同步电机习题

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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 d mU 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(无功功率输出,有功功率) 二、单项选择题

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=10kV A,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=40 14-4 I N=14.43A,P N=8kW,Q N=6 kvar

15-1 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) * 0E =2.236, (2) *I =0.78(补充条件: X*S 非=1.8) 15-10 (1) *0E =1.771, 0E =10.74kV , 4.18=θ 15-11 0 2.2846E * =, 013.85kv E =,32.63θ= 15-12 012534.88v E =,57.42ψ=,387.61A d I =,247.7A q I = 16-1 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。 16-4 有一台两极三相汽轮同步发电机,电枢绕组Y 接法,额定容量S N =7500kV A ,额定电压U N =6300V ,额定功率因数cos φN =0.8(滞后),频率f =50Hz 。由实验测得如下数据: 空载实验 短路实验测得N k I I =时,A 208fk =I ,零功率因数实验I =I N ,U =U N 时测得A 433fN0=I 试求:(1)通过空载特性和短路特性求出X d 非和短路比;(2)通过空载特性和零功率因数特性求出X σ和I fa ;(3)额定运行情况下的I fN 和u ?。 16-5 一台15000kV A 的2极三相Y 联接汽轮发电机, kV 5.10N =U ,8.0cos N =?(滞 09.2*** (2)额定负载时的励磁电流标么值。

同步电机练习题及标准答案

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。 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 。 答 减小 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 。 答 δs i n 2)X 1 X 1( mU d q 2 - 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。 答 D 2. ★同步发电机稳态运行时,若所带负载为感性8.0cos =?,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。 答 C 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。 答 B 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 >>>>;

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ψ 2. 同步发电机当?=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_____________与_____________曲线可以测量同步发电机的同步电抗,利用______ ______与_____________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与交轴同步电抗。 转差法 5. 同步发电机与电网并联运行的条件就 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,在时间上就是 与 之间的夹角;在空间上就是 与 之间的夹角。 励磁电动势0E &;电压U &;励磁磁动势1 f F &;等效合成磁动势F δ'& 7. 同步发电机静态稳定的判据就是___________,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,功率因数就是超前的,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。 欠励;超前(或容性);正常励磁;过励;滞后(或感性) 10. 凸极同步发电机功角特性的表达式就是_________________________________________。 20sin sin 22d q M d d q X X E U P m mU X X X θθ-=+ 11. ★凸极同步发电机与电网并联,如将发电机励磁电流减为零,则发电机电磁转矩为 。

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ψ 2. 同步发电机当?=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1 f 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= 。 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。 欠励;超前(或容性);正常励磁;过励;滞后(或感性) 10. 凸极同步发电机功角特性的表达式是_________________________________________。 20sin sin 22d q M d d q X X E U P m mU X X X θθ-=+ 11. ★凸极同步发电机与电网并联,如将发电机励磁电流减为零,则发电机电磁转矩为 。

(完整版)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: 闭卷 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 0.8 ?=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。 8.并联于无穷大电网的同步发电机,欲提高其静态稳定性,应 B 。 A .减小励磁电流,减小发电机的输出功率; B .增大励磁电流,减小发电机的输出功率; C .减小励磁电流,增大发电机的输出功率; D .增大励磁电流,增大发电机的输出功率。 9.一台运行于无穷大电网的同步发电机,在电流超前于电压一相位角时,原动机转矩不变,逐渐增加励磁电流,则电枢电流 D 。 A .渐大; B .先增大后减小; C .渐小; D .先减小后增大。 10.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。 二、 填空题(每空1分,共20分) 1.汽轮发电机转子一般为 隐极 式,水轮发电机转子一般为 凸极 式。 2.同步发电机内功率因数角Ψ0=0°时,电枢反应的性质为 交轴电枢反应 ,此时电磁转矩将对转子产生 制动 作用。 3.在隐极同步电机中,同步电抗X s 的大小正比于 电枢绕组每相串联匝数的平方 、 主磁路的磁导 和 电枢电流的频率 。 4.在不计磁路饱和的情况下,如增加同步发电机的转速,则空载电压 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%,则空载电压 不变 。 5.同步发电机并网的条件是:(1) 发电机相序与电网一致 ;(2) 发电机频率与电网相同 ;(3) 发电机的激磁电动势与电网电压大小相等、相位相同 。 6.同步发电机在过励时向电网发出 滞后的 无功功率,产生直轴 去磁的 电枢反应;同步电动机在过励时向电网吸收 超前的 无功功率,产生直轴 增磁的 电枢反应。 7.与其它旋转电机类似,同步电机运行是可逆的,它即可作 发电机 运行,又可作 电动机 运行,还可作 补偿机 运行。 三、 简答题(共30分) 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

同步电机习题与答案

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] 6.3 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] 6.4 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] 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,对试验结果有什么影响? [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] 6.7 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] 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,这个结论还正确吗?为什么? [答案见后]

6.9 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] 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下列关系式 [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,阻尼绕组对这些参数的影响? [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* =2.13。电枢电 t 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:

(仅供参考)同步电机习题

第五章同步电机 5-1什么是同步电机?极数是怎样决定它的转速的?75r/min、50Hz 的电机有几极? 答:同步电机是一种交流电机。其特点是转子的旋转速度必须与旋转磁场旋转速度(即同步转速)严格同步。在频率一定时,其转速为一系列固定值。同步电机的转速与电流频率成f 正比,与极对数p 成反比,满足关系p f 60n n 1==。当75r/min、50Hz 时,4075 50 60n f 60p =?== 。因此该电机有2p=80极。5-2汽轮发电机和水轮发电机的主要特点是什么?为什么具有这样的特点? 答:汽轮发电机的主要特点是:转速较高,一般都是一对极,转速为 min /r 30001 50 60p f 60n n 1=?== =。原因是:考虑到转子受离心力的作用并为了很好地固定励磁绕组,将转子做成细而长的圆柱形,且为隐极式结构。转子铁心一般由高机械强度和磁导率较高的合金钢锻成且与转轴做成一个整体。转子铁心上开槽,槽中嵌放同心式的励磁绕组。 水轮发电机的主要特点是:转速较低,极对数较多,为凸极同步发电机。 电机直径很大,呈扁平形。有立式和卧式两种类型。为了使转子结构和加工工艺简单,转子一般做成凸极结构。励磁绕组是集中绕组,套在薄钢板叠成的磁极上。磁极的极靴上一般装有阻尼绕组。 5-4悬式和伞式发电机各有何优缺点? 答:悬式发电机 优点:转子重心在推力轴承下方,机组运行稳定性好,并且推力轴承在发电

机层,安装维护方便,轴承损耗小,适用于高水头电站。 缺点:要求上机架和机座强度要高,使机组长度增加和厂房高度增加。 伞式发电机 优点:充分利用水轮机和发电机之间的空间,结构紧凑,降低厂房高度,节省电站投资适用于低转速,大容量的低水头电站。 缺点:转子重心在推力轴承上方,机组稳定性差,推力轴承直径大,损耗大。 5-7一台转枢三相同步发电机,以转速逆时针旋转,主磁极对电枢是什么性质的磁场?对称负载运行时,电枢反应对电枢的转速和转向如何?对定子上主磁极的相对转速又是多少?主极绕组感应出电势吗? 答:转枢三相同步发电机是指主磁极在定子,电枢在转子的同步电机。此时转枢式三相同步发电机,电枢以转速n逆时针方向旋转,假定电枢(转子)不动,则主磁场对电枢来说是旋转磁场,转速为n,旋转方向为与电枢(转子)的旋转方向相反,即顺时针。 负载时,电枢绕组会有三相对称的电枢电流产生,电枢电流对应的电枢反应磁场的转向与转速决定于感生它的磁场,即定子上的主磁场。因为主磁场相对于电枢是顺时针旋转,所以电枢反应磁动势的也是相对于电枢顺时针旋转的,其转速也是n。 对定子上静止的主磁极转速,即电枢反应磁动势的绝对转速等于电枢反应磁动势相对于电枢的转速(转速为n,顺时针)加上电枢转速(即电枢相对于定子的转速,大小为n,方向为逆时针),相对转速和电枢转速大小相等、方向相反,因此电枢磁动势相对于主磁动势的相对转速为0,即相对静止。 因为电枢反应磁动势相对主极绕组是静止的,因此不能产生感应电动势。 5-8同步发电机的电枢反应主要取决于什么?在下列情况下电枢反应是助磁还是去磁?(1)三相对称电阻负载。(2)纯电容性负载; (3)纯电感性负载。

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 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 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

(完整版)重庆大学同步电机测试题(含答案)

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

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=40 14-4 I N =14.43A ,P N =8kW ,Q N=6 kvar 1 / 9

2 / 9 15- 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 , 18.4 15-11 E 0 2.2846 , E 0 13.85kv , 32.63 15-12 E 0 12534.88v , 57.42 , I d 387.61A , I q 247.7A 16- 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X d 非 和 Kc 的方法。 16-4 有一台两极三相汽轮同步发电机,电枢绕组 Y 接法,额定容量 S N =7500kV A ,额定 电压 U N N 短路实验测得 k N 时, fk ,零功率因数实验 I=I N ,U=U N 时测得 fN0 试求:(1)通过空载特性和短路特性求出 X d 非和短路比;(2)通过空载特性和零功率因数特性 求出 X σ和 I fa ;(3)额定运行情况下的 I fN 和 u 。 16-5 一台 15000kVA 的 2 极三相 Y 联接汽轮发电机, U N 10.5kV ,cos N 0.8(滞 * *d p a 1(2)额定负载时的励磁电流标么值。

第二章交流电机练习参考答案

第二章交流电机练习 一、判断题(对的打√,错的打×) 1、三相异步电动机不管其转速如何改变,定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。(×) 2、交流电动机由于通入的是交流电,因此它的转速也是不断变化的,而直流电动机则其转速是恒定不变的。(×) 3、单相电机一般需借用电容分相方能起动,起动后电容可要可不要。(√) 4、异步电机转子的转速永远小于旋转磁场的转速。(×) 5、三相笼型异步电动机的电气控制线路,如果使用热继电器作过载保护,就不必再装设熔断器作短路保护。(×) 6、转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数,当电动机转速越快时,则对应的转差率也就越大。(×) 7、三相异步电动机在起动时,由于某种原因,定子的一相绕组断路,电动机还能起动,但是电动机处于很危险的状态,电动机很容易烧坏。(√) 8、异步是指转子转速与磁场转速存在差异。(√) 9、三相异步电动机为交流电机,同步电机为直流电机。(×) 10、正在运行的三相异步电动机突然一相断路,电动机会停下来。(×) 二、填空题 1、笼型异步电机的降压起动方法有:定子绕组串自耦变压器(电阻、电抗)、星三角、延边三角形的降压起动。 2、三相同步电动机所带的负载越轻,转子转速不变。同步电动机的常用启动方法是异步起动,同步运行。 3、电机转子转速和旋转磁场的转速的差称为转差。当三相异步电动机的转差率S=1时,电动机处于停止状态,当S趋近于零时,电动机处于同步状态。 4、三相异步电动机的调速方法有:改变电源频率调速、改变转差率调速、改变极对数调速。 5、反接制动时,当电机接近于转速为零时,应及时退出反接制动防止电机反转。 6、三相异步电动机的制动方法列举出三种方法:反馈制动、能耗制动、反接制动。 7、三相异步电动机进行变极调速时,将定子绕组串联时,磁极对数大(大或小),电动机可

同步电机练习题

一、填空题 1.一台三相两极汽轮发电机:Q 1=60,y I =5/6τ, 采用60°相带双层叠绕组,该绕组的每极每相槽数 ,槽距角 电角度,线圈节距 槽。 2. 十极三相交流电机电枢60槽,相邻两槽相距 空间电角度,上层边在第1槽的整距线圈下层边在第 槽。 3.交流电机定子一相集中整距绕组通交流电流产生的磁势是______________。 4.交流电机定子绕组漏磁通分为______________、______________和______________。 5. 频率为50Hz 的二十四极交流电机,其旋转磁势的同步转速为 r/min ,如果频率降为40Hz ,同步转速为 r/min 。 6.隐极同步发电机励磁磁势的波形是___________,凸极发电机励磁磁势的波形是___________。 7.同步发电机并联合闸的准确同步法有___________和___________。 8.隐极同步发电机功角特性的表达式为______________________。 9.从同步电动机V 形曲线看出,如果功率因数为落后时,励磁处于 励磁情况,若略减少其励磁电流,其功率因数会 ,电枢电流会 。 二、判断题。 1. 交流电机定子绕组采用双层分布短距绕组可以改善绕组产生的磁动势和电动势波形,使之更加接近于正弦波。( ) 2.同步发电机的时空相-矢图中,励磁磁势的基波分量1?f F 始终滞后空载电势 900? E 空间电角度。( ) 3. 三相交流电机通入三相对称电流产生的磁势具有幅值大小固定不变及旋转速度为p f n 601=(r/min )的特点。( ) 三、选择题。 1. 2.频率为60Hz 的十二极交流电机,其旋转基波磁动势的转速为( )。 A. 1800r/min B. 1200r/min C. 600r/min D. 300r/min 3.从汽轮发电机的特点来看,通常是( )。 A.隐极式,立式,转速高; B.隐极式,卧式,转速低; C.凸极式,立式,转速高。 D.凸极式,卧式,转速低。 4.并列与无穷大电网的同步发电机,仅向电网输出有功功率,不输出无功功率,这时发电机的励磁电流处于( )。 A .过励状态; B .欠励状态; C .正常励磁 D.零励磁。 5.判断一台并列于无穷大电网的同步电机运行在电动机状态的依据是( )。

电机学第三版课后习题答案解析

电机学第三版课后习题答案 变压器 1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压,而不能变频率 答:变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后,流过激磁电流I 0, 产生励磁磁动势F 0, 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同, 根据电磁感应定律,原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有 dt d N e 0 1 1φ-=, dt d N e 0 2 2φ-=, 显然,由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2,原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。 1-2 变压器一次线圈若接在直流电源上,二次线圈会有稳定直流电压吗 答:不会。因为接直流电源,稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通,其变化率为零, 不会在绕组中产生感应电动势。 1-3变压器的空载电流的性质和作用如何 答:作用:变压器空载电流的绝大部分用来供励磁,即产生主磁通,另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗,前者属无功性质,称为空载电流的无功分量,后者属有功性质,称为空载电流的有功分量。 性质:由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量,故空载电流属感性无功性质,它使电网的功率因数降低,输送有功功率减小。 1-4一台220/110伏的变压器,变比22 1 ==N N k ,能否一次线圈用2匝,二次线圈用1匝,为什么

答:不能。由m fN E U Φ=≈11144.4可知,由于匝数太少,主磁通m Φ将剧增,磁密m B 过大,磁路过于饱和,磁导率μ降低,磁阻m R 增大。于是,根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将大增。再由3.12 f B p m Fe ∝可知,磁密m B 过大, 导致铁耗Fe p 大增, 铜损耗12 0r I 也显著增大,变压器发热严重,可能损坏变压器。 1-5有一台S-100/三相电力变压器,kV U U N N 4.0/3.6/21=,Y ,yn (Y/Y 0) 接线,铭牌数据如下: I 0%=7% P 0=600W u k %=% P kN =2250W 试求:1。画出以高压侧为基准的近似等效电路,用标么值计算其参数,并标于图中;2。当变压器原边接额定电压,副边接三相对称负 载运行,每相负载阻抗438.0875.0* j Z L += ,计算变压器一、二次侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。 解:1、 045.0100 5 .4* *== =k k U z 0225.0* * == =N kN kN k S P P r 039.02*2 **=-= k k k r Z x 24 .14225.1) 100/7(10006.0)100 7()(28.141007112*2**220 2*0* 0** *=-======== m m m N m m r Z x S P I P r I Z 1-6 三相变压器的组别有何意义,如何用时钟法来表示 答:三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时,高、低压侧对应的线电动势(线

20101128同步电机计算题

第六章 同步电机 1. 测定同步发电机的空载特性和短路特性时,如果转速降至0.951n ,对试验结果有什么影响? 答 因空载电势0E 和转速成正比,如果转速降为195.0n ,则0E 也降低到额定转速下的95.0倍。同步电抗与频率成正比,也降低到95.0倍,所以短路电流d k X E I 0=不变。 2. 为什么大容量同步电机采用磁极旋转式而不用电枢旋转式? 答 由于励磁绕组电流相对较小,电压低,放在转子上引出较方便。电枢绕组电压高、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,为旋转磁极式。 3. 为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大? 答 感应电机的励磁电流由电源供给,需要从电网吸取感性无功功率,如果气隙大,则励磁电流大,电机的功率因数低,因此在机械允许的条件下,气隙要尽量小一些。同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励,从同步电机运行稳定性考虑,气隙大,同步电抗小,短路比大,运行稳定性高。但气隙大,转子用铜量增大,制造成本增加。气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这两方面的要求。 4. 同步发电机电枢反应性质由什么决定? 答 电枢磁动势的基波与励磁磁动势同转速、同转向,在空间上始终保持相对静止的关 系,但电枢反应的性质取决于这两个磁动势幅值的相对位置,而这一位置与励磁电动势0 E 和电枢电流I 之间的相位差,即角度ψ有关,角ψ由决定于负载的性质。当0 E 与I 同相时, 0=ψ,电枢反应为交轴电枢反应,交轴电枢反应使气隙合成磁场幅值增加,而其轴线从 主极轴线逆转子转向后移一个锐角。当I 滞后0 E 90时,电枢反应为直轴电枢反应,其性质完全是去磁的。当I 超前0 E 90时,,也为直轴电枢反应,其性质完全是助磁的。一般情况下, 900<<ψ,此时的电枢反应兼有直轴去磁作用和交磁作用。 5. 试述直轴和交轴同步电抗的意义?如何用试验方法来测定? 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记者电枢 反应磁通的强弱。 直轴同步电抗为 σX X X ad d +=

第四篇同步电机习题解答

第四篇 同步电机习题解答 15-1 一台三相隐极同步发电机,25000kW N P =,10.5kV N U =,Y 接,cos 0.8 N ?=滞后,已知7.52, 0t a x R =Ω≈,每相励磁电动势07520V E =。求下列几种情况下的电枢电流,并说明其电枢反应的性质:(1)每相接7.52Ω的三相对称纯电阻负载;(2)每相接7.52Ω的三相对称纯电感负载;(3)每相接15.04Ω的三相对称纯电容负载;(4)每相接7.547.54j -Ω的三相对称电阻电容负载。 解:0a t L a t L t E U IR jIx IZ IR jIx IZ jIx =++=++≈+ 0L t E I Z jx =+ , 令0075200V E =∠ (1)7.52L Z =Ω 00075200701.145(A)7.527.52 L t E I Z jx j ∠===∠++ 为直轴和交轴电枢反应; (2)7.52L Z j =Ω 0007520050090(A)7.527.52 L t E I Z jx j j ∠===∠-++ 为直轴去磁电枢反应; (3)15.04L Z j =-Ω 000 75200100090(A)15.047.52 L t E I Z jx j j ∠===∠+-+ 为直轴增磁电枢反应; (4)7.527.52L Z j =-Ω 000 7520010000(A)7.527.527.52 L t E I Z jx j j ∠===∠+-+ 为交轴电枢反应。 15-2 一台凸极同步发电机,72500kW N P =,10.5kV N U =,Y 接, c o s 0.8N ?=滞后,1, 0.554, 0 d q a x x R * *==≈。试求额定负载下运行时发电机的0, , d q I I E ψ及。 解:Y 接,0cos 0.8, 36.87N N ??==

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