最新同步发电机习题二-(有答案)
同步发电机试题二有答案
同步发电机习题二(有答案) 同步发电机练习二、练习二，填空题1，我国生产的72500千瓦水轮发电机转速为每分钟125转，当三同样步发电机为纯感性负载时，假如不考虑电枢电阻的影响，则极对P=____________(24)2。
电枢反响是__________________直(轴退磁)3，一个安装在用户邻近的电容器。
为了提升夜间负荷相对较小时长线尾端的电压，电容器应处于一种状态。
(欠励磁)4，调整同步发电机的励磁电流能够改变_______(无功功率)5。
同步发电机经过暗灯法并联启动。
当频次不一样时，会出现_________现象(三相灯同时出现暗与亮交替的现象 )9。
当同步发电机的功率因数角ψ=90时°，电枢反响为________________直(轴退磁)10。
同步发电机经过暗灯法并联接通，现象_____________(当相位灯没有完整熄灭时，它在最亮和最暗的范围内闪耀)11。
同步发电机在“欠励磁”状态下产生的无功功率的性质是___________。
(电容)12。
要改变与无穷电网并联运转的同步发电机的有功功率输出，只要调整___________________。
(原动机的转速)13。
当同步发电机的气隙增大时，同步电抗也会增大。
(减少)14。
功率因数角ψ=0时同步发电机电枢反响为_______(交轴电枢反响)15，同步发电机在过励磁时从电网汲取容性无功功率，产生直轴退磁电枢反响16，同步电机的功角δ有两重含义，一是和之间的夹角；与空间成夹角(电动势和电压；激发磁动势随和隙磁动势)17。
凸极同步发电机与电网并联。
假如发电机励磁电流降至零，发电机的电磁转矩为mU211(？)sin2？2？XqXd18是一台并网的同步发电机，依据发电机的实践，假如已知原运转点的功率因数在前面，电机将在______励磁状态下运转，此时电机将从电网中汲取______无功功率；如果在不调整原动机输出的状况下，励磁电流在一个方向上增添，电机能够改变到_______励磁状态，此时电机向电网发送______无功功率(欠励磁、感性、过励磁、感性)19、同步发电机按转子构造区分，有；依据原动机的种类，主要有:(凸极型和隐极型；蒸汽轮机级联电动机和水轮发电机)20。
维修电工习题库(含答案) (2)
维修电工习题库（含答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.成批生产的大型高速绕线型异步电动机的集电环.其结构型式宜选用支架装配式。
()A、正确B、错误正确答案：B2.电灯泡的灯丝断裂后再搭上使用，灯泡反而更亮，其原因是灯丝电阻变小而功率增大了。
()A、正确B、错误正确答案：A3.电阻减压启动时，启动转矩只有全压启动的1/3。
()A、正确B、错误正确答案：B4.改变励磁回路的电阻调速，只能使转速低于额定转速。
A、正确B、错误正确答案：B5.永磁式同步测速发电机一般只作指示用。
()A、正确B、错误正确答案：A6.机床电气设备发生故障后，修理前一般先进行调查研究，即通过看、问、听、摸等办法了解故障及可能原因，再进行原理分析、故障排除。
()A、正确B、错误正确答案：A7.若低熔点材料的熔体不易熄弧，则会引起熔断器过热。
()A、正确B、错误正确答案：B8.三相整流电路最基本的是三相半波整流电路，其他类型都是由三相半波整流电路以不同方式组合而成的。
()A、正确B、错误正确答案：A9.场地行走时电工工具不应挎在肩上。
()A、正确B、错误正确答案：A10.导线接头接触不良往往是电气事故的根源。
A、正确B、错误正确答案：A11.同步电动机是靠磁极之间排斥力而工作的。
A、正确B、错误正确答案：B12.三相异步电动机，无论怎样使用，其转差率都在0～1之间()A、正确B、错误正确答案：B13.自感电动势的大小正比于线圈中电流的变化率，与线圈中电流的大小无关。
()A、正确B、错误正确答案：A14.单相变压器一、二次绕组的同名端同时取为首端（或末端）时，一、二次绕组的相电压uX和ux应为同相位。
()A、正确B、错误正确答案：A15.变压器大修装配后应按技术数据进行测试。
()A、正确B、错误正确答案：A16.带有额定负载转矩的三相异步电动机，若使电源电压低于额定电压，则其电流就会低于额定电流。
()A、正确B、错误正确答案：B17.电阻两端的交流电压与流过电阻的电流相位相同，在电阻一定时电流与电压成正比A、正确B、错误正确答案：B18.冲击合闸试验第一次合闸时间应不少于10 min。
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。
同步电机习的题目与问题详解
同步电机习题与答案6.1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]6.2为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]6.3在凸极同步电机中,为要采用双反响理论来分析电枢反响？[答案见后]6.4凸极同步电机中,为直轴电枢反响电抗X ad大于交轴电枢反响电抗X aq？[答案见后]6.5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0.95n N,对试验结果有影响？[答案见后]6.6一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,为前者X d取不饱和值而后者取饱和值？为X q一般总是采用不饱和值？[答案见后]6.7为同步发电机突然短路,电流比稳态短路电流大得多？为突然短路电流大小与合闸瞬间有关？[答案见后]6.8 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？为？[答案见后]6.9当同步发电机与大容量电网并联运行以与单独运行时,其cosφ是分别由决定的？为？[答案见后]6.10 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]6.11两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]6.12 同步电动机与感应电动机相比有何优缺点？[答案见后]6.13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如下关系式[答案见后]6.14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,阻尼绕组对参数的影响？[答案见后]6.15有一台三相汽轮发电机,P N＝25000kW,U N＝10.5kV,Y接法,cosφN＝0.8〔滞后〕,作单机运行.由试验测得它的同步电抗标么值为X*t＝2.13.电枢电阻忽略不计.每相励磁电动势为7520V,试分析如下几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值,并说明其电枢反响的性质：〔1〕每相是7.52Ω的纯电阻；〔2〕每相是7.52Ω的纯感抗；〔3〕每相是15.04Ω的纯容抗；〔4〕每相是<7.52－j7.52>Ω的电阻电容性负载.[答案见后]6.16有一台P N＝25000kW,U N＝10.5kV,Y接法,cosφN＝0.8〔滞后〕的汽轮发电机,X*t＝2.13,电枢电阻略去不计.试求额定负载下励磁电动势E0与E*0与I*的夹角ψ.[答案见后]6.17一台隐极同步发电机,在额定电压下运行,X*t＝2,R a≈0,试求：〔1〕调节励磁电流使定子电流为额定电流时,cosφN＝1,空载电动势E*0是多少？〔2〕保持上述E*0不变,当cosφN＝0.866〔滞后〕时,I*是多少？[答案见后]6.18试验某台S N＝30000kVA,线电压U N＝11000V,I N＝1570A,功率因数cosφ＝0.8〔滞后〕,n N＝3000r/min,f N＝50Hz,Y接法三相汽轮发电机,得到如下数据：〔1〕空载特性〔线值〕E0=kI f,k=100V/A ；〔2〕短路特性I k=24I f；〔3〕电机额定运行时漏磁电动势,电枢电阻R a=0,试求：〔1〕运行在额定状态时的励磁电流为多少？〔2〕求额定负载下的电压变化率.[答案见后]6.19一台三相隐极发电机与大电网并联运行,电网电压为380V,Y接法,忽略定子电阻,同步电抗X t=1.2Ω,定子电流I=69.51A,相电势E0=278V,cosφ=0.8〔滞后〕.试求：〔1〕发电机输出的有功功率和无功功率；〔2〕功率角.[答案见后]6.20 一台汽轮发电机额定功率因数为cosφ=0.8〔滞后〕,同步电抗X*t＝0.8,该机并联于大电网,如励磁不变,输出有功功率减半,求电枢电流与功率因数.[答案见后]6.21一台三相Y接隐极同步发电机与无穷大电网并联运行,电网电压U＝400V,发电机的同步电抗X t=1.2Ω ,当cosφ=1时,发电机输出有功功率为80kW.假如保持励磁电流不变,减少原动机的输出,使发电机输出有功功率为20kW,忽略电枢电阻,求功率角、功率因数、定子电流、输出的无功功率与其性质.[答案见后]6.22试推导凸极同步电机无功功率的功角特性.[答案见后]6.23一台隐极发电机,S N＝7500kVA,cosφN=0.8〔滞后〕,U N＝3150V,Y接,同步电抗为1.6Ω.不计定子阻抗,试求：〔1〕当发电机额定负载时,发电机的电磁功率P em、功角θ、比整步功率P syn与静态过载能力.〔2〕在不调整励磁情况下,当发电机输出功率减到一半时,发电机的电磁功率P em、功角θ、比整步功率P syn与负载功率因数cosφ.[答案见后]6.24三相隐极同步发电机,Y接法,S N＝60kVA,U N＝380V,同步电抗X t＝1.55 ,电枢电阻略去不计.试求：〔1〕当S＝37.5kVA、cosφ=0.8〔滞后〕时的E0和θ；〔2〕拆除原动机,不计损耗,求电枢电流.[答案见后]6.25三相凸极同步电动机X q＝0.6X d,电枢绕组电阻不计,接在电压为额定值的大电网上运行.该电机自电网吸取功率因数为0.80〔超前〕的额定电流.在失去励磁时,尚能输出的最大电磁功率为电机的输入容量〔视在功率〕的37％,求该电机在额定功率因数为0.8〔超前〕时的励磁电动势E0〔标么值〕和功率角θ.[答案见后]6.26设有一台三相、Y接法凸极同步发电机,测得各种参数如下：X d=1.45Ω,X q=1.05Ω,X-=0.599Ω, X0=0.20Ω.电机每相空载电势E0=220V时,试求：<1> 三相稳态短路电流；<2> 两相稳态短路电流；<3> 单相对中点稳态短路电流；[答案见后]参考答案见后6.1答：空载时,定子绕组中没有电流,气隙磁场是转子绕组中直流电流激励的.负载以后,定子三相电流产生旋转磁动势,其基波以同步速度旋转,与转子相对静止.气隙磁场是由转子绕组中直流电流和定子绕组中三相交流电流共同激励的.6.2答：由于励磁绕组电流相对较小,电压低,放在转子上引出较为方便.电枢绕组电压高、电流大、容量大,放在转子上使结构复杂、引出不方便.故大容量电机将电枢绕组作为定子、磁极作为转子,为磁极旋转式.6.3答：在凸极同步电机中,采用双反响理论,即当电枢磁动势的轴线既不和直轴也不和交轴重合时,可以将它分解为直轴分量F ad和交轴分量F aq两局部,然后分别求出直轴电枢反响磁通Φad和交轴电枢反响磁通Φaq,再由Φad和Φaq分别求出直轴电枢反响电动势E ad和交轴电枢反响电动势E aq,最后再将它们叠加.6.4答：在凸极同步电机中沿电枢圆周的气隙不是很均匀的,分析其电枢反响时,要用双反响理论,即把电枢反响磁动势分解成垂直和平行于电动势E0的两个分量F ad和F aq,它们分别产生直轴电枢反响磁通Φad和交轴电枢反响磁通Φaq,相应的电流也分解成两个分量.因此,或,,或,由于直轴磁路的磁导比交轴磁路的磁导要大得多,同样大小的电流产生的磁通和相应的电动势也都大得多,所以电抗X ad > X aq.6.5答：因空载电势和转速成正比,如果转速降为0.95 n N, 如此空载电势也降到额定转速下的0.95n N.同步电抗与频率成正比,也降低到0.95倍,所以短路电流I k=E0/X d不变.但当转速再降低时,由于E0和X d都与转速成正比的减小,而电枢电阻R a与转速无关,因此IR a在电动势方程式所占分量已较大,不能忽略不计,随着转速的降低,短路电流减小.6.6答：短路时由于电枢反响的去磁作用使气隙磁通很小,电机磁路处于不饱和状态,此时对应的X d是不饱和值.额定负载运行时,气隙磁通较大,直轴磁路处于饱和状态,此时对应的X d是饱和值.交轴磁路气隙大,磁路不饱和,故X q一般取不饱和值.6.7答：同步发电机三相突然短路瞬间,各绕组均要保持磁链不变.电枢反响磁通的突然变化.将在转子绕组感应出电流来抵制电枢反响磁通,迫使电枢反响磁通只能从转子绕组外的漏磁通闭合,磁阻增加使电抗减小,短路电流受超瞬态电抗X"d限制.稳态短路时,电枢反响磁通穿过转子绕组磁路,磁阻小电抗大,短路电流受同步电抗X d限制.因为X"d<<X d,故突然短路电流比稳态短路电流大得多.转子各个绕组有电阻,所以短路电流会衰减,阻尼绕组的电抗与电阻的比值比励磁绕组的电抗与电阻的比值小得多,阻尼绕组电流衰减完毕,短路电流受瞬态电抗X´d限制.励磁绕组电流衰减完毕,短路电流受同步电抗限制,即为稳态短路电流,突然短路电流可达额定电流的10～20倍.突然短路电流与合闸瞬间有关,考虑一下两种情况：〔1〕合闸瞬间,短路绕组中磁链ψ0=0,此时绕组感应电动势最大；短路电流为感性电流,滞后电动势90°,此时短路电流中只有交流分量而没有直流分量.短路电流起始之受X"d限制,幅值为I"m,如无阻尼绕组,如此短路电流起始值受X´d限制,幅值为I´m,稳定短路电流幅值为I m.突然短路电流的表达式为i k=E om[<1/X"d-1/X´d>exp<-<t/T"d>>+<1/X´d-1/X d>exp<-<t/T´d>+1/X d]sinωt 〔2〕合闸瞬间,短路绕组中磁链最大,ψ0=ψmax,此时绕组感应电动势为零,短路电流滞后电动势90°,为负的最大值.为了保证磁链守恒,短路电流中除交流分量外还有直流分流,直流分量的初始值和交流分量的初始值相等,使总的瞬间电流为零.突然短路电流表达式为i k=E om[<1/X"d-1/X´d>exp<-<t/T"d>>+<1/X´d-1/X d>exp<-<t/T´d>+1/X d]sin<ωt-90 o>+<E om/X"d>exp<-<t/T a>由此可见,直流分量与短路初瞬间该绕组中磁链的大小有关,即与合闸瞬间有关,短路电流应为交流分量〔周期性分量〕和直流分量〔非周期性分量〕之和.6.8答：在同步电机中,励磁电动势和电机端电压都是向量,不能根据它们的大小来判断电机的运行状态,而应该根据气隙合成磁场与主磁极轴线的相对位置来决定.当主磁极场轴线超前气隙合成磁场轴线时,为发电机状态；重合时为调相机状态；滞后时为电动机状态.6.9答：不论是隐极还是凸极同步发电机,在单独运行时其功率因数由负载性质决定.由隐极同步发电机的电压方程式可知如果纯电阻负载,如此；假如为纯感性负载或纯容性负载,如此；一般为阻抗性混合负载.改变发电机励磁电流大小,将影响发电机的电势、端电压与输出功率的大小,而不影响功率因数；但如果改变机组转速,将影响发电机的频率、电势、同步电抗和负载电抗,因而将影响功率因数.当同步发电机与大容量电网并联时,由于电网容量很大,电网电压U与频率可认为等于常数.发电机的有功电流由发电机组转矩的大小决定,而无功电流如此由励磁电流I f与由其所产生的电动势E0所决定.在一定的有功电流下改变发电机的励磁电流就可以调节发电机的功率因数〔详见同步发电机的V形曲线〕.在一定的励磁电流下,改变有功电流同时也调节了发电机的功率因数.故调节励磁电流与机组的输入转矩均可改变其功率因数.要保持功率因数一定,调节有功电流的同时还必须适当地调节无功电流.6.10答：当隐极同步发电机的电磁功率不变时,有因E0=4.44fΦm N1k N1,即E0∝Φm.根据电机的磁化曲线Φm=f<I f>,对于某一I f值,可以查得相应的E0值.根据电磁功率表达式,在一定的P em、X t与U下可求得功率角θ.又根据电动势平衡方程式可求得定子电流I的大小与相位.假如给出不同I f,可求出在一定P em下的曲线I=f<I f>,由于该曲线呈V形,又称V形曲线.对应不同的P em值,可得V形曲线簇.6.11答：这时各电机的有功功率分配取决于两台原动机的转速－功率特性,无功功率分配取决于两台电机的励磁电流和当时的端电压.当单独增加一台发电机的输入功率将提高系统频率并且改变有功功率分配,当单独增加一台发电机的励磁电流将提高系统电压并改变无功功率分配,为了保持频率与电压不变,必须将两台电机同时调节,而且往往需要将原动机功率和励磁电流联系在一起调节.6.12答：同步电动机与感应电动机相比,最突出的优点是功率因数可以根据需要在一定X围内调节.当不计凸极效应时,它的最大转矩和电网电压成正比,不像感应电机那样和电网电压的平方成正比,所以当电网电压下降时,同步电动机过载能力的减低不像感应电机那样显著.但同步电动机也有缺点；起动起来比拟复杂；要有直流励磁电源,结构复杂,价格较贵.6.13 解：参见图所示电动势相量图,可知E0=U cos<ψ-φ>+IX d sinψ+IR a cosψ=U cosψcosφ+U sinψsinφ+IX d sinψ+IR a cosψ=<U cosφ+IR a>cosψ+<U sinφ+IX d>sinψ因代入上式,得6.14答：直轴同步电抗是表征同步电机在对称稳态运行时电枢绕组反响磁场和电枢漏磁场作用的综合性参数,这时直轴电枢反响磁通Φad经过主磁通Φ0所经过的〔直轴〕磁路.同步电机在对称突然短路时,电枢反响磁通Φ''ad被挤到阻尼绕组和励磁绕组漏磁通的路径上去,与此相应的电抗称为直轴超瞬变电抗,这个磁路的磁阻比主极磁通Φ0〔或者Φad磁通〕所经过的磁路的磁阻大很多,即磁导小很多,相应的直轴电抗X"d也比X d小很多.由于阻尼绕组的时间常数较小,故其电流衰减快.当阻尼绕组电流衰减完毕后,与此相应的电枢反响磁通Φ'ad可以穿过阻尼绕组,这时定子周期性电流改为由X'd限制,X'd称为直轴瞬变电抗.其表达式分别为X d=X ad+XσX'd=X'σ+1/<1/X ad+1/X fσ>X"d=Xσ+1/<1/X ad+1/X fσ+1/X Ddσ>其中：Xσ表示电枢漏电抗X d表示直轴电枢反响电抗X fσ、X Ddσ表示励磁绕组与直轴阻尼绕组的漏电抗与X"d相对应的等效电路见图,如无直轴阻尼绕组,即图中X Ddσ支路开路,如此X"d 变成了X'd.由上式可知：X"d<X'd<X d；直轴同步电抗X d与直轴瞬变电抗X'd与阻尼绕组无关,直轴超瞬变电抗X"d与阻尼绕组有关,X Ddσ越小,X"d也愈小.6.15 解：阻抗基值同步阻抗〔1〕纯电阻负载时电枢电流A电流滞后于的角度为ψ＝45o,故电枢反响是直轴去磁兼交磁的作用.〔2〕纯电感负载时电枢电流此时为ψ＝90o,故电枢反响是直轴去磁作用.〔3〕纯电容负载时电枢电流此时ψ＝－90o,故电枢反响是直轴助磁作用.〔4〕阻容性负载并且下X＝X t 时电枢电流此时为ψ＝0o,故电枢反响为交磁作用.6.16解：取＝故ψ＝θ＋φ＝36.76o+36.8o6.17解：〔1〕当cosφ＝1时,有〔2〕当时,〔滞后〕,如此得出I*X*t=1.56I*=1.56/X*t=0.786.18解：<1> 当I k=I N=1570A 时,I f＝1570/24＝65.6A；当I f＝65.6A时,.当时,＝.同步电抗漏电抗＝9137V运行在额定状态下所需励磁电流<2>6.19解：输出有功功率由P em=<mE0U/X t>sinθ得s inθ=P em X t/<mE0U> =0.239功率角无功功率kVar或者kVar6.20 解：U*=1, I*=0.8－j0.6,P*＝0.8,X*t＝0.8,如此励磁不变、输出有功减半时,P*＝0.4,如此<X t*I*>2=E0*2+U*2-2E0*U*cosθ定子电流I*＝0.824有功功率功率因数6.21解：当时令,当时即功率角电枢电流功率因数cosφ´＝cos46.21o= 0.692 <滞后>无功功率〔滞后〕6.22解：Q = mUI sinφ = mUI sin<ψ-θ> = mUI sinψcosθ-mUI cosψsinθ=mUI d cosθ－mUI q sinθ因,故6.23解：〔1〕额定电流励磁电动势功率角θ=29.28o电磁功率＝6000kW比整步功率P syn=<mUE0>/X t cosθ=〔3×1818.7×3589>/1.6×cos29.28o×10-3= 10702kW/rad过载能力〔2〕输出功率减半时,电磁功率也减半,如此由功角特性得得功率角比整步功率P syn=<mUE0>/X t cosθ=〔3×1818.7×3589>/1.6×cos14.15o×10-3= 11897kW/rad由得负载功率因数6.24解：〔1〕在S＝37.5kVA、cosφ=0.8〔滞后〕时,电枢电流为励磁电动势功率角θ=14.58o〔2〕拆除原动机,θ＝0,E0和U同相位,如此电枢电流6.25解：当E0 ＝0时,输出最大电磁功率为即,功率角励磁电动势=1.688 6.26解：〔1〕三相稳态短路电流〔2〕两相稳态短路电流〔3〕单相对中点稳态短路电流。
电机学作业及答案(同步电机)
同步电机章节作业：1. 有一台TS854-210-40的水轮发电机，P N =100兆瓦，U N =13。
8千伏，9.0cos =N ϕ，f N =50赫兹，求（1）发电机的额定电流；（2）额定运行时能发多少有功和无功功率？（3）转速是多少？解：（1）额定电流A U P I NN N N 6.46489.0108.13310100cos 336=⨯⨯⨯⨯==ϕ（2）有功功率MW P N 100=无功功率 var 4.48)9.0tan(arccos 100tan M P Q N N =⨯==ϕ （3）转速 min /15020506060r p f n N N =⨯==2.同步发电机的电枢反应性质主要决定于什么？在下列情况下（忽略电机自身电阻），电枢反应各起什么作用？1） 三相对称电阻负载；2） 电容负载8.0*=c x ，发电机同步电抗0.1*=t x ； 3） 电感负载7.0*=L x答： 电枢反应的性质取决于内功率因数角ψ，而ψ角既与负载性质有关，又与发电机本身的参数有关。
由等效电路图可知（忽略电枢绕组电阻r a ）： ①当负载阻抗为Z L =R 时，阻抗Z=jx t +R ，其阻抗 角ψ在900>ψ>00范围内，即空载电动势.0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ在900>ψ>00范围内，所以电枢反应既有交轴又有直轴去磁电枢反应；②当负载阻抗为Z L =-jx c 时，阻抗Z=jx t -jx c ，由于x t *=1.0>x c *=0.8, 阻抗角ψ=900，即空载电动势.0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应；③当负载阻抗为Z L =jx L 时，阻抗Z=jx t +jx L 的阻抗角为ψ=900，即空载电动势.0E 和电枢电流。
I 之间的相位角ψ=900，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应。
3. 试述直轴和交轴同步电抗的意义。
电机习题与解答(同步电机)
6.1 三相同步发电机基本工作原理和结构6-1-1 同步发电机是怎样发出三相对称正弦交流电的？答： 同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。
（1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转子磁场在气隙空间分布的波形，制造时使转子磁极的磁场在气隙空间尽可能按正弦波分布，三相绕组的Y 形连接和采用短距、分布绕组，便得到正弦波形的感应电动势；（2）大小：由于定子三相绕组对称，它们切割同一个转子磁场，三相感应电动势也对称，大小均为01144.4Φ=W K fN E（3）相位差和相序：由于定子绕组在空间位置上互差1200电角度，转子旋转磁场切割定子三相绕组在时间上有先后顺序，定子的三相感应电动势在时间相位上就互差1200电角度，如果将先切割的一相定义为A 相，则后切割的那两相就为B 相和C 相，因此三相电动势的相序与转子转向一致，其由转子转向决定； （4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经历一个周期的变化，若电机有p 对磁极，转子以每分钟n 转旋转，则每分钟内电动势变化pn 个周期，即频率为：60pn f =也就是当电机的磁极对数p 一定时，频率f 和转速n 有严格不变的关系。
6-1-2 什么叫同步电机？其感应电动势频率和转速有何关系？怎样由其极数决定它的转速？答： 转子的转速恒等于定子旋转磁场的转速的电机称为同步电机，其感应电动势的频率与转速之间的关系是：60pnf =，当电机的磁极对数p 一定时，f ∝n ，即：频率f 与转速n 之间保持严格不变的关系。
6-1-3 说明汽轮发电机的基本结构，为什么汽轮发电机的转子采用隐极式，而水轮发电机的转子采用凸极式？答：汽轮发电机的基本结构由定子、转子两部分组成，定子由定子铁心、电枢绕组、机座及端盖等部件组成；转子由转子铁心、励磁绕组、护环、集电环、中心环、阻尼绕组和风扇等组成。
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 >>>>。
最新同步发电机习题二-(有答案)
同步发电机习题二-(有答案)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 2q dmU 11()sin22X X δ-Ω 18、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。
同步发电机的稳态功角特性习题(精)
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）。
同步发电机习题二(有答案)
同步发电机习题二—、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 书=0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 书=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S 有双重含义，一是 __________ 和 ____________之间的夹角；是 __________ 和 __________ 空间夹角。
电力系统分析习题库含参考答案
电力系统分析习题库含参考答案一、单选题（共58题，每题1分，共58分）1.三相导线水平布置，相邻导线间的的距离为6米，几何均距为(____)。
A、6m$B、$7.56m$C、$12mD、$10.39m$正确答案：B2.下面能够提高三相短路情况下电力系统并列运行暂态稳定性的一组措施是(____)。
A、快速切除故障、快速关闭汽轮发电机气门、线路装设重合闸$B、$快速切除故障、线路装设重合闸、变压器中性点经小电阻接地$C、快速切除故障、快速关闭汽轮发电机气门、变压器中性点经小电阻接地$D、$快速切除故障、变压器中性点经小电阻接地、发电机装设强励装置正确答案：A3.关于变压器，下列说法错误的是(____)。
A、对电压进行变换，升压满足大容量远距离输电，降压满足用电需求$B、$变压器的二次侧绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的l.1倍C、$变压器不仅可以对电压大小进行调整，也可以对功率大小进行变换$D、$当发电厂升压变压器一次侧绕组与发电机直接相连时，一次侧绕组的额定电压与发电机的额定电压相同$正确答案：C4.下面所列的电力系统负荷波动中可以预测的是（）A、$5由大容量的用电设备投入或退出所引起的第二类负荷变化$B、由用电设备的投入和退出运行所引起的第一类负荷变化$C、$由生产、生活规律和气象条件变化所引起的第三类负荷变化$D、$第一类和第二类负荷变化正确答案：C5.有功负荷备用一般为最大负荷的(____)。
A、$5%-1O%B、$5%-7%$C、2%-5%$D、$4%-5%$正确答案：C6.三相短路的短路电流只包含(____)。
A、$反分量B、$零序分量$C、$负序分量$D、正序分量$正确答案：D7.对电力系统并列运行的暂态稳定性而言，最不利的短路故障是(____)。
A、三相短路$B、$两相短路C、$单相接地短路$D、$两相短路接地$正确答案：A8.电力线路的平均额定电压较线路额定电压约高出(____)。
新能源汽车理论习题库(含参考答案)
新能源汽车理论习题库（含参考答案）一、单选题（共79题，每题1分，共79分）1.下面哪种功能不属于变流的功能()A、直流斩波B、交流调压C、有源逆变D、变压器降压正确答案：D2.光敏电阻比探测率是指光敏元件在具有单位面积、放大器的带宽为()Hz 的条件下, 单位功率的辐射所获得的信号与噪声之比。
A、10B、100C、5D、1正确答案：D3.以下不属于锂离子电池优点的是( )。
A、自放电率低B、能量密度高C、安全隐患大D、开路电压大正确答案：C4.具有高压互锁功能的高压连接系统,系统的功率端子和信号/控制端子应满足:①高压连接系统连接时,()先接通,()后接通;②高压连接系统断开时,()先断开,()后断开。
""A、"功率端子、信号/控制端子;功率端子、信号/控制端子"B、"信号/控制端子、功率端子;信号/控制端子、功率端子"C、"信号/控制端子、功率端子;功率端子、信号/控制端子"D、"功率端子、信号/控制端子;信号/控制端子、功率端子"正确答案：D5.对阻容耦合多级放大电路分析时,以下观点错误的是()。
A、多级放大电路的输出电阻等于最后一级放大电路的输出电阻B、多级放大电路的总放大倍数等于各级放大倍数的积C、多级放大电路的输入电阻等于最后一级放大电路的输出电阻D、多级放大电路的输入电阻等于第一级放大电路的输入电阻正确答案：C6.智能网联汽车的通信定位和地图技术,包括数台智能网联汽车之间信息共享与协同控制所必须的( ),移动自组织网络技术,以及高精度定位技术,高精地图及局部场景构建技术。
A、通信保障技术B、控制执行技术C、车辆控制技术D、PID 控制技术正确答案：A7.晶闸管触发电路中,若改变()的大小,则输出脉冲产生相位移动,达到移相控制的目的。
A、同步电压B、控制电压C、脉冲变压器变比D、以上均不对正确答案：B8.传感技术要在物联网中发挥作用,必须具有如下特征:传感部件(或称传感触点)要敏感、型小、节能。
同步电机课后习题参考答案
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。
第二章同步发电机励磁自动控制系统（习题及答案）
第二章同步发电机励磁自动控制系统（习题及答案）第二章作业习题1、同步发电机励磁自动调节的作用是什么？（1）电力系统正常运行时，维持发电机或系统某点电压水平；（2）在并列运行发电机之间，合理分配机组间的无功负荷；（3）提高发电机静稳定极限。
（4）提高系统的动态稳定；（5）限制发电机突然卸载时电压上升；（6）发电机故障时，对发电机实行快速灭磁。
2、同步发电机的励磁系统有哪几种？各有何特点？励磁系统包括：直流励磁系统、交流励磁系统、静止励磁系统。
（1）直流励磁机特点：结构简单；靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件；维护量大，造价高；励磁系统的容量受限制；（2）交流励磁系统；励磁系统的容量不受限制；不受电网干扰，可靠性高；取消了滑环和炭刷，维护量小，不存在火花问题。
无炭粉和铜末引起电机线圈污染，绝缘的寿命较长；无法对励磁回路进行直接测量，如转子电流、电压，转子绝缘等；无法对整流元件等的工作情况进行直接监测；对整流元件等的可靠性要求高；（3）静止励磁系统结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；无励磁机，缩短机组长度，可减少电厂土建造价；直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度；保护配合较复杂；3、强励的基本作用是什么？衡量强励性能的指标是什么？（1）作用：有利于电力系统的稳定运行；有助于继电保护的正确动作；有助于缩短短路故障切除后母线电压的恢复时间；有助于电动机的自启动过程；（2）指标：强励倍数K HSE；励磁电压响应比4、何谓灭磁？常见的三种灭磁方法是什么？（1）灭磁：使发电机励磁绕组的磁场尽快地减弱到最低程度。
（2）灭磁方法：励磁绕组对常数电阻放电灭磁；励磁绕组对非线性电阻（灭弧栅）放电灭磁；全控整流桥逆变灭磁；。
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。
电机学第11章同步发电机的基本工作原理和结构思考题与习题参考答案
20 1第11章同步发电机的基本工作原理和结构思考题与习题参考答案11.1同步发电机感应电动势的频率和转速有什么关系？在频率为50H z 时，极数和转速有什么关 系？答:频率与转速的关系为： f 二凹 当频率为50Hz 时，pn = 60 50 = 3000 。
6011.2为什么汽轮发电机采用隐极式转子，水轮发电机采用凸极式转子？答：汽轮发电机磁极对数少（通常 p=1），转速高，为了提高转子机械强度，降低转子离心力，所以采用细而长的隐极式转子；水轮发电机磁极对数多，转速低，所以采用短而粗的凸极式转子。
11.3试比较同步发电机与异步电动机结构上的主要异同点。
答：同步发电机和异步电动机的定子结构相同，都由定子铁心、定子三相对称绕组、机座和端盖等 主要部件组成。
但这两种电机的转子结构却不同，同步发电机的转子由磁极铁心和励磁绕组组成， 励磁 绕组外加直流电流产生恒定的转子磁场。
转子铁心又分为隐极式和凸极式两种不同结构。
异步电动机的 转子分为笼型和绕线型两种结构形式，转子绕组中的电流及转子磁场是依靠定子磁场感应而产生的， 故 也称为感应电动机。
11.4 一台汽轮发电机，极数 2p =2 , P N = 300MW ,U N =18kV , cos :N =0.85, f N =50Hz ， 试求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率(2) P N -300MW S N =P N /COS N =300/0.85 = 352.94MVAQ N 二 S N sin N 二 352.94 0.527 二 186M var11.5 一台水轮发电机，极数 2p =40，P N =100MW ,U N =13.8kV , cos = =0.9 , f N =50Hz ， 求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率；（3）发电机的转速 S N =P N /cos N =100/0.9 = 111.11MVAQ N 二 S N sin N =111.11 0.436 = 48.44M var(3) 60f N n = p 60 50 =150r / min解:( 1)I N 二 3U N COS \ 300汇106 、3 18 103 0.85 = 11320.6A解:（ 1） _ _ P N N J3U N cosh100"063 13.8 103 0.9 二 4648.553A(2) P N -100MW。
同步机电磁关系练习题及答案
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 ，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.★对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（）。
A ；B ；
C ；D 。
三、判断
1.一并联在无穷大电网上的同步电机，要想增加发电机的输出功率，必须增加原动机的输入功率，因此原动机输入功率越大越好。（）
2.改变同步发电机的励磁电流，只能调节无功功率。（）
3.★同步发电机电枢反应的性质取决于负载的性质。（）
4.★同步发电机的短路特性曲线与其空载特性曲线相似。（）
5.同步发电机的稳态短路电流很大。（）
6.利用空载特性和短路特性可以测定同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。（）
7.★凸极同步电机中直轴电枢反应电抗大于交轴电枢反应电抗。（）
8.★在同步发电机中，当励磁电动势 与 电枢电流同相时，其电枢反应的性质为直轴电枢反应。（）
第六章同步电机答案
一、填空
7.★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
8.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
9.★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。
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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 2q dmU 11()sin22X X δ-Ω 18、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。
（欠励，感性，过励，感性）19、同步发电机按转子结构分，有 , ；按原动机类型分，主要有 , ；（凸极式和隐极式；汽轮层峦叠嶂电机和水轮发电机）20、同步电机空载运行指仅有_____________输出，________________输出为零二、单项选择题1、并联于大电网上的同步发电机，当运行于cos =1.0的情况下，若逐渐减小励磁电流，则电枢电流是（ A ）A ．逐大B ．逐小C ．先增大后减小D ．先减小后增大2、 同步发电机电枢反应性质取决于( C )A ．负载性质B 发电机本身参数C ．负载性质和发电机本身参数D 负载大小3、 同步发电机短路特性是一条直线的原因是（ B ）。
A ．励磁电流较小磁路不饱和B ．电枢反应去磁作用使磁路不饱和C ．短路时电机相当于一个电阻为常数的电路运行，所以Ik 和If 成正比D ．短路时短路电流大使磁路饱和程度提高4、三相同步发电机的cos 0.8N ϕ=，所谓正常励磁状态是指励磁电流（ D ）A 额定励磁电流B 输出感性无功功率所需的励磁电流C 输出容性无功功率所需的励磁电流D 仅有有功功率输出时的励磁电流5．异步电动机处于理想空载状态时，转差率为( A )。
A. s=0B. s=1C. 0<s<1D. s<06、并联于大电网上的同步发电机，当运行于cos =1.0的情况下，若逐渐增大励磁电流，则电枢电流是（ A ）A ．逐大B ．逐小C ．先增大后减小D ．先减小后增大7．同步发电机在无穷大电网上运行，在下列哪种情况下静态稳定性能较好（ A ）。
A.短路大B.欠励运行C.过励运行D.同步电抗大8．隐极同步发电机静态稳定运行的极限对应的功率角为（ B ）A 0︒B 90︒C 180︒D 75︒9、同步发电机当其电枢电流超前空载电势运行时，其电枢反应为（ D ）A 交磁B 直轴增磁C 交磁兼直轴去磁D 交磁兼直轴增磁10、同步电机运行于电动状态，其（ D ）A 0E U >B 0E U <C 1f F 超前F δD 1f F 滞后F δ三、作图题1、当一台隐极同步电机发出有功功率，同时发出感性无功功率时，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3、★画出隐极同步发电机的电动势相量图和等效电路图。
4、★作出同步发电机的外特性和调整特性。
5、★作出同步发电机的V 形曲线，并说明其特点。
6、★同步电机时-空相矢量图四、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。
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。
（答：（1）校验发电机相序把发电机拖动到接近同步转速，励磁绕组经限流电阻短路。
（2）发电机投放电网，立即加直流励磁电流，此时靠定、转子磁场间所形成的引力就可把转子自动牵入同步。
）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。
（答：（1）发电机频率等于电网的频率；若不等，调节原动机的转速，改变发电机的频率（2）发电机的电压幅值等于电网电压的幅值，且波形一致；若不同，调节励磁电流从而改变发电机的端电压。
（3）发电机的电压相序与电网的电压相序相同；若发电机与电网的相序不同,需对调发电机或电网的任意两根接线。
（4）在合闸时，发电机的电压相位与电网电压的相位一样；若不一致，需微调节转速。
）5、用电枢反应理论解释同步发电机的外特性。
（同步发电机的外特性是指同步发电机在转速为额定转速、功率因素为常数、励磁电流为额定值时测出的发电机端电压关于电枢电流的特性曲线。
当功率因素为小于1（滞后）时特性曲线为略微下降趋势，这时因为电枢电流起到了去磁作用，使得磁通减小，进而使得感应电势减小，进而使电压下降。
当功率因素为等于1时特性曲线为略微下降趋势，因为电机本身有电感，电流仍滞后于电压，内功率因素角接近于90度，直轴电枢反应影响较小，电压下降不大。
当功率因素为小于1（超前）时特性曲线为略微上翘趋势，这时因为电枢电流起到了增磁作用，使得磁通增大，进而使得感应电势增大超过了内阻压降值，进而使电压上升。
）6、简述同步电动机异步起动过程采用感应电动机工作原理.在转子极靴上加装起动绕组（发电机称为阻尼绕组），起动时，励磁绕组不能开路（以免产生过大的感应电势，击穿绝缘），亦不能直接短路（以免产生大电流），需串入阻值约为10倍的电阻。
起动过程就是依靠电磁感应原理产生电磁转矩而旋转.当异步起动使转子转速上升接近同步转速，加入直流励磁，进入同步电机运行状态。
7、什么是无限大电网，它对并联于其上的发电机有什么约束？电网的容量相对于并联的同步发电机容量来说要大得多，如果对并联在电网上的同步发电机进行有功功率和无功功率调节时，对电网的电压和频率不会有什么影响。
无限大电网的特点是端电压和频率均可认为是恒定的。
8、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？9、一台与电网并联运行的同步发电机，仅输出有功功率，无功功率为零，这时发电机电枢反应磁动势的性质是什么？10、并联于电网上运行的同步电机，从发电机状态变为电动机状态时，其功率角θ、电磁cos各会发生怎样的变化？转矩T、电枢电流I及功率因数ϕ11、并联于无限大电网运行的隐极同步发电机，当调节发电机有功功率输出而保持无功功率输出不变时，功率角及励磁电流是否变化？电流和空载电动势的变化轨迹是什么？12、并联在电网运行的同步发电机，当保持励磁电流不变时，调节发电机输出有功功率，输出无功功率变不变？试问电流和空载电动势变化规律是什么？当励磁电流为常数时，调节发电机输出的有功功率，发电机的无功功率也会改变，输出有功功率减少时，输出落后性无功功率会增大。
电动势向量的轨迹是一个圆，电枢电流向量的轨迹也是一个圆(圆心不是0)，把它们称为同步电机的圆图。
五、计算题1、有一台隐极同步发电机带三相对称负载，cos 1ϕ=此时，,N N U U I I ==若该电机的0.15,0.85a X X σ==电枢电阻略去不计。
用时间相量求出空载电动势'0,,E ψθ2、★一台三相星形联结1500KW 的水轮同步发电机，额定电压6300V ,额定功率因素cos 0.8N ϕ= (滞后),已知它的参数 21.3,13.7d q X X =Ω=Ω忽略电枢电阻,试求:(1) d q X X 和的标么值;(2) 画出电动势相量图;(3) 计算额定负载时的电动势0E3、★已知一台4极隐极同步电机，端电压31.1, 1.2,cos 2C U I X ϕ====（滞后），忽 略定子电阻，励磁磁动势幅值为1f F 电枢反应磁动势的幅值112a f F F =，试用时空相－矢量图求出合成磁动，试用时空相－矢量图求出合成磁动势 1f F δ与F 的 夹角和空载时电动势0E4、★一台11KV 、50HZ 、4极星形联结的隐极同步发电机，同路电抗12s X =Ω不计电枢电阻，该发电机并联于额定电压的电网运行。
输出有功功率3MW ，功率因素为0.8（滞后）（1）求每相空载电动势0E 和功率角θ（2）如果励磁电流保持不变，求发电机不失去同步时所能产生的最大电磁转矩。
5、★一台隐极同步发电机并联运行,已知31,1,1,cos (2s U I X ϕ====滞后)忽略定子绕组电阻现调节原动机使有功输出增加一倍.同时调节励磁电流其增加20%,试求:(1)画出调节后的电动势相量图(2)说明无功功率输出是增加还是减小了?6、★一台与无限大电网并联的三相6极同步发电机,定子绕组星形联结, 100,2300,60N N S kVA U V f Hz ===，64.4s X =Ω忽略电枢电阻,已知空载时,励磁电流为23A ，此时发电机的输入功率为3.75KW,设磁路线性,求:(1) 当发电机输出额定电流、功率因素cos 0.9ϕ=（滞后）时，所需励磁电流为多少？发电机的输入功率是多少？(2) 当发电机输出每相电流为15A ，且励磁电流为20A 时，发电机的电磁转矩T 和过载能力 m λ 是多少7、★一台汽轮发电机数据如下：31250,10500,cos 0.8(N N N S kVA U V ===滞后)， 7.0=ΩC X ，此发电机并联于无限大电网运行，（１）发电机额定负载时的功率角N θ，电磁功率M P ，过载能力m k 为多大？（２）这台发电机如有功输出减小一半，励磁电流不变，求,M P θϕ及功率因数问输出的无功功率怎样变化？8、一台同步发电机的参数，用标么值表示时为：d X ＝0.9，q X ＝0.6。