華北電力大學(xué)電機(jī)學(xué)習(xí)題集及答案

1、電機(jī)學(xué)習(xí)題集1概論習(xí)題一感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁力一、思考題1 .變壓器電動(dòng)勢、運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢、自感電動(dòng)勢和互感電動(dòng)勢產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小 與哪些因素有關(guān)？2 .自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)?有兩個(gè)匝數(shù)相等的線圈，一個(gè)繞在閉合鐵心上，一個(gè) 繞在木質(zhì)材料上，哪一個(gè)的自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個(gè)是變數(shù)，隨什么原因變？3 .在圖1中，黨給原線圈外加正弦電壓u】時(shí)，線圈內(nèi)要感應(yīng)電動(dòng)勢。（1）當(dāng)電流ii按圖1中方向減小時(shí)，標(biāo)出此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢實(shí)際方向。（2）如果ii在鐵心中建立的磁通二msino t,副線圈咂數(shù)是6y 2,試求副線圈內(nèi)感應(yīng)電 動(dòng)勢有效值的計(jì)算公式。（用頻率&副邊匝數(shù)。2和磁通最大值m表示）。

2、卜1q三咿，2三鼠:X： 11 _°圖14 .電磁感應(yīng)定律有時(shí)寫成e一半，有時(shí)寫成e=-G等，有時(shí)寫成e=-L±。這三種表示dtdtdt法之間有什么差別？從一種寫法改為另一種寫法需要什么附加條件？在什么情況下把電磁 感應(yīng)定律寫成e="？是分析說明之。dt5 .如圖2所示，磁通限定在虛線所圍的范圍內(nèi)，“十”表示磁力線垂直進(jìn)入紙面，在圖示各 種情況下，導(dǎo)電環(huán)移動(dòng)到虛線位置時(shí)，試問在運(yùn)動(dòng)時(shí)環(huán)內(nèi)是否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，若有感應(yīng)電 動(dòng)勢，是確定其方向。圖2二、計(jì)算題1 .設(shè)有100匝長方形線框，如圖3所示，線框尺寸為a=0.1m, b=0.2m,線圈在均勻磁場中 環(huán)繞著連接場邊

3、中心點(diǎn)的軸線以均勻轉(zhuǎn)速n=1000L7niin旋轉(zhuǎn)。均勻磁場的磁密B=0.8T,試求:（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的時(shí)間表達(dá)式；（2）感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值及出現(xiàn)最大值的位置；（3）感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值。2 .線圈匝數(shù)尺寸同圖3,位于均勻的恒定磁場中，磁通密度B=0.8T,設(shè)在線圈中通以10 安電流且按順時(shí)針流動(dòng)，求：（1）當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時(shí)，線圈各邊所受的力是多少？作用的方向如何？作用在該 線圈上的轉(zhuǎn)矩為多少？（2）當(dāng)線圈平面與磁力線平行時(shí)，線圈各邊所受的力是多少？作用的方向如何？作用在該 線圈上的轉(zhuǎn)矩為多少？（3）線圈受轉(zhuǎn)矩后便要轉(zhuǎn)動(dòng)，試求線圈在不同位置時(shí)轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。+ + + + + +2

4、/ 453 . The linear motor shown in Fig.4 consists of a movable conductor that mamtams electiical contact with the stationaiy U-spaped conductor of infinite length, whose sides are separated by 0.5m and enclose umfbmi magnetic field of 0.8T. A cunent geneiatoi mamtams a constant cunent in the closed l

5、oop. After an accelerating period a fbice of 10N mamtams a lOnVs steady-state velocity of the moving conductor.(a) What is the magnitude of the current?(b) What voltage is induced in the closed loop?圖4習(xí)題二磁路計(jì)算一、思考題1 .試比較磁路和電路的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)，并敘述磁路計(jì)算的一般方法。2.電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成，這種材料有哪些主要特性。二、計(jì)算題1. 一鐵環(huán)的平均半徑為0.3m

6、,鐵環(huán)的橫截面積為一直徑等于0.05m的圓形，在鐵環(huán)上繞有 線圈，當(dāng)線圈中的電流為5A時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生的磁通為0.003Wb,試求線圈應(yīng)有的匝數(shù)。 鐵環(huán)所用的材料為鑄鐵，其磁化曲線有如下數(shù)據(jù)：HX100%)510203040506080110BxO.l(T)611.013.614.815.516.016.417.217.3Hxl00(/)140180250BxO.l(T)18318.819.52.對于圖5,如果鐵心用硅鋼片疊成，截面積Ac=12.25x0.0001 m1 ,填充系數(shù)k=0.92,鐵心的平均長度lc=0.4m,空氣隙6=0.5x0.001m,線圈的匝數(shù)為600匝。試求產(chǎn)生磁通=1

7、1x0.0001 Wb時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢和勵(lì)磁電流。（不考慮氣隙的邊緣效應(yīng)）D23硅鋼片磁化曲線數(shù)據(jù)如下（50Hz0.5mm厚）B(T)0. 50. 60. 70. 80.91.01. 11.21. 31. 41.51.6HxlOO (%)1.581.812. 102. 503. 063.834. 936. 528.9012. 620. 137.83.已知磁路如圖6所示，材料是Dii硅鋼片，（填充系數(shù)k=0.92）,若線圈接在220V, 50Hz 的交流電源上，線圈匝數(shù)w=200匝，求勵(lì)磁電流。（忽略線圈電阻的漏磁）D"硅鋼片磁化曲線數(shù)據(jù)如下：BxO.l(T)51011121314H

8、xl00(%)1.23.64.66811.2BxO.l(T)1516171819Hxl00(/)17305810016525 / 45口變壓器習(xí)題三變壓器的空載運(yùn)行 一、思考題1 .變壓器原、副邊電壓、電動(dòng)勢正方向如圖7a所示，設(shè)變比k=2,原邊電壓in波形如圖 7b所示，畫出ei、ez、和m的時(shí)間波形，并用向量圖表示El、E2、U2和U1的關(guān) 系（忽略漏阻抗壓降）。2 .圖8a和b中的u、1、e等量的規(guī)定正方向不同，是分別寫出兩圖中變壓器原、副方的電 壓平衡方程式。3 .圖7a中所標(biāo)的正方向符合關(guān)系式是問當(dāng)主磁通在增加時(shí)el和e2的瞬dt時(shí)方向如何？減小時(shí)乂如何?二、計(jì)算題1某三相變壓器SN

9、=5000kVA, UiN/U2N=10/6.3kV, Y, d聯(lián)結(jié)，試求原、副方的額定電流。2設(shè)有一 500 kW 50Hz三相變壓器，10000/400V, D, yn聯(lián)結(jié)，忽略漏阻抗壓降，試求: 原方額定線電流及相電流，副方額定線電流；如原方每相擾組有960匝，文副方每相繞組有兒匝？每匝的感應(yīng)電動(dòng)勢為多少？如鐵心中磁密最大值為1.4T,求鐵心截面積；如在額定運(yùn)行情況下繞組中電流密度為3A/加m2,求原、副繞組各應(yīng)有的導(dǎo)線截面積。3變壓器銘牌數(shù)據(jù)為SN=100kVA, Uin/U2n=6300/400V, Y, yn聯(lián)結(jié)，如電壓由6300V改為 10000V,假定用改換高壓繞組的辦法來滿足

10、電源電壓的改變，若保持低壓繞組匝數(shù)每相為 40匝不變，則新的高壓繞組每相匝數(shù)應(yīng)改為多少？如不改變會(huì)有什么后果？習(xí)題四變壓器的空載運(yùn)行一、思考題L 試述激磁阻抗ZmTmtjXm的物理意義。磁路飽和與否對Xm和Em有何影響？為什么要求 心大、1m??？為了使心大、1m小，變壓器鐵心應(yīng)該用什么材料制造？ 1m能用伏安法測量嗎？ 2.變壓器空載時(shí)，一方加額定電壓，雖然線圈電阻很小，電流仍然很小，為什么？3 . 一臺(tái)50Hz的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時(shí) 會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副方開路和短路對原方電流的大小有無影響（均不考慮暫態(tài)過程）？4 .變壓器的額定電壓為220/110V

11、,若不慎將低壓方誤接到220V電源上，試問勵(lì)磁電流將 會(huì)發(fā)生什么變化？變壓器將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？二、計(jì)算題1單相變壓器電壓為220/110V,設(shè)高壓側(cè)加220V電壓，空載激磁電流為Io,主磁通為0。 若Xa聯(lián)在一起，在Ax端加電壓330V,問此時(shí)激磁電流多大？若X、x聯(lián)接在一起，在Aa 端加電壓110V,問激磁電流和主磁通又為多大？（見圖9）Ac220VX?！皶r(shí)10圖92將一臺(tái)1000匝鐵心線圈接到HOV50Hz的交流電源上，由安培表和瓦特表的讀數(shù)可得知 h=0.5A, Pi=10W：把鐵心取出后電流和功率就變?yōu)?00A和10000W,設(shè)不計(jì)漏磁，試求：（1）兩種情況下的參數(shù)，等效電路和向量圖；

12、（2）有鐵心時(shí)的磁化電流和鐵耗電流，無鐵心時(shí)的無功電流和有功電流；（3）二種情況下磁通的最大值。習(xí)題五變壓器的負(fù)載運(yùn)行一、思考題1若規(guī)定變壓器電壓、電動(dòng)勢、電流和磁通的正方向如圖10所示。（1）寫出變壓器的基本方程式；（2）若副邊帶電容負(fù)載，畫出相量圖。圖102 變壓器副方加電阻、電感或電容負(fù)載時(shí)，從原方輸入的無功功率有何不同？為什么？3 變壓器副方加電感性負(fù)載及電容性負(fù)載時(shí)，副方電壓有何不同？副方電壓在什么情況下才會(huì)高于空載值?二、計(jì)算題1、兩臺(tái)變壓器的數(shù)據(jù)如下：第一臺(tái)：lkVA,240/120V,歸算到高壓邊短路阻抗為4/60° Q。第二臺(tái)：lkVA/20/24V,歸算到高壓邊短

13、路阻抗為1/60° Q?，F(xiàn)將它們按圖11聯(lián)結(jié)，再接于240V交流電源作連續(xù)降壓，忽略勵(lì)磁電流。（1）所接負(fù)載為Zl=10+j V300 Q,求各級電壓和電流的大??；2 一臺(tái)20kVA的單相變壓器，原方額定電壓2400V,副方有兩個(gè)獨(dú)立線圈，分別按圖12 （a）、（b）、（c）、（d）接負(fù)載，其中箭頭表示線圈兩端的電壓相量。試求：（a）、（b）、 （c）、（d）圖各線圈中的電流值；（忽略漏阻抗和激磁電流，圖中負(fù)載電阻單位為歐姆）。圖123變壓器原、副邊匝數(shù)比？/g=3.5/L5,已知u=10sm<ytA,寫出圖13 （a）、（b）兩種情況下副邊電流12的表達(dá)式（忽略激磁電流）。(

14、a)(b)圖13習(xí)題六變壓器的負(fù)載運(yùn)行-思考題1何謂標(biāo)幺值？在變壓器中如何選區(qū)基準(zhǔn)值？選額定制作為標(biāo)值有什么好處？工程分析計(jì) 算為什么常用標(biāo)幺值？2變壓器的電壓調(diào)整率0（%）與阻抗電壓。寅）有什么聯(lián)系？阻抗電壓的大小決定與那 些因素？其大小對變壓器有什么影響？3 一臺(tái)額定頻率60一的電力變壓器，接于50一，電壓為變壓器額定電壓的5/6倍的電網(wǎng) 上運(yùn)行，試問此時(shí)變壓器的磁飽和程度、激磁電流、激磁阻抗、漏電抗以及鐵耗等的實(shí)際值 和標(biāo)幺值于原設(shè)計(jì)值是否相同？4鐵耗合銅耗相等的變壓器效率最高，但在設(shè)計(jì)時(shí)常是鐵耗遠(yuǎn)小于額定電流下的銅耗，例 如鐵耗為銅耗的1/3,這是為什么？二、計(jì)算題1三相變壓器的額定容

15、量與=750叢公，額定電壓U&n =100°°/400丫，Yd聯(lián)結(jié)，在 低壓邊做空載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：電壓Uio=4OOV,電流/。= 654,空載損耗p0=3.7kW。 在高壓邊做短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：電壓=450丫，電流=354 ,短路損耗Pk = 7.5HV。 求變壓器參數(shù)的實(shí)際值和標(biāo)幺值，畫出T型等效電路（假設(shè)漏阻抗Z1=Z；,其中電阻/=心 和電抗占=9，實(shí)驗(yàn)室室溫e= 25。）。求出滿載且cos92=0.8 （滯后）時(shí)的電壓調(diào)整率。2三相變壓器的額定容量Sn=5600H64,額定電壓6000/3300匕Rd,聯(lián) 結(jié)，空載損耗p0 = 18攵卬和短路損耗°

16、;kn=56攵W,求：（1）當(dāng)輸出電流，2 = /2N，cos% =0.8 （滯后）時(shí)的效率；（2）效率最大時(shí)的負(fù)載系數(shù)夕。3 一臺(tái)三相壓器，SN=20kVA,UiN/U2N=6/0AkV,50H,PKN=5SSW,uK=4%,Y,dyn0 連接。（1）求短路參數(shù)及阻抗電壓的有功和無功分量；（2）做滿載且cos% =0.8 （滯后）的簡化向量圖；（3）計(jì)算按（2）運(yùn)行時(shí)副方電壓力及cos的。習(xí)題七三相變壓器1根據(jù)圖14接線圖，按電勢位形圖定出聯(lián)結(jié)組別;(a) (b) (c) (d)圖142根據(jù)下列聯(lián)結(jié)組別按電勢位形圖畫出接線圖：(1) Yy2(2) Y,d5(3) D,yl(4) Y,y83設(shè)

17、有一臺(tái)Y,y5聯(lián)結(jié)的三相鐵心式變壓器，原方線電壓與副方線電壓之間的變比為k,設(shè) 把原繞組的A點(diǎn)與副繞組的a點(diǎn)相接，然后把外電源合閘。試證明在Bb間測得的電壓為:U Bb = U 處 + 四 + "3設(shè)三相鐵心式變壓器的繞組標(biāo)志如圖15,現(xiàn)把原繞組接成星形，副繞組接成三角形，如每一鐵柱上原、副繞組之間的變比為k,問線電壓間的變比為多少？由于副方個(gè)繞組 聯(lián)結(jié)的不同，實(shí)際上可得兩種不同的Y,d聯(lián)結(jié)法，試為每種聯(lián)結(jié)法畫接線圖，并證明若 一種聯(lián)結(jié)法為Y,dll,另一種為Ydl。圖155 Y,d接法的三相變壓器原邊加上額定電壓，將副邊的三角接開路，用伏特計(jì)量測開口處的 電壓，再將三角形連接閉合，

18、用安培計(jì)量測回路電流，試問在三相變壓器組和三鐵心柱變壓 器中各次量測電壓，電流的大小有何不同？為什么？6 Figure 16 shows a D,d bank of 2400:240-volt tiansfoniis. The second Aiies ab,bc,ca have center taps p,q,r. Neglect leakage-impedance voltage drops, and assumed rated prunaiy impressed voltage. With secondaiy voltage Vab as reference phasor draw a

19、phasor diagram showmg voltageab,bc,ca,pq,qi,rp,ap,bp,cp. Fmd the magiumdes of these voltages.圖16習(xí)題八一、思考題1試述變壓器的正序、負(fù)序、零序阻抗的物理意義？為什么變壓器的正序阻抗和負(fù)序阻抗 值相等？變壓器零序阻抗的大小與什么因素有關(guān)？2如何測定變壓器的零序阻抗？若變壓器線圈的接法和鐵心結(jié)構(gòu)如下，試分析測得的零序 阻抗的大??？（1）三相心式變壓器Y,y聯(lián)結(jié)；（2）三相變壓器組，Y,y聯(lián)結(jié)；（3）三相變壓器組，D,y聯(lián)結(jié)。3為什么三相變壓器組不宜用Y,yn聯(lián)結(jié)，而三相心式變壓器卻可以采用Y,yn聯(lián)結(jié)？

20、 二、計(jì)算題1將不對稱系統(tǒng)分解成對稱分量。已知：（1）三相不對稱電流"=200A, ：8=2006一2°° A, 7=2006一加。° a；（2）三相不對稱電壓力a=220V,九=220"2。° v, Uc =0Vo 2 YynO聯(lián)結(jié)，已知原邊對稱相電壓U；、U； > U1及參數(shù)。當(dāng)?shù)蛪哼卋和c之間短路，試求原副邊每相電壓與電流。（圖17）圖173 , D,yl聯(lián)結(jié)，己知原邊對稱電壓U：、U、及參數(shù)。當(dāng)?shù)蛪哼叄ǜ边叄゜和c與其中 點(diǎn)之間短路，試求原副邊的每相的電壓與電流以及中線電流。（圖18）習(xí)題九一、思考題1為什么三繞組變壓器

21、副邊一個(gè)繞組的負(fù)載變化對另一個(gè)副繞組的端電壓會(huì)產(chǎn)生影響？在 升壓變壓器中，為什么把低壓繞組放在高壓繞組與中壓繞組之間，可以減小這種影響？2三繞組變壓器副邊額定容量之和為什么可以比原邊的大？3三繞組變壓器的兩個(gè)副邊繞組均短路，原繞組接到額定電壓的電源上。試問這時(shí)如何計(jì) 算三個(gè)繞組的短路電流？4自耦變壓器的繞組容量（即計(jì)算容量）為什么小于變壓器額定容量？容量是如何傳遞的？ 這種變壓器最適合的變比范圍是多大？5與普通變壓器相比，自耦變壓器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？6使用電流互感器和電壓互感器時(shí)，必須注意些什么？二、計(jì)算題1單相三繞組變壓器電壓為：高壓側(cè)lOOkV,中壓側(cè)20kV,低壓側(cè)10kV。在中壓側(cè)帶上 功

22、率因數(shù)為0.8 （滯后），lOOOOkVA的負(fù)載，在低壓側(cè)帶上6000kVA的進(jìn)相無功功率（電容 負(fù)載）時(shí)，求高壓側(cè)的電流（不考慮變壓器的等效漏阻抗及激磁電流）。2有一臺(tái)三相變壓器，銘牌數(shù)據(jù)為：S?v=31500kVA, UiN/U2N =400/110Kv,Y,yn0聯(lián)結(jié)，uK =14.9%,空載損耗Po=lO5kW,短路損耗p”=205kW,改裝前后的線路如圖19 （a） （b）所示。求：（1）改為自耦變壓器后的總?cè)萘縎,w及電磁容量S電磁傳導(dǎo)容量S傳導(dǎo)，改裝后變壓器增加了 多少容量？（2）改為自耦變壓器后，在額定負(fù)載及costz2 =0.8 （滯后）時(shí)，效率%比未改前提高了多少？改為自耦

23、變壓器后在額定電壓時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流是改裝前的穩(wěn)態(tài)短路電流（也是在額定 電壓下）多少倍？上述的改裝前后穩(wěn)態(tài)短路電流各為其額定電流的多少倍？(b)(a)圖193 For testing equipment with high voltage and cunent ratings mstniment transfbnners nonnally are used to step down actual quantities and allow readmg on 150V and 5A meters. For the short circuit test on a tiansfbnnei; the co

24、miection of uistniments and uistiiiment tiansfbnneis is shown in fig. 20. The turns ratio of the potential transfbniiei(PT) is 10:1 and the cunent transfbnnef(CT) is 150:1. The instnunent reading during the test conducted on the prmiaiy side are 105.8V 49A, and 33.3W. Find (equivalent impedance on t

25、he piimaiy side) Req and Xeq.圖20習(xí)題十變壓器的并聯(lián)運(yùn)行一、思考題1并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，若短路阻抗的標(biāo)幺值或變比不相等，試問將會(huì)出現(xiàn)什么情況？如 果各變壓器的容量不相等，那么以上二量對容量大些的變壓器，是大些還是小些好？為什 么？2兩臺(tái)三相變壓器組并聯(lián)運(yùn)行。由于原邊輸電線電壓升高一倍(由3300V升為6600V), 為了臨時(shí)供電，利用兩臺(tái)原有變壓器，將原邊繞組串聯(lián)，接到輸電線上，副邊仍并聯(lián)供電。 如果兩臺(tái)變壓器的激磁電流相差一倍，副邊并聯(lián)時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)很大的平衡電流？為什么？ 3兩臺(tái)三相變壓器，組號分別為Y, dll,和Y, d5,變比相等試問能否經(jīng)過適當(dāng)改變標(biāo) 號進(jìn)

26、行并聯(lián)運(yùn)行。若可行，應(yīng)如何改變其標(biāo)號。(內(nèi)部接線不改) 二、計(jì)算題1如圖2 1所示，將一臺(tái)Y, y聯(lián)結(jié)的三相心式變壓器和一臺(tái)Y, d聯(lián)結(jié)的三相心式變壓 器高壓邊接到同一電網(wǎng)上，線電壓比均為6000/400V,試問：(1)這兩臺(tái)變壓器各是什么聯(lián)結(jié)組號？(2)如將兩臺(tái)變壓器的副邊。和，端點(diǎn)連在一起，試問/和cc'端電壓各為多少？2 .某變電所共有三分變壓器，其數(shù)據(jù)如下:=6.9%；63 kV, 4=7.5%；"%21 3 kVi=7.6%；(a) SjV=3200kVA,(b) Sv=5600kVA,(c) SAr=3200kVA,變壓器均為Y, ynO聯(lián)結(jié)，求：(1)變壓器a與

27、變壓器b并聯(lián)輸出總負(fù)載為8000 kA時(shí)，每臺(tái)變壓器分擔(dān)多少負(fù)載?(2)三臺(tái)變壓器一起并聯(lián)時(shí)，求輸出的最大總負(fù)載？注意不許任何一臺(tái)變壓器過載。3 .某工廠由于生產(chǎn)發(fā)展，用電量由500kVA增為800k<A,o原有變壓器=5600kVA,U% =3%3Vf YynO聯(lián)結(jié)，以=6.5%,今有三臺(tái)備用變壓器數(shù)據(jù)如下：(a) 3八,=3201<么，=63°%00kV, Y,網(wǎng)° 聯(lián)結(jié)，叫=5%；(b) SN=240kVA, 0%, =63°%00kV，Y, 聯(lián)結(jié)，以=6.5%；(c) SAr=3200kVA, U% =630%00kV, Y, ynO 聯(lián)結(jié)，u

28、k =6.5%；試計(jì)算說明在不允許變壓器過載情況下，選哪一臺(tái)運(yùn)行恰當(dāng)？如負(fù)載增加后需用三臺(tái)變壓 器并聯(lián)運(yùn)行，選兩臺(tái)變比相等的與己有的一臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，問最大總負(fù)載容量可能是多少？ 哪能一臺(tái)變壓器最先滿載？III同步電機(jī)習(xí)題十一交流繞組的電動(dòng)勢一、思考題1試求電機(jī)轉(zhuǎn)子表面勵(lì)磁氣隙磁密分布的波形是怎樣的？轉(zhuǎn)子表面某一點(diǎn)的氣隙磁密大小 隨時(shí)間變化嗎？定子表面某一點(diǎn)的氣隙磁密隨時(shí)間變化嗎？2定子表面在空間相距。電角度的兩根導(dǎo)體，它們的感應(yīng)電動(dòng)勢大小與相位有何關(guān)系？ 二、計(jì)算題1試求一臺(tái)450 Hz, n=3000r/nuii的汽輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)為多少？ 一臺(tái)450 Hz, 2p=110的 水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為

29、多少？2已知圖22所示同步電機(jī)的氣隙磁密分布為：仇=E%“snwa d=i, 3, 5,導(dǎo)體的有效長度為L切割磁通的線速度為v,求：(1)在t=0時(shí)，處于坐標(biāo)原點(diǎn)的導(dǎo)體及離坐標(biāo)原點(diǎn)為a1處的導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式Co=f (t)及G=f (t)；(2)分別畫出兩導(dǎo)體中的基波電動(dòng)勢相量及三次諧波電動(dòng)勢相量。3有一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，定子槽數(shù)Z=36,極樹2P=4,如圖23所示，若己知第一槽中導(dǎo)體感 應(yīng)電動(dòng)勢基波瞬時(shí)值為弓槽=Em sin分別寫出第2槽，第10槽，第19槽，28槽和第 36槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢基波瞬時(shí)值的表達(dá)式，并寫出相應(yīng)的基波電動(dòng)勢相量。圖234已知條件同第二題，求：（1）

30、t=0時(shí)，離坐標(biāo)原點(diǎn)為（+學(xué)）電角度的導(dǎo)體I中感應(yīng)電動(dòng)勢G=f （t）的表達(dá)式，及 離坐標(biāo)原點(diǎn)為（-子）的導(dǎo)體II中感應(yīng)電動(dòng)勢g=f（I）的表達(dá)式（見圖24）。（2）把導(dǎo)體I和組成的一匝線圈，寫出g=f（t）。（3）畫出導(dǎo)體、線匝基波電動(dòng)勢相量圖。圖245試由6導(dǎo)出上題一匝線圈的基波電動(dòng)勢e力的表達(dá)式。dt習(xí)題十二 交流繞組及其電動(dòng)勢一、思考題1何謂相帶?在三相電機(jī)中為什么常用60°相帶繞組而不用120°繞組？60°2試述雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)，為什么現(xiàn)代大,中型交流電機(jī)大多采用雙層繞組？3同步發(fā)電機(jī)中采用分布和短距繞組為什么能減少或消除電動(dòng)勢中的高次諧波？為了消除 電動(dòng)

31、勢中的5次諧波，繞組的節(jié)距應(yīng)選為多少?為什么分布因數(shù)總小于1,節(jié)距因數(shù)呢?節(jié)距力 r的繞組節(jié)距因數(shù)會(huì)不會(huì)大于1?4為什么相帶A與相帶X的線圈串聯(lián)時(shí)必須反向連接，不這樣會(huì)引起什么后果。二、計(jì)算題1已知一個(gè)線圈的兩個(gè)邊感應(yīng)的基波分別為片/0°和E1/150°,求這個(gè)線圈的基波節(jié)距因 數(shù)和基波電動(dòng)勢的大小.2 一交流繞組Z=36,2p=4,機(jī)=3,a=2,牝=100匝，單層繞組，定子內(nèi)徑D=015m,鐵心長/ =0.1 in, Y 接法，/ =50 Hz，氣隙磁密分布為與 = sin。+ 0.3 sin a+ 0.5 sin 5。Wb/ m2.(1)作出繞組展開圖(交叉式)；(2

32、)求每根導(dǎo)體的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)求一相繞組的(A相)電動(dòng)勢的有效值。(4)求相電動(dòng)勢和線電動(dòng)勢的有效值。3有一三相同步發(fā)電機(jī)2P=2,30001/mm,電樞的總槽數(shù)Z=30,繞組為雙層繞組,每相的總串聯(lián)匝數(shù)例=20,氣隙基波磁通必=1,505,試求：(1)基波電動(dòng)勢的頻率，整距時(shí)基波的繞組因數(shù)和相電動(dòng)勢？（2）整距時(shí)五字寫撥繞組的因數(shù)；（3）如要消除五次寫撥，繞組的節(jié)距應(yīng)選多少?此時(shí)基波電動(dòng)勢變?yōu)槎嗌?？?）作出消除五次寫撥電動(dòng)勢的繞組展開圖.4已知相數(shù)m=3,極對數(shù)p=2,每極每相槽數(shù)q=l,線圈節(jié)距為整距.（1）畫出并聯(lián)支路a=l,2和4三種情況的雙層繞組展開圖；（2）若每槽有兩根導(dǎo)線，

33、每跟導(dǎo)線產(chǎn)生一伏的基波電動(dòng)勢（有效值）,以上的繞組每相能產(chǎn) 生多大的基波電動(dòng)勢.（3）五次諧波磁密在每根導(dǎo)線上感應(yīng)0,2伏（有效值）電動(dòng)勢，以上繞組每相能產(chǎn)生多大的 五次諧波電動(dòng)勢.習(xí)題十三交流繞組的磁動(dòng)勢一、思考題1為什么說交流繞組所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢既是空間函數(shù)，乂是時(shí)間函數(shù)，試用單相整距集中繞 組的磁動(dòng)勢來說明。2磁動(dòng)勢相加為什么能用矢量來運(yùn)算，有什么條件？3單相交流繞組的磁動(dòng)勢具有哪些性質(zhì)？二、計(jì)算題1 一臺(tái)兩極電機(jī)中一個(gè)100匝的整距線圈.（1）若通入正弦電流I=5smotA,試求出基波和三次諧波脈振磁動(dòng)勢的幅值；（2）若通入一平頂波形的交流電流，其中除了有'= a5sinotA的

34、基波電流外，還有一個(gè)幅值為基波幅值的L的三次諧波電流。試出這個(gè)平頂電流所產(chǎn)生的基波和三次諧波脈 3振磁動(dòng)勢的表達(dá)式。并說明三次諧波電流能否產(chǎn)生基波磁動(dòng)勢。（3）若通入5安的直流電，此時(shí)產(chǎn)生的磁動(dòng)勢的性質(zhì)如何？這時(shí)基波的三次諧波磁動(dòng) 勢幅值又各為多少？2有一臺(tái)四極單相電機(jī)，定子上有24槽，在16槽嵌了單層線圈，每個(gè)線圈80匝，這些線圈全部串聯(lián)成一條支路，今通入60Hz正弦交流電乙=JI 2ino t A,（1）試求每極脈振磁動(dòng)勢的最大振幅；（2）若把它分解成兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢，試求每一旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢的幅值和轉(zhuǎn)速？習(xí)題十四交流繞組的磁動(dòng)勢一、思考題1 一臺(tái)三角形聯(lián)結(jié)的定子繞組，當(dāng)繞組內(nèi)有一相斷線時(shí)產(chǎn)生的磁

35、動(dòng)勢是什么性質(zhì)的磁動(dòng) 勢？2如不考慮諧波分量，在任一瞬間，脈振磁動(dòng)勢的空間分布是怎樣的？圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢的 空間分布是怎樣的？橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢的空間分布是怎樣的？如僅觀察一瞬間，能否區(qū)分該 磁動(dòng)勢系脈振磁動(dòng)勢，圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢或橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢？3試比較單相交流繞組和三相交流繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢的性質(zhì)有和主要區(qū)別（幅值大 小，幅值位置，極對數(shù)，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向）。二、用解析法或矢量分析法分析如下習(xí)題1把三個(gè)線圈AX,BY,和CZ疊在一起，如圖25所示。分別在AX線圈通入電流 l（ =y/2 Ismfy t A在B一Y里通入電流=t-120 ）A,在C一Z線圈里通入電流 0 = &Isin（Gt

36、-240°）A,求三相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢。!/i正方向，（X）Xc（）；gzi圖252 在圖26所示的三相對稱繞組中，通以電流為'= " = * = &IsinotA,求三相合成的基 波和三次諧波磁動(dòng)勢。圖263在空間位置互差90°電角度的兩相繞組，它們的匝數(shù)乂彼此相等，如圖27所示。（1）若通以電流乙= j = &IsinotA,求兩相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢。（2）若通以九= JIlsinmA和0=&底以m-乂由時(shí)，求兩相合成的基波和三次諧波磁 動(dòng)勢。圖274兩個(gè)繞組在空間相距120°電角度。它們的匝數(shù)彼此相

37、等，如圖28所示。已知A-X繞組 里的電流為。=J5/sinW o問B-Y繞組里流過的電流是多少才能產(chǎn)生圖所示的旋轉(zhuǎn)磁 動(dòng)勢（沒有反轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢）。5 一臺(tái)三相電機(jī)，定子繞組Y聯(lián)結(jié)，接到三相對稱的電源工作。由于某種原因使C相斷線, 問這時(shí)電機(jī)的定子三相合成基波磁動(dòng)勢的性質(zhì)。習(xí)題十五交流繞組的磁動(dòng)勢一、思考題1產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢和圓形磁動(dòng)勢的條件有哪些？2不計(jì)諧波時(shí)，橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場是氣隙磁場的最普通形式，試述在什么情況下，橢圓形旋 轉(zhuǎn)磁場將演化成圓形旋轉(zhuǎn)磁場？在什么條件下，橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場將演化為脈振磁場？3 交流電機(jī)漏抗的物理意義是什么？電機(jī)槽漏磁、端接漏磁和諧波漏磁的主要區(qū)別如何？二、作圖計(jì)算題1用三

38、個(gè)等值線圈AX、B-Y、C-Z代表的三相繞組，如圖示29a所示，現(xiàn)通以電流ia = 1 Osmcd tA, 釬1 °sui（ co t-120" ）A 和 ie = 1 Osin（ co t- 240" ）A。（1）當(dāng)ia=10A時(shí)，在圖a坐標(biāo)上畫出三相合成基波磁動(dòng)勢波形；（2）當(dāng)M=5A （如圖b所示）時(shí)，在圖a坐標(biāo)上畫出三相合成基波磁動(dòng)勢波形。圖292 一臺(tái)極對數(shù)p=2的三相同步電機(jī)，定子上的A相繞組如圖30 （a）。今在此繞組里通入單相電流，問產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢為幾對極？如果把其中的一線圈反接，如圖30 (b)所示，再 通入單相電流，問產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢為兒對極

39、？(可以根據(jù)磁動(dòng)勢積分法作出磁動(dòng)勢波形，3有一臺(tái)兩極隱極式同步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子上共有20個(gè)槽，放置單層同心式繞組，如圖31所 示，每個(gè)線圈有10匝，線圈全部串聯(lián)。試求：(1)當(dāng)直流勵(lì)磁電流。=150A時(shí)的磁動(dòng)勢分布曲線;4某四極交流電機(jī)定子三相雙層繞組的每極每相槽數(shù)q=3,每個(gè)線圈匝數(shù)匕=2,線圈節(jié)距見=7槽，并聯(lián)支路數(shù)為1, a相和b相繞組分別接到各自的電源上，并使i.=20sinGtA,ib =-10sm(co t-60< )A, c相開路，=0A,試求出產(chǎn)生基波合成磁動(dòng)勢的最大、最小幅值，及其對應(yīng)的位置，說明合成磁動(dòng)勢的性質(zhì)。習(xí)題十六 同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)一、思考題1 一臺(tái)轉(zhuǎn)樞式三相同

40、步發(fā)電機(jī)，電樞以轉(zhuǎn)速n逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，主極磁場對電樞是什么性質(zhì)的 磁場？對稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢相對于電樞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何？對定子上主磁極的 相對轉(zhuǎn)速乂是多少？主極繞組能感應(yīng)出電動(dòng)勢嗎？2負(fù)載時(shí)同步發(fā)電機(jī)中電樞磁動(dòng)勢與勵(lì)磁磁動(dòng)勢的幅值、位置、轉(zhuǎn)速由哪些因素來決定？3試說明同步電機(jī)中的耳、尺、瓦、瓦、E。、/等物理量哪些是空間矢量？哪些是時(shí)間 相量？試述兩種矢（ffl）量之間的統(tǒng)一性。如果不把相軸和時(shí)軸重合，那么時(shí)、空相（矢） 量之間的關(guān)系怎樣？4凸極同步發(fā)電機(jī)在0<0<900負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，在矢量圖中，其電樞磁場的基波和電樞磁動(dòng)勢是否相同？為什么？在隱極電機(jī)中乂怎樣？5同步電機(jī)的電

41、樞反應(yīng)性質(zhì)是由什么決定的？三相對稱電容性負(fù)載下電樞反應(yīng)是否一定是 助磁性質(zhì)的？ 二、作圖題1有一臺(tái)同步電機(jī)，定子繞組里電動(dòng)勢和電流的正方向已標(biāo)出，如圖32所示。（1）畫出當(dāng)a=120瞬間，電動(dòng)勢線的相量，并把這個(gè)瞬間轉(zhuǎn)子位置畫在圖里。（2）若定子電流落后于電動(dòng)勢600電角度，畫出定子繞組產(chǎn)生的合成基波磁動(dòng)勢片的位置。1 -（3）如果£=鳥畫出磁動(dòng)勢己的位置來。2有一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，定子繞組里電動(dòng)勢和電流的正方向分別標(biāo)在圖33 （a）、（b）、（c）、（d）里。假設(shè)定子電流領(lǐng)先電動(dòng)勢Eo9O。電角度。根據(jù)圖（a）、（b）、（c）和（d）所示的轉(zhuǎn)子位置，作出七0、/相量和耳、耳矢量。并說明

42、是去磁還是助磁性質(zhì)。3已知一臺(tái)隱極同發(fā)電機(jī)的端電壓U*=l,電流/*=1,同步電抗Xl=l和功率因數(shù)cos0=l（忽略定子電阻），用畫時(shí)空相（矢）量圖的辦法找出圖34所示瞬間同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置（用 發(fā)電機(jī)慣例）。+4 +t4有一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電樞的同步電機(jī)，電動(dòng)勢、電流的正方向如圖35所示。（1）當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖35所示瞬間，畫出勵(lì)磁磁動(dòng)勢廠”在電樞繞組里產(chǎn)生的電動(dòng)勢、Eob、Eoc的時(shí)間相量圖;（2）已知電樞電流乙、。和和分別落后電動(dòng)勢E°a、Eob和60電角度，畫出電樞反應(yīng)合成基波磁動(dòng)勢E來;（3）求出磁動(dòng)勢E相對于定子的轉(zhuǎn)速為多少?習(xí)題十七同步發(fā)電機(jī)基本電磁關(guān)系一、思考題1對稱負(fù)載時(shí)，同步

43、電機(jī)定子電流建立的電樞旋轉(zhuǎn)磁場是否交勵(lì)磁繞組？它在勵(lì)磁繞組中 感應(yīng)電動(dòng)勢嗎？為什么？2 按照切割電動(dòng)勢概念在磁密最大處導(dǎo)線感應(yīng)電動(dòng)勢也最大，則矢量瓦與矢量友好象是 同相位的，應(yīng)該重合，但實(shí)際時(shí)空相量圖中卻是落后與瓦90。，這怎么從物理概念來解 釋？3 同步電機(jī)帶對稱運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場是由哪些磁動(dòng)勢建立的，它們的性質(zhì)和關(guān)系如何？4 為何同步電機(jī)在對稱負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，每相電流落后于該相勵(lì)磁電動(dòng)勢的時(shí)間角度就等于 電樞磁動(dòng)勢落后于交軸的空間電角度？如果三相電流不對稱，此結(jié)論是否成立？5 在什么情況下，同步發(fā)電機(jī)的/與的夾角為一個(gè)銳角？這一角度是由什么決定 的？6 對應(yīng)于同步電抗的磁通包含有哪兩個(gè)組成分量

44、？每相同步電抗與每相繞組本身的勵(lì)磁 電抗有什么區(qū)別？為什么說同步電抗是與三相有關(guān)的電抗而它的數(shù)值乂是每相值？二、計(jì)算題1有一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，SA,=16667kVA , Un=13800V （Y接線）cosg=0.8（滯后），電樞漏抗標(biāo)幺值=0.24,電樞電阻忽略不計(jì)。對應(yīng)于額定電流的電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢歸算為勵(lì)磁電流/%=1.35A,空載特性為:0. 250. 450. 791. 001. 141. 201. 25（A）4585150205250300350試用電動(dòng)勢一一磁動(dòng)勢相量圖求該發(fā)電機(jī)的額定勵(lì)磁電流和電壓調(diào)整率。（用坐標(biāo)紙作圖）2 一臺(tái)隱極同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于恒定電壓下，其勵(lì)磁可隨時(shí)調(diào)整，使其線

45、端功率因數(shù)在不同情況下經(jīng)常等于1,試導(dǎo)出此時(shí)電樞電流I和勵(lì)磁電動(dòng)勢號之間的關(guān)系。3 一臺(tái)三相汽輪發(fā)電機(jī)SN=30000kVA, UN =11000V, =1570A,Y接法。（1）匕=2.35,用相量圖求出cosg=0.855（滯后）時(shí)1=4的9角和°角。（2） % =0.661。，不計(jì)，畫出cos=0.5（超前）時(shí)的電動(dòng)勢相量圖，并求出和馬4設(shè)有一隱極式同步發(fā)電機(jī)在某種情況下轉(zhuǎn)子磁極磁場的振幅和定子磁場的振幅適相等， 發(fā)電機(jī)的端電壓為每相3000V,略去電阻及漏抗，試求當(dāng)功率因數(shù)角 =30。及“ = 60°時(shí) 的空載電動(dòng)勢。5已知一臺(tái)凸極同步電機(jī)U*=L I*=l, Xd

46、*=0.6 , ra »0,（p= 20。（領(lǐng)先），當(dāng)t=0時(shí),uA最 大。（1）用電動(dòng)勢相量圖求E.ao（2）判斷電樞反應(yīng)是去磁還是助磁。習(xí)題十八 同步發(fā)電機(jī)基本電磁關(guān)系 一、思考題1為什么研究凸極同步電機(jī)時(shí)要用雙反應(yīng)理論？2在凸極同步電機(jī)中，如果角既不等于90°乂不等于0°,用雙反應(yīng)理論分析電樞反應(yīng)磁 密瓦。和電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢片兩個(gè)矢量在統(tǒng)一的時(shí)空相量圖上是否同相？瓦和由它感應(yīng)的 電動(dòng)勢曷是否還差90° ?為什么？3當(dāng)凸極同步電機(jī)電流I為己知恒定數(shù)值，而變動(dòng)時(shí)其所產(chǎn)生的電樞反應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢E“值是否是恒值，試問在何值下所生的Ea最大，何值時(shí)為最??？4凸極同

47、步電機(jī)相量圖中為什么沒有J R即和j/q/d這兩個(gè)電動(dòng)勢分量？5為什么凸極同步電機(jī)的電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢入“、7%要?dú)w算到直軸上具有勵(lì)磁磁動(dòng)力勢波形 的等效磁動(dòng)勢？試述電樞磁動(dòng)勢折算系數(shù)%收的意義。二、計(jì)算題1 一臺(tái)三相、Y接法凸極同步發(fā)電機(jī)，運(yùn)行數(shù)據(jù)是：U=230V （相電壓），I=10A, cos0=O.8（滯后）， =60。，4=0.4Q勵(lì)磁相電動(dòng)勢E°=400V,忽略磁路飽和影響，畫出電機(jī)此時(shí)電動(dòng)勢相量圖。并求出、Iq、4、%的數(shù)值。2設(shè)有一臺(tái)凸極式發(fā)電機(jī)接在電壓為額定值的電網(wǎng)上，電網(wǎng)電壓保持不變，同步電抗標(biāo)幺 值寸=1.0, £=06當(dāng)該機(jī)供給額定電流且功率困數(shù)為1時(shí)，

48、空載電動(dòng)勢琢為多少？當(dāng)該機(jī)供給額定電流且內(nèi)功率因數(shù)為1時(shí)，空載電動(dòng)勢線為多少？3 一臺(tái)三相凸極同步發(fā)電機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：Y接法， Pn =400Kw, % =6300Vcos（pN =0.8（滯后）,U50Hz、nN =750】/mm, xd =103.1 Q, x（1 =62 Q，忽略電樞電阻，試求額定運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)角8以及勵(lì)磁電動(dòng)勢E0的大小。4 一臺(tái)凸極同步發(fā)電機(jī)，己知x； x* ra «0, coscp U*=l /*=1,試根據(jù)電動(dòng)勢相量圖證明:E，=l + (x；+x；)sin+x；x；°+(sin°+K)2習(xí)題十九同步電機(jī)的參數(shù) 一、思考題1 測定

49、同步發(fā)電機(jī)空載特性和短路短路特性時(shí)，如果轉(zhuǎn)速降為0.95',對實(shí)驗(yàn)結(jié)果將有什么影響？2 一般認(rèn)為空載特性E° = /3）也可以用來作為負(fù)載時(shí)邑=/伉），這種看法是否十分準(zhǔn) 確？例如，當(dāng)尸尸1000安匝時(shí)所感生的空載電動(dòng)勢為240V,那么當(dāng)cos°=0, Ff =1700安 匝，kadFad =700安匝，合成磁動(dòng)勢七=1700-700=1000安匝時(shí)，是否氣隙電動(dòng)勢值仍為 240V?為什么？并由此說明3 為什么從空載特性和短路特性不能測定交軸同步電抗？為什么從空載特性和短路特性 不能準(zhǔn)確測定同步電抗的飽和值？為什么零功率因數(shù)負(fù)載特性跟空載特性有相同的波形？4 用轉(zhuǎn)差

50、法求同步電機(jī)的心和乙時(shí)，為何轉(zhuǎn)子繞組必須開路？為何試驗(yàn)時(shí)必須先把轉(zhuǎn)子 拖到近同步速再接通定子電源，而不可以把次序顛倒過來？二、計(jì)算題1設(shè)有一臺(tái)25000Kw、10.5kW、三相繞Y接法，cos0=0.8 （滯后）、50Hz、兩極汽輪發(fā)電機(jī)，已知它的轉(zhuǎn)子繞組每極有72匝，轉(zhuǎn)子磁場的波形因數(shù)與=1.05,定子電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢為=11.31安/極，其空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：空載特性線電壓（kV）6.210.512.313.4614.1勵(lì)磁電流（A）77. 5155232310388短路特性電樞短路電流（A）8601720勵(lì)磁電流（A）140280同時(shí)測得電樞繞組保梯電抗K=019,而電樞電阻心可忽

51、略不計(jì)。試求：（1）同步電抗（不計(jì)飽和）的標(biāo)幺值匯（2） 當(dāng)空載電壓為額定電壓時(shí)接上每相阻抗為Zl=2.82+j2115歐的星形接法三相負(fù)載,求負(fù)載電流和端電壓；（3） 為保證額定負(fù)載運(yùn)行所需的勵(lì)磁電流；（4）在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，若開關(guān)跳閘甩負(fù)載，發(fā)電機(jī)的電壓將升高為多少？試計(jì)算電 壓調(diào)整率0%的數(shù)值。2 國產(chǎn)三相 72500kW 水輪發(fā)電機(jī)，t/jV=10.5kW,Y 接，cos=0.8 （滯后），工=0.554, 電機(jī)的空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：空載特性%0. 551. 01. 211. 27L33*0. 521. 01. 511. 762. 09短路特性I；01If00.

52、965零功率因數(shù)特性（1=廉）U*1*2. 115試求：（1） X；的不飽和值（2）短路比K. （3） X； （4） x：q （5） %（6） At/%習(xí)題二十同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行一、思考題1試述三相同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)的條件。為什么要滿足這些條件？怎樣來調(diào)節(jié)和檢驗(yàn)滿足 這些條件？2 一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)單獨(dú)供給一個(gè)對稱負(fù)載（R及L 一定）且發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變時(shí)，定子 的功率因數(shù)cos。由什么決定？當(dāng)此發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無限大電網(wǎng)時(shí)，定子電流的cosp乂由什 么決定？還與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)嗎？此時(shí)電網(wǎng)對發(fā)電機(jī)而言相當(dāng)于怎樣性質(zhì)的電源？3試述功率角8的物理意義。4畫出與無限大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的凸極同步發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁（線

53、=0）時(shí)的電動(dòng)勢向量圖，并推導(dǎo)其功角特性，此8時(shí)角代表什么意義？二、計(jì)算證明題1 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)與無限大電網(wǎng)，額定負(fù)載功率角夕=20。，現(xiàn)因外線發(fā)生故障，電網(wǎng) 電壓降為60%S問：為使8角保持在小于25。范圍內(nèi)，應(yīng)加大勵(lì)磁使扁上升為原來的多少倍？2 有一臺(tái) Rv=25000kW, UN=l°-5kV,Y 接法，cos以=0.8 （滯后），X； =2.13 和 z;20 的汽輪發(fā)電機(jī)，試求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電動(dòng)勢E。、功率角。和心與/*的夾角°3 一臺(tái)四級的隱極同步電機(jī)，端電壓U*=l和電流/*=1,同步電抗x；=l,功率因數(shù)cos°=3二（/落后U）,勵(lì)磁

54、磁動(dòng)勢的幅值與=1200安/極，電樞反應(yīng)基波磁動(dòng)勢的幅值£=400安/極，忽略定子電阻，試用時(shí)空相矢圖求出。角。習(xí)題二十一同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行（p496）一、思考題1 為何在隱極同步電機(jī)中，定子電流和定子磁場不能相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但是凸極同步電機(jī)中卻可以產(chǎn)生？2 比較下列情況下同步電機(jī)的穩(wěn)定性：（1） 當(dāng)有較大的短路比或輕音樂上的短路比時(shí)；（2） 在過勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行或在欠勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)；（3） 在輕載下運(yùn)行或在滿載狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)；（4） 在直接接至電網(wǎng)或通過長的輸電線接到電網(wǎng)時(shí)。3 試為凸極式同步電機(jī)推導(dǎo)出無功功率的功角特性。4 一臺(tái)三相隱極同步發(fā)電機(jī)，并聯(lián)在無限大電網(wǎng)上，試作出下列三種

55、情況的相量圖（忽略 電阻），并畫出七。、I的軌跡，說明：（1） 保持勵(lì)磁不變，調(diào)節(jié)有功，8角及輸出無功是否改變？（2） 保持有功輸入不變，調(diào)節(jié)勵(lì)磁，夕角及輸出有功是否改變?（3） 保持輸出有功不變，調(diào)節(jié)有功，夕角及勵(lì)磁電流是否改變?三、計(jì)算題1有一臺(tái)兩極50Hz汽輪發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)如下：SN=31250kVA, Un=10-5Kv（Y接法），cosc=0.8（滯后），定子每項(xiàng)同步電抗匕=7.0Q （不飽和值），而定子電阻忽略不計(jì)，此發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于無限大電網(wǎng)，試求：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，功率角電磁功率幾，同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)令，過載能力心為多大？（2）若維持上述勵(lì)磁電流不變，但輸出有功功率減半時(shí)

56、，夕、Cw同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)及 cosg將變?yōu)槎嗌?？輸出無功功率將怎樣變化？（4） 發(fā)電機(jī)原來在額定狀態(tài)下運(yùn)行，現(xiàn)在公將其勵(lì)磁電流加大10%, 8、Pq cosg和I將變化為多少？2 一臺(tái)5000Kw、13800V （Y接法）、cose=0.8（滯后）的水輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于一無限大電網(wǎng)上，其參數(shù)為x；=11.15,耳=0.7并假定其空載特性為一直線，試求：（1） 當(dāng)輸出功率為lOOOOKw, cos0=1.0時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流i；及功率角名（2） 若保持此輸入有功功率不變，當(dāng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁時(shí)，e=? cos=?3 一個(gè)三相對稱負(fù)載與電網(wǎng)以及一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)，如圖3-6所示，已知電網(wǎng)電壓為 380V,線路電流/，為50A,功率因數(shù)cos°=0.8（滯后），發(fā)電機(jī)輸出電流I為40A,功率因 數(shù)為0.6（滯后）。求：（1） 負(fù)載的功率因數(shù)為多少？（2） 調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)等于負(fù)載的功率因數(shù)，此時(shí)發(fā)電 機(jī)輸出的電流/為多少？