同步电机课后习题参考答案
电机学课后习题解答(配王秀和、孙雨萍编)
《电机学》作业题解（适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》）1-5 何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。
1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采用硅钢片？答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。
1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m，铁心的相对磁导率为1000。
问：要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。
磁路段1长度和截面积：()120.050.20.0250.55m =⨯++=l ，210.050.150.0075m =⨯=A ；41m1710.55 5.83610A wb 10004100.0075π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+⨯=l ，220.050.100.005m =⨯=A ；42m2720.30 4.77510A wb 10004100.005π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+⨯=l ，230.050.050.0025m =⨯=A ；43m3730.309.54910A wb 10004100.0025π-===⨯⨯⨯⨯l R uA 总磁阻：45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++⨯=⨯R R +R +R磁动势：5m 0.003 2.01610604.8A φ==⨯⨯=F R 励磁电流：604.8 1.512A 400===F i N在此电流下，铁心各部分的磁通密度分别为：110.030.4 0.0075φ===B TA220.030.6 0.05φ===B TA330.031.2 0.0025φ===B TA2-5 变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率主要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗？为什么？答：做空载试验时，变压器的二次侧是开路的，所以变压器输入的功率消耗在一次测的电阻和激磁（励磁）支路电阻上，空载时，变压器的一次侧电流仅为额定负载时的百分之几，加之一次侧电阻远远小于激磁电阻，所以输入功率主要消耗在激磁电阻上。
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。
华南理工电机学课后习题及答案
华南理工电机学课后习题及答案第-篇直流电机1.在直流发电机屮，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时，（C ）A只有直轴电枢反应磁势。
B只有交轴电枢反应磁势。
C直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为去磁性质。
D 直轴和交轴电枢反应磁势都有，而II直轴电枢反应为助磁性质。
2.单波绕组的并联支路数应等于（A ）A2 B极对数p C极数2p D换向片数k3.电磁转矩应等于（B ）A Ce<I)nB CT(DIaC P2/QD CeKflfla3. 电磁转矩应等于（B ）A CeOnB CT中laC P2/QD CeKflfla4.他励发电机外特性是指转速恒定且（A ）A励磁电流恒定时，发电机端电压与线路电流之间的关系。
B发电机端电压恒定时，励磁电流与线路电流之间的关系。
C发电机线路电流恒定时，发电机端电压与励磁电流之间的关系。
D发电机端电压恒定时，励磁电压与线路电流之间的关系。
5.他励发屯机的调整特性是（B ）A卜垂C水平D没准6.下列说法错误的是（C ）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和冋馈制动。
B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。
C串励电动机允许空载运行。
D串励电动机的优点足有较大的起动转矩和过载能力。
7.电磁功率应等于（A）A EalaB Pl+pOC P2-p08.单叠绕组的并联支路数应等于（C ）A 2 B极对数p C极数2p9.感应电动势应等于（A ）A CeOnB CTOIaC P2 /la10.对于能耗制动来说，下列说法错误的是（A ）A能量冋馈到电网。
B电机内仍符主磁场。
C电机变成他励发电机。
D T2QD换向片数kI) CTKfTflaD电磁转矩为制动性转矩。
13.A 用虚槽数计算的节距有（ABD第一节距 B 第二节距)oC换向器节距 D 合成节距14.直流电动机的电磁功率表达式有（BCD)oAPl-pO B TeQC Pl-pcuf-pcuaD Eala14.直流电动机的电磁功率表达式有（ BCD )<,APl-pO B TeQc Pl-pcuf-pcuaD Eala15.并励直流发电机的自励条件有（ACD)oA磁路中必须有剩磁B 电枢回路的总电阻必须小于临界电阻C 励磁磁动势与剩磁方向相同 D励磁回路的总电阻必须小P 临界电阻16.并励直流发电机外特性的特点是（ABC ）。
机电传动控制_各章课后习题及答案大全
机电传动控制_各章课后习题及答案⼤全机电传动控制邓星钟第四版课后答案第⼆章机电传动系统的动⼒学基础2.1 说明机电传动系统运动⽅程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是有电动机产⽣⽤来克服负载转矩，以带动⽣产机械运动的。
静态转矩就是由⽣产机械产⽣的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
2.2 从运动⽅程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的⼯作状态。
TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即静态）的⼯作状态。
2.3 试列出以下⼏种情况下（见题2.3图）系统的运动⽅程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头⽅向表⽰转矩的实际作⽤⽅向）TM TL TM TLNTM=TL TM< TLTM-TL>0说明系统处于加速。
TM-TL<0 说明系统处于减速TM TL TM TLTM> TL TM> TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速TM TL TM TLTM= TL TM= TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？因为许多⽣产机械要求低转速运⾏，⽽电动机⼀般具有较⾼的额定转速。
这样，电动机与⽣产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，⽪带等减速装置。
所以为了列出系统运动⽅程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到⼀根轴上。
转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.5为什么低速轴转矩⼤，⾼速轴转矩⼩？因为P= Tω,P不变ω越⼩T越⼤，ω越⼤T 越⼩。
2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2逼⾼速轴的GD2⼤得多?因为P=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越⼩GD2越⼤，转速越⼤GD2越⼩。
电机学 课后习题解 (全) 王秀和 孙雨萍
3.14 mN C I apN T Vn C E V n C E apN C e a e e a e a e .3.1310101.255.922.23101.250063.68.208101.2150063.663.6360398360222=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯==---φπφφ3.15 857.069956000699510050063956395601000207.61.07.61.77.3602395.3.5760260001020022===++=++==⨯⨯===+=======ηπΩπΩπΩWp p P P WT P mN T T T mN n P T m N n P T cuf cua e e e e 3.16%2.889298082000.5.868602881809298082000005.0430088180881802.36546.24146.24120259.02.36523022.365012======⨯++=+==⨯===+⨯+=++==+=+=ηπΩ∆m N n P T W p P P WI E P VU r I UE AIU UP I I I ee e a a e a a Na fN NN fN a3.18额定负载时电枢电流为：A I a 2.7913811080=-=（1）接入电阻瞬间mN I E T A I V E a a e aa⋅=⨯⨯=Ω''='=+-='=⨯-='75.860/1470297.128.10397.124.0078.08.1031108.103078.02.79110π（2）A I a 2.79= （3）aNa NE n =min/10218.1031.7214701.72478.02.79r n V U E a=⨯=''=⨯-=''第四章4.10（1）42min /1500==p r n s （2）3632322=⨯⨯⨯==mpq Q（3）9452.09598.09848.09598.0220sin32203sin2sin2sin 9848.09098sin 90sin2036360236011021011011=⨯===⨯===⨯===⨯=⨯=d y w q y k k k q q k y k Q p αατα（4）VE VfNk E L w 39.39802.230302.23010015.19452.01085044.444.412111=⨯==⨯⨯⨯⨯⨯==-Φφ4.11Wb fNkE apqN N V E k k k q q k y k Q p mpQ q w Cd y w q y 9556.09517.0185044.44.363744.4181191224.3637732.163009517.09936.09579.09936.026667.6sin926667.69sin 2sin2sin 9579.0902722sin90sin6667.6543603609325421111102101101=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯=====⨯===⨯===⨯====⨯==⨯==φφΦαατα4.12 VE VfNk E apqN N k k k q q k y k Q p mpQ q L w Cd y w q y 1.936238.5405338.540575.09018.0365044.444.4361332229018.09598.09848.09598.0220sin32203sin2sin2sin 9396.09097sin 90sin203636023603232362)1(11111102101101=⨯==⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯===⨯===⨯===⨯=⨯==⨯⨯==ΦααταφVE E E VNk f E k k k q q k y k w d y w q y 44.936256.54053E V56.5405)29.45(38.540529.4503.003778.03625044.444.403778.02176.01736.02176.02205sin322035sin25sin25sin1736.090975sin 905sin 222521555555505015=⨯==-+=+=-=⨯⨯⨯⨯==-=⨯-===⨯⨯⨯==-=⨯==线电动势合成相电动势φφφφαατ4.13VfNk E apqN N k k k q q k y k Q p mpQ q w Cd y w q y 35.360105.79018.02405044.444.42401203222)2(9018.09598.09848.09598.0220sin32203sin2sin2sin 9396.09097sin 90sin203636023603232362)1(31111102101101=⨯⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯===⨯===⨯===⨯=⨯==⨯⨯==-Φααταφ4.14A I pNk F U P I a pqNN k k k q q k y k Q p mpQ q w Cd y w q y 8.685634.68719237.0129.09.034.6878.03.6732.16000cos 3121161229237.09562.0966.09562.0210sin62106sin2sin2sin966.0901815sin 90sin10363601360613236211110101101=⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯===⨯===⨯===⨯=⨯==⨯⨯==φφϕααταAI pNkF AI pNk F k q q k y k w w w q y 79.5834.68710264.0125135.1135.13.1028534.68719237.01235.135.10264.01020.02588.01020.02105sin621065sin25sin25sin 2588.09018155sin 905sin )2(5511505015=⨯⨯⨯⨯=⨯==⨯⨯===⨯==⨯⨯⨯===⨯==φφναατ4.16VfNk E k k k k k k q k q k y k y k y Qp mp Qq p Q w d y w d y w q q y y 63841505.09554.02005044.444.41932.09554.01932.0265sin1026105sin 25sin 2105sin9554.026sin102610sin2sin 210sin1905sin 905sin190sin 90sin 660360136010132602302602)1(1115511050010150111051=⨯⨯⨯⨯=======⨯⨯⨯=⨯==⨯⨯===⨯=======⨯=⨯==⨯⨯=====Φαααατττατφ时当VfNkE k k k k y w d y w y 60711505.09086.02005044.444.49086.09554.0951.0951.09054sin245452111110111=⨯⨯⨯⨯===⨯======-=Φτττφ）（4.17min/214764.122020607.01087135.17135.1min/300579.402021399.01085135.15135.10min/1500601.13782029452.010835.135.10607.01399.05774.09452.01177155531117531r n n AI pNk F r n n AI pNk F F r p f n AI pNk F k k k k w w w w w w w ===⨯⨯⨯=⨯====⨯⨯⨯⨯=⨯=====⨯⨯====-==φφφ第五章5.14 10666.0750700750min /717)044.01(750)1(min/75060)1(==-==-=-===s s r s n n r pf n N s N s5.15()()ΩΩΩΩΩΩΩΩΩσσσ5.2937.187.3037.1)87.30578.0(87.3069.287.3087.30578.069.287.3087.30)4.0928.0(69.2928.0)38.66(3414085.2)38.66(38087.3076.23131)32.21(38036.2)32.21(310601060100)32.21(4.031340)1(102222200210012222222202000022022010=-=-==+⨯--=+'--='==-⨯-=--='=-==⨯======-=-=====⨯===-⨯-=--=X X XX R X X X X X X XX X R R R R Z XmIP R I U Z R ZX I U Z mI p R Wp I mR P p mkkk K K KKK k k k k Fe m mec Fe 由短路试验 5.16()()()()()()()()()()AX X R R U I mN X X R R R R pUf m T AX X R R R U I mN X X R R R R R pUf m T k k R R R X X R R X X R R s stst st st st st st st e i st st st m 5.337)59.0277.0(220.5.583)59.0277.0(314134.0220432)2(7.230)59.0749.0(220.9.1232)59.0749.0(314606.022043)(2262.0342.1472.0472.0134.0)328.0262.0(143.012222122112222212212211122221221122222122122111222222121221212=+='++'+='=+⨯⨯⨯⨯='++'+'+'⨯==+='++'+'+='=+⨯⨯⨯⨯='++'+'+'+'⨯==='==-++='-'++='='++'=σσσσσσσσσσσσππΩΩ5.17====-===Z Hzsf f s r n p N s 用等效电路求解465.20493.01500014261500min /150042125.18 86.0160380732.1911803cos 91180287021008621028708621060150029.02.4949.0.2.4946014502750000333.0150014501500)1(11112222=⨯⨯===++=++====⨯⨯====⨯===-=NN cu Fe e em cu S s e e I U P W p p P P WsP p WT T P mN P T s ϕπΩΩπΩ5.19Ws P P W sP p W p p P P e e cu Fe cu e 55.9758)1(45.291029.0100501005020045010700211=-==⨯===--=--=Ω%17.878603750086.15824.0380732.18603cos 38603231316789831604.07898789804.015.758215.75825.37457500204.010*********)1(1211112212====⨯⨯===++=++==⨯===-=-==++=++====-=P P AU P I W p p P P WsP p WsP P W p p P P Hzsf f s NNFe cu e e cu e ad mec ηϕΩΩ5.21AI A I AUP I I UP st 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82.45cos 68.3960sin 82.45sin 13.2387.366082.45cos 33.36373630000000qqddN q N d NN NI U XI U E X AI I A I I AUP I VUδδψψδϕ6-10732.1cos 8.23318.548171.08.54sin sin 8.54cos sin arctan31arccos 0000=+==-=====+===**********dd d qNN XI U E A II U XI U S P δδψϕϕψϕ6-11VUE E XjI UEK XI E XI E XI E XZ AUs I VUN sC s s ssb NN N N97803.3637689.28.35689.2)3(645.055.11)2(55.1646.21.41.48873/630097.1646.22.52.58873/8000)1(646.213753.3637137533.3637363000001(0(00=⨯=⨯=∠=+===Ω==Ω===Ω===Ω===Ω======*******ϕ和）饱饱和）6-12%26259=∆=u A IfN6-22 MN P T KWI U P WXXmU XU mE P V X I U E AI I VUse eM NM Ne dqde d dM M NM dM N.4.152885.480cos 3105.480)11(2sin 6378cos 02.4901.58sin 8.57sin 14.2187.3601.5887.3601.588.034648.408.576.03464arctan 346436000)1(32000=Ω===⨯=-+==+==⨯===-=∴==⨯⨯+⨯===ϕδδψδϕψVX I U E AI I AUP I ddM M M dMNM44622.6411.2257.28cos 3464cos 11.2257.28sin 57.2857.2834648.4024.46arctan24.4660003480500cos 31cos )2(000e =⨯+⨯='+'='='='='==⨯==⨯=='=δψδψϕϕ磁电流使若负载转矩不变，调励6-25 2246.03.22265000cos 3.2226var4.21686.24214590var6.242184.25tg 5000tg 5000500450084.259.0arccos )2(var 4590sin 6.64287.04500cos 57.457.0arccos )1(2211011110====+==-=-==⨯='⨯==+=+==='=======MM m M M M M M Q P KVA Q P S K Q Q Q K P P KW P P P K S Q KVAP S ϕϕϕϕϕϕ率为：则同步电动机的无功功总的无功功率总的有功功率接入同步电动机后，未接入同步电机时。
同步电机练习题及答案
同步电机练习题及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δsin2)X 1X 1(mU dq 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 D2. ★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 C3. 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 B4. ★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 >>>>；C σX X X X X ad d aq q >>>>；D σX X X X X aq q ad d >>>>。
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 dtd Ne 011φ-=, dtd Ne 022φ-=, 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221==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3.12f B p m Fe ∝可知，磁密m B 过大, 导致铁耗Fe p 大增， 铜损耗120r I 也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
同步电机练习题与答案
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 3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 X q 和X d 将 ________________ 。
答增加6. 凸极同步电机气隙增加使 X q 和X d 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 mU 2（」—）s i n2X q X d2. ★同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性COS =0.8，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。
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; C 电枢端口输入的电功率;答 D）。
B 转轴上输出的机械功率; D 电枢端口输出的电功率。
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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=4014-4 I N=14.43A，P N=8kW，Q N=6 kvar15-1 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 =ϕ（滞09.2***（2）额定负载时的励磁电流标么值。
16-6一台汽轮发电机ＳＮ＝１５０００ＫＶＡ，ＵＮ＝６.３ＫＶ，ＩＮ＝１３７５Ａ，星形接线cos φＮ＝０.８（滞后），由空载试验求得对应额定线电压６３００Ｖ下的励磁电流为１０２安，由短路试验求得对应ＩＫ＝ＩＮ＝１３７５Ａ下的气隙线上的ＥＯＫ＝１２３９０Ｖ，此时的励磁电流为１５８Ａ。
试求：Ｘd *和Kc 。
16-7 三相汽轮发电机,已知空载特性:短路特性ＩK *＝1.0 ，Ｉf *＝1.43 及零功率因数负载点Ｉ=ＩN ，Ｕ＝ＵN ，COS Φ=0 时 Ｉf *＝2.8 试求:(1)该电机的保梯电抗X p ；(2)X d 的非饱和值。
16-8用标么值画出同步发电机空载及零功率因数负载特性曲线，说明求取I f a 的方法。
参考答案： 16-4① 5.87d x =Ω非,0.96C K =；②作图, 1.018x σ=Ω，165A fa I =；③作图,377.5A fN I =，%27%u ∆=16-5 ①*1.833fk I =；②作图，*2.5fN I =16-6 *1.97d x =非;0.65C K = 16-7 ①*0.17p x =; ②*1.716d x =非17-1 三相同步发电机投入并联时应满足哪些条件？怎样检查发电机是否已经满足并网条件？如不满足某一条件，并网时会发生什么现象？17-2 同步发电机与电网并联瞬间，其它并联条件均已满足，仅发电机的电压比电网电压略高一点，此时如果合闸，发电机会产生什么性质的电流？17-3 功角在时间及空间上各表示什么含义？功角改变时，有功功率如何变化？无功功率会不会变化？为什么？17-4 有一台三相汽轮发电机，额定功率P N=12000kW，额定电压U N=6300V，电枢绕组Y 接法，cosφN（滞后），x s=4.5Ω，发电机并网在额定状态下运行，额定频率f N=50Hz时，不计电阻影响，试求（1）每相空载电势E0；（2）额定运行时的功角θ；（3）最大电磁功率P max；（4）过载能力K M17-5 一台凸极三相同步发电机，U N=400V，每相空载电势E0=370V，电枢绕组Y接，每相直轴同步电抗x d=3.5Ω，交轴同步电抗x q=2.4Ω，该发电机并网运行，不计电阻影响，试求（1）额定功角θN=24°时，输向电网的有功功率是多少？（2）能向电网输送的最大电磁功率是多少？（3）过载能力为多少？17-6 一台隐极三相同步发电机并联于无穷大电网运行，额定运行时功角θN=30°，若因故障电网电压降为0.8 U N，假定电网频率仍不变，试求：（1）若保持输出有功功率及励磁不变，此时发电机能否继续稳定运行，功角θ为多少？（2）在（1）的情况下，若采用加大励磁的办法，使E0增大到原来的1.6倍，这时的功角θ为多大？17-7 一台隐极三相同步发电机并网运行，额定数据为：S N=125000kV A，U N=10.5kV，电枢绕组Y接法，cosφN=0.8（滞后），每相同步电抗x s=1.6Ω，不计电阻影响，试求：（1）额定运行状态时，发电机的电磁功率P em和功角θ；（2）此时如使原动机输入功率为零，不计损耗，求电枢电流为多少？17-8 一台凸极同步发电机并网运行，额定数据为：S N=8750kV A，U N=11kV，电枢绕组Y 接法，cosφN=0.8（滞后），每相同步电抗x d=18.2Ω，x q=9.6Ω，不计电阻影响，试求：（1）当输出功率为2000kW，cosφN=0.8（滞后）时，发电机的功角θ和每相空载电势E0;（2）若保持输出功率不变，发电机失去励磁，此时的功角θ为多少？能否稳定运行。
17-9 一台汽轮发电机数据如下：kV A 31250N =S ，kV 5.10N =U ，Y 接， 8.0cos N =ϕ（滞后），Ω=7s x ，定子电阻忽略不计，发电机与无穷大电网并联运行，试求：（1）在额定状态下运行时，功角θ、电磁功率各为多少；（2）若维持上述励磁电流不变，但输出有功减半，功角、电磁功率、ϕcos 将变为多少； （3）发电机原来在额定状态下运行，现仅将励磁电流加大10%，此时功角θ、电磁功率、ϕcos 及I 将变为多少？（不考虑磁路饱和的影响）17-10某并联于无穷大电网的隐极同步发电机原带额定负载运行（Φ>０），现使有功减少一半，功率因数保持不变，试定性的画相量图说明调节前后的情况。
17-11 一台两极汽轮同步发电机ＳＮ＝353MVA ，ＵＮ＝20KV ，cos φＮ＝0.85（滞后） Ｘs ＊＝１.８６，此发电机并联于无穷大电网，已知：额定状态时的Ｅ０＊＝２.５２，θＮ＝３８.３４°。
试求：在额定状态的基础上将有功减半，维持励磁电流不变，此时功率角θ´为多大，Ｐem ´和Ｅ０´为多大。
17-12某并联于无穷大电网的隐极同步发电机原带额定负载运行（Φ>０），现使有功减少一半，但无功功率保持不变，试定性的画相量图说明调节前后的情况。
参考答案：17-4 （1）E 0=8859.7（2）δ=33.96°（3）21483.6 kW （4）1.79 17-5 （1）P M =37575W （2）δ=75.52°，P Mmax =75987W （3）K M =2.02 17-6 （1）38.68°（2）23° 17-7 （1）100000kW ，34.7°（2）5847A 17-8 （1）8.07°，7975V 。
2）42.19°，能稳定运行。
17-9 (1) 35.93。
,25000kW;(2)17.06。
,12500Kw,0.448;(3)32.25。
,25000kW,0.723,1.106（1903A ）17-11 （1）18.07°，150MW ，2.5217-10 题图 17-12题图18-1 异步转矩和同步转矩有何不同？同步电动机在运行过程中是否存在异步转矩？在启动过程中存在什么转矩？18-2 比较同步发电机和同步电动机的方程式、等效电路和向量图有什么不同。
18-3 用同步补偿机改善电网的功率因数，将补偿机装设在用户端和装设在发电厂里，其作用是否相同？18-4 如何判断一台同步电机是运行在发电机状态还是电动机状态？18-5 什么是同步调相机，有何运行特点？18-6 同步电动机带额定负载运行时，如cosφ=1.0,若保持此励磁电流不变而空载运行，功率因数是否会发生改变？18-7 一台凸极三相同步电动机，Y接法，U N=6000V，f N=50Hz，n N=300r/min，I N=57.8A，额定功率因数cosφN=0.8（超前），同步电抗x d=64.2Ω，x q=40.8Ω，不计电阻，试求：（1）额定负载时的空载电势E0（2）额定负载时的电磁功率P emN和电磁转矩T em；18-8 某企业电源电压为6000V，内部使用多台异步电动机，其总输出功率为1500kW，平均效率是70% ，功率因数cosφN=0.8（滞后），企业新增一台400kW设备计划，采用运行于过励状态的同步电动机拖动，补偿企业的功率因数到1（不计电机本身损耗）。
试求：（1）同步电动机的容量为多大？（2）同步电动机的功率因数为多少？18-9 一台隐极三相同步电动机，电枢绕组Y接法，同步电抗x s=5.8Ω，额定电压U N=380V，额定电流I N=23.6A，不计电阻，当输入功率为15kW时，试求：（1）功率因数cosφN=1时的功角θ；（2）每相电势E0=250V时的功角θ和功率因数cosφ。
18-10某厂变电所的容量为2000kV A，变电所本身的负荷为1200kW，功率因数cosφN=0.65（滞后）。