同步電機(jī)測(cè)試題（含答案）（重慶大學(xué)）

本文格式為Word版，下載可任意編輯——同步電機(jī)測(cè)試題（含答案）（重慶大學(xué)）重慶大學(xué)試卷同步電機(jī)第1頁(yè)共3頁(yè)

名姓號(hào)密學(xué)弊作絕拒、紀(jì)級(jí)考年肅嚴(yán)、信守實(shí)封誠(chéng)、班爭(zhēng)、競(jìng)業(yè)平專公院學(xué)程工氣線電院學(xué)重慶大學(xué)電機(jī)學(xué)（1）第4次課堂測(cè)驗(yàn)

2023~2023學(xué)年第一學(xué)期

考試方式：

測(cè)驗(yàn)日期：2023.12.28測(cè)驗(yàn)時(shí)間：45分鐘題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1．同步發(fā)電機(jī)的額定功率指額定狀態(tài)下B。

A．電樞端口輸入的電功率；B．電樞端口輸出的電功率；C．轉(zhuǎn)軸上輸入的機(jī)械功率；D．轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。2．同步發(fā)電機(jī)帶三相對(duì)稱負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組D。A．感應(yīng)低頻電動(dòng)勢(shì)；B．感應(yīng)基頻電動(dòng)勢(shì)；C．感應(yīng)直流電動(dòng)勢(shì)；D．不感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

3．同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，若所帶負(fù)載性質(zhì)為感性，則其電樞反應(yīng)的性質(zhì)

為C。

A．交磁電樞反應(yīng)；B．直軸去磁電樞反應(yīng)；

C．直軸去磁與交磁電樞反應(yīng)；D．直軸增磁與交磁電樞反應(yīng)。4．同步電抗表征同步電機(jī)三相對(duì)稱穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)C。A．電樞反應(yīng)磁場(chǎng)的一個(gè)綜合參數(shù)；B．氣隙合成磁場(chǎng)的一個(gè)綜合參數(shù)；

C．電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和電樞漏磁場(chǎng)的一個(gè)綜合參數(shù)；D．勵(lì)磁磁場(chǎng)和勵(lì)磁漏磁場(chǎng)的一個(gè)綜合參數(shù)。

5．在對(duì)稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，凸極同步發(fā)電機(jī)電抗大小的順序排列為D。A．X??Xad?Xd?Xaq?Xq；B．Xad?Xd?Xaq?Xq?X?；C．Xq?Xaq?Xd?Xad?X?；D．Xd?Xad?Xq?Xaq?X?。6．判斷同步發(fā)電機(jī)是過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行狀態(tài)的依據(jù)是D。

A．E??0超前于U；B．E????0滯后于U；C．I超前于U；D．I??滯后于U。7．一臺(tái)并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)，若保持勵(lì)磁電流不變，在cos??0.8滯后的狀況下，減小輸出的有功功率，此時(shí)A。

A．功率角減小，功率因數(shù)下降；B．功率角增大，功率因數(shù)下降；C．功率角減小，功率因數(shù)增加；D．功率角增大，功率因數(shù)增加。8．并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)，欲提高其靜態(tài)穩(wěn)定性，應(yīng)B。A．減小勵(lì)磁電流，減小發(fā)電機(jī)的輸出功率；B．增大勵(lì)磁電流，減小發(fā)電機(jī)的輸出功率；C．減小勵(lì)磁電流，增大發(fā)電機(jī)的輸出功率；D．增大勵(lì)磁電流，增大發(fā)電機(jī)的輸出功率。

9．一臺(tái)運(yùn)行于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)，在電流超前于電壓一相位角時(shí)，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不變，逐漸增加勵(lì)磁電流，則電樞電流D。

A．漸大；B．先增大后減?。籆．漸?。籇．先減小后增大。10．同步補(bǔ)償機(jī)的作用是B。

A．補(bǔ)償電網(wǎng)電力不足；B．改善電網(wǎng)功率因數(shù)；

C．作為用戶的備用電源；D．作為同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源。

二、填空題（每空1分，共20分）

1．汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一般為隱極式，水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一般為凸極式。2．同步發(fā)電機(jī)內(nèi)功率因數(shù)角Ψ0=0°時(shí)，電樞反應(yīng)的性質(zhì)為交軸電樞反應(yīng)，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩將對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)作用。

3．在隱極同步電機(jī)中，同步電抗Xs的大小正比于電樞繞組每相串聯(lián)匝數(shù)的平方、主磁路的磁導(dǎo)和電樞電流的頻率。4．在不計(jì)磁路飽和的狀況下，如增加同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，則空載電壓增大；如增加勵(lì)磁電流，則空載電壓增大。如勵(lì)磁電流增加10%，而速度減小10%，則空載電壓不變。5．同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的條件是：（1）發(fā)電機(jī)相序與電網(wǎng)一致；（2）發(fā)電機(jī)頻率與電網(wǎng)一致；（3）發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)與電網(wǎng)電壓大小相等、相位一致。6．同步發(fā)電機(jī)在過(guò)勵(lì)時(shí)向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無(wú)功功率，產(chǎn)生直軸去磁的電樞反應(yīng)；同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)時(shí)向電網(wǎng)吸收超前的無(wú)功功率，產(chǎn)生直軸增磁的電樞反應(yīng)。

7．與其它旋轉(zhuǎn)電機(jī)類似，同步電機(jī)運(yùn)行是可逆的，它即可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，又可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，還可作補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行。

三、簡(jiǎn)答題（共30分）

重慶大學(xué)試卷同步電機(jī)第2頁(yè)共3頁(yè)

1．簡(jiǎn)述同步發(fā)電機(jī)功率角δ、功率因數(shù)角?、內(nèi)功率因數(shù)角的含義，它們?nèi)?/p>

者之間的關(guān)系是什么？(15分)

答：同步發(fā)電機(jī)的功率角δ有雙重含義，一是主極磁場(chǎng)B0軸線和電樞合成磁場(chǎng)B?u軸線之間的空間夾角（3分），二是激磁電動(dòng)勢(shì)E?0相量和端電壓U相量之間的時(shí)間相位差（3分）；功率因數(shù)角?是端電壓U?和負(fù)載電流I?之間的時(shí)間相位差（3分）；內(nèi)功率因數(shù)角?0是激磁電勢(shì)E?流I?0和負(fù)載電

之間的時(shí)間相位差（3分）；三者之間的關(guān)系?0為：?0????（3分）。

2．一臺(tái)隱極同步發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)?E0?行，輸出額定功率時(shí)調(diào)理勵(lì)磁電流使發(fā)電jIXs機(jī)的cos?=1，忽略定子電阻，相量圖如右所示。求：

I?U?（1）保持有功功率不變，試畫(huà)出發(fā)電機(jī)在過(guò)勵(lì)時(shí)的相量圖。（7分）（2）若保持勵(lì)磁電流不變，試畫(huà)出增大有功功率輸出時(shí)的相量圖。（8分）答：(1)保持有功功率不變，則Pe、P2不變。為了保持PUe?mE0Xsin?不變、sP2?mUIcos?不變，由于m、Xs與U不變，則E0sinδ與Icos?不變，

因此E0和I的終點(diǎn)軌跡分別為一條直線（3分）。在過(guò)勵(lì)狀況下，勵(lì)磁電流增大，E0增大、電流I的無(wú)功分量增大，相量圖如圖a所示（4分）。

(2)勵(lì)磁電流不變，則E0不變，因此E0的終點(diǎn)軌跡應(yīng)為一個(gè)圓（2分）。

增大有功功率輸出時(shí)，由于m、Xs、U與E0不變，由PE0Ue?mXsin?和

sP2?mUIcos?可知，sinδ增大、Icos?增大，此外，隨著功率角δ增大，

同步電抗壓降增大，電流I按比例增大（2分），相量圖如圖b所示（4分）。

?E''0?E??0E'0jI''XsjI?X?sjI'X?sE0jI?Xs?''I?U?I??I'IU?圖a圖b

四、計(jì)算題（共30分）

一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)接無(wú)窮大電網(wǎng)，已知I*N=1.0，U*N=1，cos?N=0.8(滯后)，X*s=0.8，R*a=0。試求額定狀態(tài)下：(1)發(fā)電機(jī)輸出有功功率P*N（2分）；

(2)勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)E*0N（3分）；(3)內(nèi)功率因數(shù)角?0N（3分）；(4)功率角?N（2分）；(5)電磁功率P*eN（3分）；(6)最大電磁功率P*e(max)（2分）；(7)過(guò)載能力kp(3分)。若調(diào)理原動(dòng)機(jī)的輸入功率，使發(fā)電機(jī)有功功率為額定功率的1.1倍，勵(lì)磁電流保持不變，試求：(8)功率角?(3分)；(9)電樞電流I*(3分)；(10)功率因數(shù)cos?(3分)；(11)無(wú)功功率Q*(3分)。?解：

E*0N???令U*=1?0o，則有I*=1??36.87o。jIN*X*s?N(1)P*3UNINcos?N?N?3U?cos??N?0.8(2分)

?N0NU*NNINI?*N?(2)

??E*?***0N?UN?jINXs?1?j(0.72?j0.54)?0.8?1.61?23.39o（3分）

E*0N?1.61重慶大學(xué)試卷同步電機(jī)第3頁(yè)共3頁(yè)

**另解：根據(jù)相量圖幾何關(guān)系

E0N?(U*Ncos?N)2?(U*Nsin?N?INX*s)

?(1?0.8)2?(1?0.6?1?0.8)2?1.61*(3)??arctanUNsin?N?I*NX?s0NU*?arctan1?0.6?1?0.80.8?60.26o（3分）Ncos?N1?(4)?N??0N??N?60.26o?36.87o?23.39o

（2分）**(5)P*NUNeN?E0X?sin?1.61?1N?sin23.39o?0.8

（3分）

s0.8另解：當(dāng)R*=0時(shí)，P??P?aeNN?cos?N?0.8?*(6)由P*eN?E*0NUNX?sin?知，當(dāng)??90o時(shí)，P*E0NU*Ne(max)?X??2.01（2分）ss?(7)ke(max)p?PP??12.011Nsin????2.52

（3分）

N0.8sin23.39?(8)P*?1.1?P*N?0.88

由P*?P*E?*0Ue?X?sin??E*0NU*N?sin?知，sXssin??P*X?sE**?0.88?0.8?0.44

（3分）

0NUN1.61?1??sin?1(0.44)?26.1o?(9)E*0?E*0N???1.61?26.1o

?由E*?*?0?UN?jI*X*s知

???E*I*?0?U*N1.61?26.1o?1ojX*??90o?1.05??32.19（3分）

s0.8?(10)由I*?1.05??32.19o，知??32.19o（滯后）

cos??0.85

（3分）

第（9）、（10）小問(wèn)另解：

?E*0N?**??jIXs???U*I*N

由相量圖幾何關(guān)系：E*0Ncos??U*N?I