转矩后，转子从停顿状态转到额定转速时所经过的时间。
TJ=TJG*SGN/SB6例题6-1 (P152) （补充知识：当发电机出口断路器断开后，转子做匀加速旋转。
同步发电机习题
同步发电机习题三、作图题1、当⼀台隐极同步电机发出有功功率，同时发出纯感性⽆功功率时，分别按电动机惯例和发电机惯例画出电动势相量图2、作出凸极发电机的电动势相量图 P2523、画出隐极同步发电机的电动势相量图和等效电路图。
P247]4、作出同步发电机的外特性和调整特性。
P2675、作出同步发电机的V形曲线，并说明其特点。
P293四、简答题1、简述同步发电机的⼯作原理。
2、简述同步发电机⽤相灯法并⽹时，条件不满⾜时所呈现的现象，应采取的措施。
频率不等时，三个相灯将呈现着同时暗，同时亮的交替变化现象。
这时，只要调节原动机的转速；电压不等时，相灯没有绝对熄灭的时候，⽽是在最亮和最暗范围闪烁。
这时，只要调节发电机的励磁电流，使它们的电压相等；相序不等时，相灯不⼀样明暗，并出现旋转现象。
这时，只要把发电机接到并联开关的任两根线互相对调⼀下接头：相⾓不等时，相灯不会熄灭，这时，只要把发电机和原动机转速稍为调节⼀点，直到三个相灯都熄灭。
3、简述同步发电机⽤灯光旋转法并⽹时，条件不满⾜时所呈现的现象，应采取的措施。
3、简述同步发电机采⽤⾃同步法合闸的操作过程。
事先校验好发电机的相序，启动发电机后，把转速调到接近同步速。
不加励磁（励磁绕组经限流电阻短路），合上并联⼑闸，，再⽴即加励磁，靠定转⼦之间的电磁⼒，⾃动牵⼊同步。
这种⽅法的优点是操作简单迅速，不需增加复杂的并联装置，缺点是合闸后，有电流冲击。
4、同步发电机并联合闸的条件？若四个条件中有某⼀个不符合时，应采取什么措施使之满⾜并联条件。
并联运⾏的四个条件是发电机和电⽹的频率，电压幅值，电压相序及电压的初相⾓分别相同，并联条件中的某⼀个不符合时，并⽹时会产⽣很⼤的电流冲击。
发电机和电⽹的频率不等时应调节原动机的转速，电压⼤⼩不等时应调节发电机的励磁电流，相序不⼀致时应将发电机接⾄并联开关的任意两根线互相对调初相⾓不同时，应调节原动机的转速。
5、⼀台并联于⽆限⼤电⽹运⾏的同步发电机，其电流滞后电压，若逐渐减⼩其励磁电流，试问电枢电流如何变化？并联运⾏时，若电枢电流滞后于电压，则发电机发出感性⽆功功率。
同步电机习题和答案解析
同步电机习题与答案同步电机的气隙磁场，在空载时是如何激励的在负载时是如何激励的[答案见后]为什么大容量同步电机采用磁极旋转式而不采用电枢旋转式[答案见后]在凸极同步电机中，为什么要采用双反应理论来分析电枢反应[答案见后]凸极同步电机中，为什么直轴电枢反应电抗X ad大于交轴电枢反应电抗X aq [答案见后]测定同步发电机的空载特性和短路特性时，如果转速降为原来，对试验结果有什么影响[答案见后]一般同步发电机三相稳定短路，当I k=I N时的励磁电流I fk和额定负载时的励磁电流I fN都已达到空载特性的饱和段，为什么前者X d取不饱和值而后者取饱和值为什么X q一般总是采用不饱和值[答案见后]为什么同步发电机突然短路，电流比稳态短路电流大得多为什么突然短路电流大小与合闸瞬间有关[答案见后]在直流电机中，E>U还是U>E是判断电机作为发电机还是作为电动机运行的依据之一，在同步电机中，这个结论还正确吗为什么[答案见后]当同步发电机与大容量电网并联运行以及单独运行时，其cosφ是分别由什么决定的为什么[答案见后]试利用功角特性和电动势平衡方程式求出隐极同步发电机的V形曲线。
[答案见后]两台容量相近的同步发电机并联运行，有功功率和无功功率怎样分配和调节[答案见后]同步电动机与感应电动机相比有何优缺点[答案见后]凸极式同步发电机在三相对称额定负载下运行时，设其负载阻抗为R+jX，试根据不考虑饱和的电动势相量图证明下列关系式[答案见后]试述直流同步电抗X d、直轴瞬变电抗X′d、直轴超瞬变电抗X"d的物理意义和表达式，阻尼绕组对这些参数的影响[答案见后]有一台三相汽轮发电机，P N＝25000kW，U N＝，Y接法，cosφN＝（滞后），作单机运行。
由试验测得它的同步电抗标么值为X*t＝。
电枢电阻忽略不计。
每相励磁电动势为7520V，试分析下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质：（1）每相是Ω的纯电阻；（2）每相是Ω的纯感抗；（3）每相是Ω的纯容抗；（4）每相是－Ω的电阻电容性负载。
同步电机题库
0①
３０、有两台隐极式同步电机Ａ、Ｂ，气隙分别为δ1和δ2，其它诸如绕组、磁路结构等都完全一样，已知δ1=２δ2,现分别在两台电机上做短路试验，加同样大小的励磁电流，Ａ电机短路电流为ＩkA，Ｂ电机的短路电流为ＩkB，此时：
⑴ＩkA＝ＩkB； ⑵ＩkA＞ＩkB； ⑶ＩkA＜ＩkB。
0同步发电机和电网相序、频率、电压相等
６、异步电机和变压器一样，所需的励磁电流必须由电网供给。同步电机所需的励磁电流由____________________________________供给。
0直流电源（也可答：由交、直流同供给）
７、隐极同步发电机中，电枢磁势Ｆa与它产生的磁通φa，在空间相位上________________。
⑵交轴上的磁阻比直轴上的磁阻大；
⑶直轴上的磁阻比交轴磁阻大。
②
５、三相同步电动机运行在过励状态时，从电网吸收：
⑴感性电流；⑵容性电流；⑶纯有功电流。
②
６、凸极同步发电机突然短路时的超瞬态电流周期分量Ｉk”衰减到Ｉk’是由于：
⑴阻尼绕组电阻的存在；
⑵励磁绕组电阻的存在；
⑶电枢绕组电阻的存在。
①
７、同步发电机稳态短路电流不很大的原因是：
①②
１０、测定同步发电机短路特性时，如果转速降低到０．８ｎ1时,测得的短路特性：
⑴不变；⑵提高到０．８倍；⑶降低到１／０．８。
0①
１１、同步发电机短路特性是一条直线的原因是：
⑴励磁电流较小磁路不饱和；
⑵电枢反应去磁作用使磁路不饱和；
⑶短路时电机相当于在一个电阻为常数的电路中运行，所以Ｉk和Ｉf成正比。
１、三相同步发电机的内功率因数角ψ＝０时，电枢反应磁势的轴线作用在____________位置，对转子磁势起____________作用。
(完整版)发电机及电动机合答案
6.1交流绕组的基本知识答案1、2、6 2 3、4、1 0.966 5、（B）6、27、0.866 0.9668、（B）6.2交流绕组的电动势答案1、频率一条支路线圈的匝数N 绕组系数每极下的磁通2、使气隙磁密在空间尽可能按正弦波分布三相绕组接成Y接线采用短距绕组采用分布绕组3、 Y接线4、（D）5、答：同步发电机无论采用星形接线还是角形接线都能改善线电动势的波形，而问题是采用角形接线后，角形接线的三相绕组中有3及3的奇次倍谐波环流，增大附加损耗，会使电机效率下降，温度升高，故同步发电机一般不用角形接线来改善电动势波形；而变压器只有采用角形接线来改善电动势波形。
6.3交流绕组的基波磁动势答案1、脉动相绕组的轴线上2、脉动磁动势幅值的一半相反同相3、答：一相绕组短线：为旋转磁动势；一相电源短线：为脉动磁动势。
4、答：一相绕组短线或一相电源短线均为脉动磁动势。
5、答：短距系数分布系数故短距线匝电动势=分布绕组电动势=因为，，故短距绕组电动势或分布绕组电动势等于整距线匝电动势或集中绕组电动势打了一个折扣，故它们的物理意义实为一个折扣系数。
构成整距线匝的两槽导体电动势在时间相位上互差（反相），故其电动势为两槽导体电动势的代数和，而构成短距线匝的两槽导体电动势的相位差小于，故短距线匝电动势为两槽导体电动势的相量和，由数学知识可知，相量和小于等于代数和，故K总是小于等于1。
同样构成集中绕组各线圈电动势同相（因集中在同一槽内），故集中绕组电动势为各线圈电动势的代数和，而构成分布绕组的各线圈电动势不同相（因分布于各槽内）故分布绕组电动势为各线圈电动势的几何和，因此 6、三相对称绕组通入三相对称电流 9000 W相绕组轴线上7、（C）8、答：合成磁动势为0（不存在幅值、转速、转向与正序的比较）支路电流极距每极每相槽数槽距角基波短距系数基波分布系数基波绕组系数每相串联匝数基波磁动势同步转速10、答：转速升高，为原来转速的倍，既，（1）频率，故频率增加1.02倍。
电机原理及应用练习题库+参考答案
电机原理及应用练习题库+参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、同步发电机的V形曲线的最低点，功率因数(____)。
A、滞后B、都不对C、超前D、等于1正确答案：D2、变频调速在变频时应使电压与频率成正比变化，以保证（_____)不变。
A、电流B、磁通C、电压D、转矩正确答案：B3、涡流损耗的大小，与铁芯材料的性质(____)。
A、不好确定B、没有关系C、关系不大D、有关系正确答案：D4、同步电机转子转速n与电网频率f之间有严格不变的关系，即(____)。
A、f=n/pB、n=60f/pC、n=fpD、n=f/p正确答案：B5、同步电机的定子由铁心、三相绕组和(____)组成。
A、磁极B、转子C、机座D、铜片正确答案：C6、同步发电机与大电网并联运行时功率因数是由（）决定的。
A、负载B、不确定C、有功功率和无功功率D、电压和电流正确答案：C7、转子回路串电阻调速实际上属于(____)。
A、都不是B、改变转差率调速C、变频调速D、变极调速正确答案：B8、同步电动机的额定功率是指(____)。
A、输出的电功率B、输出的机械功率C、输出的无功功率D、以上答案都不是正确答案：B9、同步发电机励磁磁势和电枢磁势在空间上（_____)。
A、有相对运动B、无相对运动C、无关D、以上都不对正确答案：B10、单相绕组的基波磁势是(____)。
A、脉振磁势B、恒定磁势C、无法确定D、旋转磁势正确答案：A11、同步电动机的负载在一定范围内变化，对转速(____)。
A、影响小B、影响大C、没有影响D、无法确定正确答案：C12、一台QFQS—600—2汽轮机，若频率为50HZ，发电机的额定转速是(____)。
A、750r/minB、3000r/minC、1000r/minD、1500r/min正确答案：B13、同步发电机处于正常励磁情况下，若在此基础上减小励磁电流，则发电机输出无功状态为(____)。
A、条件不足，无法判断B、输出无功为零C、输出容性无功D、输出感性无功正确答案：C14、发电机的同步转速n与磁极对数为(____)。
同步电机3
（三）若È0与Ù大小不等，或相位不同，把发电机投入机 与电网中产生一定的冲击电流。最严重时，该电流可达
额定电流的20-30倍。
(四) 相序相同
È0与Ù大小不等 相位不同
综上所述，为了避免投入并联时引起电流、功率和转矩的 冲击，最好同时满足上述五个条件。
Ff1→E0；忽略漏抗，Fδ→Eδ≈U。 功角θ≈θi：是励磁磁动势Ff1和定 子合成等效磁动势Fδ两个空间相 量之间的夹角。
电网
发电机
2）理论分析：
采用直接接法，每组灯上电压相同 U& U&2 U&1
假设发电机与电网的电压幅值相同，而频率不同
假定U2 U1, f2 f1 若f2 f1 U&2相对U&1角速度：2 1
1 2f1
2 2f2
U&2、U&1重合：U 0 U&2、U&1反相：U 2U1
•Tem—发电机电磁转矩、制动转矩
表明：发电机负载运行时，从原动机输入到发电机的转矩T1， 应克服阻力转矩、制动转矩和对应于负载的阻力转矩Tem做功， 从而通过发电机将机械能转换成电能输出。
6.4.3 功角特性
在许多场合下，常常用发电机的励磁电动势E0，端电压U、E0 和U之间的功率角θ以及电机的参数来表示电磁功率。 稳态功角特性：同步发电机并入电网后，当E0和U保持不变时， Pem=f(θ)。 功角特性是同步电机的基本特性之一。通过它可以研究同步电 机接在电网运行时发出的有功功率，并进一步揭示机组的稳定性 和阐明发电机状态与电动机状态之间的联系和转化。 下面先研究不计电枢电阻时的功角特性。
※思考：同步发电机的并联和变压器的并联有何异同？
相同点：相序一致、电压相等、f 接近 不同点：
同步电机课后习题2019
令：dPe d0
解 得 ： c o s 1 .6 4 ( 不 合 理 ， 舍 去 ） （ 发 电 机 ） c o s 0 .3 0 4 7 5
Xs(饱)和 U IN 68 38 037 04.10 1 Xs(饱)和 XsZ (饱 b )和 2 4..6 14 06 11.55
（2）额定负载时，以电枢电流相量为参考相量，额定运行
且不考虑饱和与定子电阻时，有
E 0 U j I X s 1 a r c c o s 0 . 8 j 1 0 1 . 9 6 8 2 . 6 8 9 7 7 0 . 9 5 5
同步电机
6-16：有一台Xd *=0.8，Xq*=0.5的凸极同步发电机与电网并联运 行，已知发电机的U﹡=1，I﹡=1， cosφ=0.8（滞后）电枢电阻略 去不计，试求发电机的： ⑴ E0﹡，δN (2)Pe﹡ (max) (E0﹡保持为上面的值)
解：(1)额定功率因数角： arccos0.836.87
Xq 正比于频率f，电枢相绕组的串联匝数的平方N2以及直轴气隙 磁导Λq。
注：因为d轴气隙小于q轴气隙，所以：Λd＞Λq 从而：Xd > Xad > Xq > Xaq > Xσ
X
* d
与X
* q
ห้องสมุดไป่ตู้
的范围随着各个时期的设计制造水平的差异有所不同。
汽轮同步发电机Xd*=0.9~2.5, Xq*=0.9 Xd*
同步电机
同步电机的习题
，
则电压调整率为
6．一台星形联结的同步发电机，额定容量S =50kVA，额定电压U =440V，频率f=50Hz。该发电机以同步速被驱动，测得当定子绕组开路，端电压为440V（线电压）时，励磁电流为7A。做短路实验，当定子电流为额定时，励磁电流为5.5A。设磁路线性，求每相同步电抗的实际值和标幺值。
27．同步发电机三相突然短路时，在什么情况下某相的非周期电流最大？为什么？
解：当转子直轴运行到与某相相轴重合时，如果发生突然短路，则该相的非周期电流
最大。
同步发电机的短路周期电流的相位落后于励磁电动势相位90度，当转子直轴运行到与某相相轴重合时，该相的励磁电动势瞬时值为0，则该相的短路周期电流瞬时值为最大值。由于电流不能突变，因此绕组中必然会产生一个方向相反的非周期电流
16．有两台同步发电机，定子的材料、尺寸、结构都完全一样，但转子所用材料不同，一个转子的磁极用钢片叠成；另一个为实心磁极（整块刚件），问哪台电机的负序电抗要小些？
解：在同样的电枢负序电流作用下，实心磁极中感应的电流比叠片磁极的要大些，因此对电枢负序磁场所产生的去磁性质的磁场也要大些，所以实心磁极的电机的负序电抗要小些。
164
246
328
410
492
在额定负载下，电枢反应磁动势折合值 用转子励磁电流表示为250.9A，试作出时空相量图并求额定负载下的励磁电流及电动势的大小。
解：相量图如下：
额定相电压为
额定相电流为
根据公式 可求出 的大小，再由 查空载特性曲线得 的大小；
根据公式 ，可得额定负载下的励磁电流 =400A；再由 查空载特性表得额定负载下励磁电动势为4765V（相值）。
当四个条件中的某一个条件不符合时，并网时会产生很大的电流冲击。
同步电机习题答案
同步电机一、填空题：1. 同步电机_____________对_____________的影响称为电枢反应。
同步发电机电枢反应的性质取决于__________________________。
电枢磁动势；励磁磁动势；内功率因数角ψ2. 同步发电机当ϕ=0°时，除产生____________________电枢反应外，还产生__________________________电枢反应。
交轴电枢反应；直轴去磁电枢反应3. 利用同步发电机的_____________和_____________曲线可以测量同步发电机的同步电抗，利用____________和_____________曲线可以测量同步发电机的定子漏电抗。
空载特性；短路特性；空载特性；零功率因数负载特性4. 利用_________可以同时测量凸极同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。
转差法5. 同步发电机与电网并联运行的条件是：（1） ；（2） ；（3） ；（4） 。
发电机的频率等于电网的频率；发电机的电压幅值等于电网电压的幅值且波形一致；发电机的电压相序与电网的电压相序相同；在合闸时，发电机的电压相位与电网电压的相位一样6. ★同步电机的功率角θ有双重物理含义，在时间上是 和 之间的夹角；在空间上是 和 之间的夹角。
励磁电动势0E ；电压U ；励磁磁动势1f F ；等效合成磁动势F δ'7. 同步发电机静态稳定的判据是___________，隐极同步发电机静态稳定极限对应的功率角θ= 。
0dT d θ>，90︒ 8. 同步发电机并联在无穷大容量电网上运行时，要调节输出的有功功率，必须调节___________________ ________；如果只调节其输出的无功功率，可通过调节______________实现。
原动机的输入功率（或输入转矩）；励磁（电流）9. 一台并联在无穷大容量电网上运行的同步发电机，功率因数是超前的，则电机运行在______状态，此时发电机向电网发出__________的无功功率；若不调节原动机的输入功率而使励磁电流单方向调大，当发出的无功功率为零时，励磁状态为 状态；进一步增大励磁电流，电机变化到_____状态，此时发电机向电网发出_______无功功率。
同步发电机习题二 (有答案)1
同步发电机习题二 一、填空题1、我国生产的72500千瓦的水轮发电机，其转速为125转／分，那么，极对数p=__________________(24)2、三相同步发电机带有纯电感负载时，如不计电枢电阻的作用，则电枢反应作用是_________________(直轴去磁)3、装在用户附近的一台调相机，在负载比较小的夜间为改善长线末端的电压应使调相机处于 状态。
（欠励）4、调节同步发电机励磁电流就能改变发电机输出的________ 。
（无功功率）5、同步发电机用暗灯法并联合闸，当频率不等时所出现的现象___________ 。
（三相灯出现同时暗，同时亮的交替变化现象）9．同步发电机内功率因数角ψ=90时的电枢反应为________________。
_(直轴去磁)10、同步发电机用暗灯法并联合闸，当电压不等时所出现的现象___________ 。
（一个相灯没有绝对熄灭的时侯，在最亮和最暗范围内闪烁）11．同步发电机处于“欠励磁”状态时发出无功的性质为___________.（容性） 12．并联于无限大电网的运行的同步发电机，要改变有功功率输出，只需调节______________________.（原动机的转速）13．同步发电机气隙增大，其同步电抗将 。
（减小） 14．同步发电机内功率因数角ψ=0时的电枢反应为________ 。
（交轴电枢反应）15、同步发电机在过励时从电网吸收 容性无功功率 ，产生 直轴去磁的电枢反应 电枢反应16、同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；是 和 空间夹角。
（电动势和电压；励磁磁动势和气隙磁动势）17．凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为2qdm U 11()sin22X X δ-Ω18、一台并网运行的同步发电机，按发电机惯例，已知原运行点的功率因数是超前的，则电机运行在______励状态，此时电机从电网吸收_____性质的无功功率；若不调节原动机输出而将励磁电流单方向调大，则电机可变化到_____励状态，此时电机向电网发出_______无功功率。
1第六章同步电机一、填空1.在同步电机中，只有存在电枢反应才能...
第六章 同步电机一、填空1. ★在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。
2. 同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。
3. ★同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。
4. ★同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和空间夹角。
5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 。
6. 凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将 。
7. ★凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。
二、选择1. 同步发电机的额定功率指（ ）。
A 转轴上输入的机械功率；B 转轴上输出的机械功率；C 电枢端口输入的电功率；D 电枢端口输出的电功率。
2. ★同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos =ϕ，则其电枢反应的性质为（ ）。
A 交轴电枢反应；B 直轴去磁电枢反应；C 直轴去磁与交轴电枢反应；D 直轴增磁与交轴电枢反应。
3. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（ ）。
A 漏阻抗较大；B 短路电流产生去磁作用较强；C 电枢反应产生增磁作用；D 同步电抗较大。
4. ★对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ ）。
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 >>>>。
5. 同步补偿机的作用是（ ）。
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。
三、判断1. ★负载运行的凸极同步发电机，励磁绕组突然断线，则电磁功率为零 。
（ ）2. 同步发电机的功率因数总是滞后的 。
电力系统习题集
电⼒系统习题集⼀、选择题1.负荷按范围划分可分为（D）A、综合⽤电负荷B、供电负荷C、发电负荷D、以上选项都包括2、长线路是指（ C ）A、L<100lkmB、100C、L<300lkmD、以上都不正确1、两端接线⽅式包括（C）A、环式B、两端供电⽹络C、以上两个选项D、以上三个都不正确3.简单开式⽹络潮流分布计算有（ABC）情况。
A、已知末端功率和末端电压B、已知⾸端功率和⾸端电压C、已知末端功率和⾸端电压D、已知功率分点和⾸端电压4、电⼒系统潮流计算中⼴泛应⽤的数学模型是（ A）A、节点电压⽅程B、回路电流⽅程C、割集电压⽅程D、以上选项都不对5、节点导纳矩阵的特点有（ABC ） A、nn B、对称阵C、⾼度稀疏矩阵D、以上选项都不对6、下⾯不属于节点电压⽅程中变量类型的有（D ）。
A、不可控变量或扰动变量B、控制变量C、状态变量D、平衡节点变量7、在进⾏电⼒系统潮流计算时，（A ）是最常⽤到的节点。
A、PQ节点B、PV节点C、平衡节点D、功率节点8、电⼒系统中的发电⼚主要有以下哪⼏类（ ABC ）。
A、⽕⼒发电⼚ B、⽔利发电⼚ C、原⼦能发电⼚ D、备⽤发电⼚9、不同周期的负荷有不同的变化规律（ ABC ）。
A、第⼀种变动幅度很⼩。
周期⼜很短，这种负荷变动有很⼤的偶然性B、第⼆种变动幅度较⼤，周期也较长，属于这种负荷的主要有：电炉、压延机械、电⽓机车等带有冲击性的负荷变动C、第三种变动基本上可以预计，其变动幅度最⼤，周期也最长，是由于⽣产、⽣活、⽓象等变化引起的负荷变动。
D、以上说法都不正确10调频⼚须满⾜的条件（ABCD ）。
A、调整的容量应⾜够⼤B、调整的速度应⾜够快C、调整范围内的经济性能应该好D、注意系统内及互联系统的协调问题11我国规定，10kV及以下电压供电负荷电压偏移范围在（ D ）之内。
1、 A．±4% B．±5% C．±6% D．±7%12电压偏移的危害（ABCD ）A、电压偏移过⼤，影响⽣活、⽣产、产品质量和产量，损坏设备，甚⾄⼤⾯积停电。
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第2节 同步发电机的稳态功角特性
一、填空题
1、同步电机的功角θ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。
2、同步发电机最大电磁转矩与 电抗有关，异步电机最大电磁转矩
与 电抗有关，而与转子 无关。
3、汽轮同步发电机稳定极限角θ ，水轮同步发电机稳定极限角
θ （填角度的大小范围）
二、选择题
1、对同步电机电磁转矩最大值起主要影响的电抗是（ ）。
（A ）定子漏抗δx ；（B ）同步电抗t x ;(C)电枢反应电抗a x ;
2、与无穷大电网并联运行的一台凸极式同步发电机,若失去励磁后,电机的最大电磁功率出
现在功角δ为（ ）。
(A)δ=0°(B)δ=45°(C)δ=90°(D)45°<δ<90°
3、发电机绕组中流过电流之后，就在绕组的导体内产生损耗而发热，这种损耗称为( )。
（A ）铁损耗；（B ）铜损耗；（C ）涡流损耗；（D ）其它损耗。
三、问答题
1、写出隐极同步发电机的有功功率角特性方程，并画出功角特性曲线。
2、同步发电机功率极限取决于什么？如何提高？
3、同步发电机的功角在时间和空间上各有什么含义？
四、计算题
设有一凸极式同步发电机，Y 接线，Ω=Ω=9.0,2.1q d x x ，和它相连的无穷大电网的线电
压为230V ，额定运行时024=N δ，每相空载电动势V E 5.2250=，求该发电机：1）在额
定运行时的基本电磁功率；
2）在额定运行时的附加电磁功率；
3）在额定运行时的总的电磁功率；
4）在额定运行时的比整步功率；
参考答案
一、填空题
1、主极轴线 气隙合成磁场轴线 空载电动势 端电压
2、同步 漏 电阻
3、 90= 90<
二、选择题
1、（B ）
2、（B ）
3、（B ）
三、问答题
1、省略。
2、以隐极同步发电机为例，功率极限t em x U E m P 0max =，因电网电压C U =，故其功率极限取决于空载电动势()f I E 0和同步电抗x t
提高方法：①运行中可增加励磁电流（既增大空载电动势0E ）；②在设计制造时可减小同步电抗（既增大气隙等）。