《同步发电机习题》word版

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 P252

3、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。P267

5、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。减小励磁电流if时，发电机发出的有功功率不变（不计电枢电阻）。因此，电枢电流I 变化的轨迹是垂直于U的直线。随着if的减小，I由滞后于U变为与U同相；若进一步减小if，I将超前于U。I的有效值，在I滞后于U时随if减小而变小；在I超前于U时，则随if的减小而增大。

6、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？

此时sinφ=0，即φ=0 I 与U 同相画出电动势相量的图可知此时电枢反应的磁动势性质为直轴去磁磁动势和交轴磁动势。

为什么当ϕ

cos滞后时，电枢反应在发电机的运行里显示出去磁作用；而在电动机中起增磁作用？

因为在发电机和电动机中，电流I的正方向规定得正好相反，如图19-1（a），（b）所示。在发电机中，正的I产生正的电枢反应磁动势Fα；而在电动机中，正的I产生负的电枢反应磁动势Fα。因此，当cosφ为滞后即I滞后于U时，在发电机中Fα起去磁作用，在电动机中Fα则气增磁作用，相应的时空-矢量图分别如图19-1（c）（d）所示

7、同步电动机欠励运行时，从电网吸收什么性质的无功功率？过励时，从电网

吸收什么性质的无功功率？

同步电动机欠励，过励运行时，分别从电网吸收感性和容性无功功率。

8、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、电磁转矩T、电枢电流I及功率因数ϕ

cos各会发生怎样的变化？

功率角θ和电磁转矩T先都逐渐减小，减为零后，再随负载增加而反向逐渐增大。随着θ减小，电枢电流I和功率因数cosφ的值也减小。当θ减至零时，I的值达到最小值，cosφ=0，即φ=90°。之后，随着θ反向增大，I和cosφ的大小又都增大，但cosφ符号与原来发电机时的相反，即仍采用发电机惯例时，有φ＞90°，而无功功率的性质（感性或容性）未变。

9、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？

调节有功功率P时，功率角θ要随之变化，无功功率Q也随之变化。要保持无功功率Q不变，就必须同时调节励磁电流if。不计电枢电阻，要使无功功率Q不变，则应Isinφ=常数，因此电枢电流I的轨迹是一条平行于U的直线，IXcsinφ也为常数，因此Eo的轨迹是一条与U垂直的直线，与jIXc的轨迹相同。

I与Eo的变化轨如图18-1所示。

10、并联在电网运行的同步发电机，当保持励磁电流不变时，调节发电机输出的有功功率，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？

If 不变时，Eo 不变，调节有功功率时，功率角θ就要改变。由于Eo 的轨迹是一个圆弧，U 不变，因而JIX 的轨迹也是一个圆弧，则I 的轨迹也是一个圆弧，相应的电动势相量图如图18-2所示，电流I 的轨迹可由求出 从图可以看出，随着有功功率的变化，θ角要变化，随之φ角要变化，I 变化，I cosφ变化 Isin φ也变化，也就是说，无功功率的大小会变化，性质也可能改变。

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 ψθ

2、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: 1d 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0E