华南理工大学电机学第五章思考题_
华南理工【电机学】随堂练习
第一篇直流电机1 .在直流发电机中，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时，（）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，而且直轴电枢反应为助磁性质。
参考答案：C2 .单波绕组的并联支路数应等于（）A 2 B极对数p C极数2P D换向片数k参考答案：A3 .以下不属于并励直流发电机外特性的特点的是（）。
A端电压随负载增大下降较快B有拐弯现象C稳态短路电流小于额定电流D临界电流大于他励短路电流参考答案：D 4 .他励发电机外特性是指转速恒定且（）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。
参考答案：A5 .他励发电机的调整特性是（）A下垂B上翘C水平D不一定参考答案：B6 .下列说法错误的是（）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。
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串励电动机的优点是有较大的起动转矩和过载能力。
参考答案：C7 .单叠绕组的并联支路数应等于（）A 2 B极对数p C极数2P D换向片数k参考答案：C8 .对于能耗制动来说，下列说法错误的是（）A能量回馈到电网。
B电机内仍有主磁场。
C电机变成他励发电机。
D电磁转矩为制动性转矩。
参考答案：A9 .基波绕组因数的值（）。
A 大于等于1 B小于等于1 C等于1 D大于1参考答案：B10 .三相对称绕组通三相对称正弦交流电流时产生（）。
A矩形磁动势B椭圆形旋转磁动势C脉振磁动势D圆形旋转磁动势参考答案：D11 .三相交流绕组产生的谐波合成磁动势，其旋转方向（）。
A与基波合成磁动势相同。
B与基波合成磁动势相反。
华南理工大学电机学第四章思考题
4-1 把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速n 高于旋转磁场的转速s n ，定子接到三相交流电源，试分析转子导条中感应电动势和电流的方向。
这时电磁转矩的方向和性质是怎样的若把原动机去掉，电机的转速有何变化为什么【答】 感应电动机处于发电机状态，转子感应电动势、转子有功电流的方向如图所示，应用右手定则判断。
站在转子上观察时，电磁转矩e T 的方向与转子的转向相反，即电磁转矩e T 属于制动性质的转矩。
若把原动机去掉，即把与制动性质电磁转矩e T 平衡的原动机的驱动转矩去掉，电动机将在电磁转矩e T 的作用下减速，回到电动机状态。
4-2 有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为1f 的三相交流电流，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速及转子的转向。
【答】 假设转子中频率为1f 的交流电流建立逆时针方向旋转的气隙旋转磁场，相对于转子的转速为p f n s 160=；若转子不转，根据左手定则，定子将受到逆时针方向的电磁转矩e T ，由牛顿第三定律可知，定子不转时，转子为顺时针旋转，设其转速为n ，则气隙旋转磁场相对于定子的转速为n n s -。
4-3 三相感应电动机的转速变化时，转子所生磁动势在空间的转速是否改变为什么 【答】 不变。
因为转子所产生的磁动势2F 相对于转子的转速为n sn p f s p f n s ∆====1226060，而转子本身又以转速n 在旋转。
因此，从定子侧观看时，2F 在空间的转速应为()s s n n n n n n =+-=+∆，即无论转子的实际转速是多少，转子磁动势和定子磁动势在空间的转速总是等于同步转速s n ，在空间保持相对静止。
4-4 频率归算时，用等效的静止转子去代替实际旋转的转子，这样做是否影响定子边的电流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率为什么【答】 频率归算前后，转子电流的幅值及其阻抗角都没有变化，转子磁动势幅值的相位也不变，即两种情况下转子反应相同，那么定子的所有物理量以及电磁功率亦都保持不变。
华南理工大学电机学第四章思考题
4-1把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速n 高于旋转磁场的转速s n ，定子接到三相交流电源，试分析转子导条中感应电动势和电流的方向。
这时电磁转矩的方向和性质是怎样的？若把原动机去掉，电机的转速有何变化？为什么？【答】感应电动机处于发电机状态，转子感应电动势、转子有功电流的方向如图所示，应用右手定则判断。
站在转子上观察时，电磁转矩e T 的方向与转子的转向相反，即电磁转矩e T 属于制动性质的转矩。
若把原动机去掉，即把与制动性质电磁转矩e T 平衡的原动机的驱动转矩去掉，电动机将在电磁转矩e T 的作用下减速，回到电动机状态。
4-2 有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为1f 的三相交流电流，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速及转子的转向。
【答】假设转子中频率为1f 的交流电流建立逆时针方向旋转的气隙旋转磁场，相对于转子的转速为p f n s 160=；若转子不转，根据左手定则，定子将受到逆时针方向的电磁转矩e T ，由牛顿第三定律可知，定子不转时，转子为顺时针旋转，设其转速为n ，则气隙旋转磁场相对于定子的转速为n n s -。
4-3三相感应电动机的转速变化时，转子所生磁动势在空间的转速是否改变？为什么？ 【答】不变。
因为转子所产生的磁动势2F 相对于转子的转速为n sn p f s p f n s ∆====1226060，而转子本身又以转速n 在旋转。
因此，从定子侧观看时，2F 在空间的转速应为()s s n n n n n n =+-=+∆，即无论转子的实际转速是多少，转子磁动势和定子磁动势在空间的转速总是等于同步转速s n ，在空间保持相对静止。
4-4频率归算时，用等效的静止转子去代替实际旋转的转子，这样做是否影响定子边的电流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率？为什么？【答】频率归算前后，转子电流的幅值及其阻抗角都没有变化，转子磁动势幅值的相位也不变，即两种情况下转子反应相同，那么定子的所有物理量以及电磁功率亦都保持不变。
华南理工大学_历年电机试卷及答案
华南理工大学试卷《电机学Ⅱ》试题(电气工程及其自动化01级)班级：电气工程01（）班顺序号姓名分数总评分考试时间：2003年11 月27日一、断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。
本题共15分，每题1分）（ｔ为对，ｆ为错）1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。
（f ）2．直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。
（f ）3．直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。
（t ）4．自励是电动机的一种励磁方式。
（f ）5．在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。
（t ）6．单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。
（t ）7．直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。
（f ）8．在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。
（t ）9．当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。
对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。
（t ）10．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。
（f ）11．直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。
并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。
（f ）12．并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。
（f ）13．变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。
当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。
（f ）14．在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程（t）15．在dq0坐标系中，同步电机的d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势3部分组成的。
（t ）二、填空题（本题共15分，每空1分）1．在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿 励磁绕组的漏磁路 闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大。
电机学综合习题模拟试卷及答案(包括选择、填空、画图、简答、计算)附华南理工大学电机学真题及答案
电机学综合习题集及答案（包括选择、填空、画图、简答、计算）附华南理工大学电机学真题及答案一、 填空题1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 交流的 。
答：交流的。
2. 直流发电机的电磁转矩是 制动 转矩，直流电动机的电磁转矩是 驱动 转矩。
答：制动，驱动。
3. 串励直流电动机在负载较小时，a I 小 ；当负载增加时，T 增加 ，a I 增加 ；n 随着负载增加下降程度比并励电动机要 严重 。
答：小，增加，增加，严重。
4. 一台p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为a r ,电枢电流为a I ,可知此单迭绕组有条并联支路，其每条支路电阻为 。
答：a 2,2r p p5. 并励直流电动机改变转向的方法有 励磁绕组接线不变，将电枢绕组的两个接线端对调；电枢绕组接线不变，将励磁绕组的两个接线端对调 ； 。
答：。
6. 串励直流电动机在电源反接时，电枢电流方向 反向 ，磁通方向 反向 ，转速n 的方向 不变 。
答：反向，反向，不变。
7. 当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，则电机的转速将 下降 。
答：下降。
8. 直流电机若想实现机电能量转换，靠 交轴 电枢磁势的作用。
答：交轴。
9. 直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是 去磁作用 ；若为电动机，则直轴电枢反应是 增磁作用 。
答：去磁作用，增磁作用。
10. 磁通恒定的磁路称为 直流磁路 ，磁通随时间变化的磁路称为 交流磁路 。
答：直流磁路，交流磁路。
11. 三相异步电动机等效电路中的参数21sr s -'的物理意义是模拟异步电动机转子轴输出总机械功率的 等效电阻 。
12. 电机和变压器常用的铁心材料为 软磁材料 。
答：软磁材料。
13. 异步电动机的空载激磁电流比变压器大的原因是异步电动机磁路中存在气隙。
14. 铁磁材料的磁导率 非铁磁材料的磁导率。
答：远大于。
15. 直流发电机通过主磁通感应的电势应存在于 电枢 绕组。
电机学第五版课后答案 -修订版
《电机学》（第五版）课后习题解答系别：电气工程系系授课教师： *** * 日期： 2017.05.2 0第一章 磁路1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答： 磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为AlR m μ=，单位：Wb A1-2 磁路的基本定律有那几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，能否用叠加原理来计算磁路？为什么？答： 有安培环路定律，磁路的欧姆定律，磁路的串联定律和并联定律；不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。
1-3 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别？计算磁路时用的是哪一种磁化曲线？答： 起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的)(H f B =曲线；基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。
二者区别不大。
磁路计算时用的是基本磁化曲线。
1-4 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答： 磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式V fB C p nmh h ≈。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。
经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-5 说明交流磁路和直流磁路的不同点。
答： 直流磁路中的磁通是不随时间变化的，故没有磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势，而交流磁路中的磁通是随时间而变化的，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其所匝链的线圈中产生电动势，另外其饱和现象也会导致励磁电流、磁通，感应电动势波形的畸变，交流磁路的计算就瞬时而言，遵循磁路的基本定律。
1-6 电机和变压器的磁路通常采用什么材料构成？这些材料有什么特点？答：磁路：硅钢片。
华工05年电机学试题
华南理工大学电力学院电力系2005年11月一、判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。
每题１分，共25分）1.增加支路串联元件数可以减小直流电机的反电势脉动。
（ V）2.直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。
（ X）3.直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。
（ V）4.直流电机单波绕组的合成节距等于+1或－1。
（ X）5.直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。
（ X）6.电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。
（ X）7.考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。
（ X）8.直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。
（ X）9.直流电机的电刷压降随负载变化而有很大的变化。
（ X）10.平复励发电机的电压变化率比较大。
（ X）11.并励电动机的机械特性比较软。
（ X）12.串励电动机在轻载时会发生飞车现象。
（ V）13. 降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。
（ X）14.三相变压器组的正序、负序、零序的激磁阻抗相等。
（ V）15.三相心式变压器的零序激磁阻抗远大于正序、负序激磁阻抗。
（ X）16.三相变压器带单相负载时，零序电流远大于正序、负序电流。
（ X）17.三相变压器组不应该接成Y,yn联结来带单相负载。
（ V）18.在感应电动机的正序、负序两个等效电路中，激磁支路的阻抗是相等的。
（ V）19.三相感应电机正常运行中，Ａ相断线并继续稳定运行，则Ａ相端电压为0。
（ X）20.同步发电机的负序等效电路类似一个转差率为２的感应电机。
（ V）21.对电机进行动态分析时，需要列写电机的运动方程。
电机的运动方程是一组相量方程。
（ X）22.从数学上讲，电机中的坐标变换，往往是对一组三相的物理量，进行重新线性组合，得到一组新的物理量。
（ V）23.同步电机Park（派克）方程中，d、q轴电压方程中各有一个运动电势，二者具有不同的正负符号。
（ V）24.感应电机动态分析时，采用MT0变换。
它是将dq0变换中的d轴固定同转子磁链一起旋转，作为T轴，而将超前T轴90度电角度的轴线，作为M轴。
电机学第五版课后答案 -修订版
《电机学》（第五版）课后习题解答系别：电气工程系系授课教师： *** * 日期： 2017.05.2 0第一章 磁路1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答： 磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为AlR m μ=，单位：Wb A1-2 磁路的基本定律有那几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，能否用叠加原理来计算磁路？为什么？答： 有安培环路定律，磁路的欧姆定律，磁路的串联定律和并联定律；不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。
1-3 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别？计算磁路时用的是哪一种磁化曲线？答： 起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的)(H f B =曲线；基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。
二者区别不大。
磁路计算时用的是基本磁化曲线。
1-4 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答： 磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。
经验公式V fB C p nmh h ≈。
与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。
经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。
与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。
1-5 说明交流磁路和直流磁路的不同点。
答： 直流磁路中的磁通是不随时间变化的，故没有磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势，而交流磁路中的磁通是随时间而变化的，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其所匝链的线圈中产生电动势，另外其饱和现象也会导致励磁电流、磁通，感应电动势波形的畸变，交流磁路的计算就瞬时而言，遵循磁路的基本定律。
1-6 电机和变压器的磁路通常采用什么材料构成？这些材料有什么特点？答：磁路：硅钢片。
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华南理工大学电机学第五章思考题5-1 汽轮发电机和水轮发电机在结构上有何区别，原因何在？【答】在结构上，汽轮发电机为隐极转子，水轮发电机为凸极转子。
原因：汽轮发电机的原动机为汽轮机，转速高，离心力大。
故采用整块钢通过锻压工艺把转子制成一个整体。
水轮发电机的原动机为水轮机，转速低，离心力小。
故采用相对简单的焊接工艺把转子制成由多个部分组成的组合件。
5-2 同步电机有哪几种运行状态，如何区分？【答】同步电机有发电机、电动机和补偿机三种运行状态。
可以通过功率角δ来表征，功率角定义为相量E超前相量U的角度。
可以等价为主磁场0空间矢量F超前合成磁场F的角度。
具体区分如1下：0>δ时，转子主磁场超前于合成磁场，转子上受到一个制动性质的电磁转矩，转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行；0=δ时，转子主磁场与合成磁场的轴线重合，电磁转矩为零，电机内没有有功功率的转换，电机处于补偿机状态（或空载状态）；0<δ时，转子主磁场滞后于合成磁场，转子上受到一个驱动性质的电磁转矩，定子绕组从电网吸收电功率，转子可拖动负载输出机械功率，电机作电动机运行。
5-4 何谓同步电机的电枢反应？电枢反应的性质取决于什么？试讨论下列各种情况下的电枢反应（发电机惯例）：（1）电枢电流超前于励磁电势以0ψ角时； （2）电枢电流滞后于励磁电势以()0ψπ-角时，其中︒<900ψ。
【答】 同步电机在空载时，气隙中仅存在着转子磁动势。
负载以后，除转子磁动势外，定子三相电流也产生电枢磁动势。
电枢磁动势的存在，使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象成为电枢反应。
电枢反应的性质取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置，空载电动势•0E 和负载电流•a I 之间的夹角0ψ，即取决于负载的性质。
（1）电枢电流•a I 超前于励磁电势•0E 以0ψ角，产生直轴增磁电枢磁动势和交轴电枢磁动势。
（2）电枢电流滞后于励磁电势以()0ψπ-角，产生直轴去磁电枢磁动势和交轴电枢磁动势。
5-5 试述交轴和直轴电枢反应对同步发电机中能量转换和运行性能的影响。
【答】 交轴电枢反应aqF 与能量转换有直接关系。
直轴电枢反应adF 与能量转换有间接关系。
能量转换需要磁场。
adF 直接影响磁场，通过磁场影响能量转换。
没有ad F 仍然有能量转换，但如果0=aq F ，即0=a I ，则没有能量转换。
以隐极机为例，3cos 3000===q e I E I E P ψ。
ad F 影响磁场，从而影响发电机的功率因数。
5-6 试述电枢反应电抗aX 的意义。
【答】电枢反应电抗aX 是对应于电枢反应磁通的电抗，I E X a a =，即等于单位电枢电流所产生的电枢反应电动势。
反映电枢反应主磁路（简称主磁路）、电枢绕组的一个参数。
主磁路磁阻越大，则a X 越大；电枢绕组匝数越多，则aX 越大。
5-7 试画隐极同步发电机在纯电阻负载时的相量图，并说明这种情况下的电枢反应的性质。
【答】因为ψ为锐角，故电枢反应的性质为直轴去磁电枢磁动势和交轴电枢磁动势。
5-8 为什么分析凸极同步电机时要用双反应理论？凸极同步发电机负载运行时，若ψ既不等于︒0又不等于︒90，问电枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间是否同相，为什么？【答】因为即使不计磁饱和，凸极同步发电机的气隙沿电枢圆周是不均匀的，气隙磁阻不是常数，因此，电枢反应电势E无法用一个负a的电抗压降来表示，从而无法引入电枢反应电抗。
所以分析凸极机时，必须采用双反应理论。
ψ既不等于︒0又不等于︒90时，电枢磁场基波a B与0电枢磁势基波F在空间不同相。
因为此时ad F、aq Fa都不等于零。
B由ad B、aq B合成而得。
ad B与ad F成比a例，B与aq F成比例。
d、q磁路的磁阻不同，导致aq这两个比例不同，故B与a F的相位不同。
a5-9 试述直轴和交轴同步电抗的意义。
dX 和q X 的大小与哪些因素有关？*d X 和*qX 通常在什么范围？【答】 直轴同步电抗dX 表征单位直轴电流所产生的直轴电枢反应电动势与漏电势之和。
交轴同步电抗qX 表征单位直轴电流所产生的交轴电枢反应电动势与漏电势之和。
m a R N f X 22π=，d X 和qX 的大小与磁路的磁阻、绕组的有效匝数、频率有关。
5-10 试述同步发电机单独负载运行和与电网并联运行时，性能上有哪些差别，原因何在？【答】 同步发电机单独负载运行时，负载发生变化，发电机的频率和端电压将相应地随之变化。
当同步发电机与电网并网运行时，发电机单机的功率调节、个别负载的变动或其他扰动对整个电网的电压、频率影响甚微，发电机的频率和端电压与电网相一致，基本不变。
5-11 试述同步发电机投入电网并联的条件和方法。
【答】 同步发电机投入电网并联的条件： ① 发电机与电网的相序一致；② 发电机与电网的电压波形相同；③ 发电机与电网的频率相等；④ 发电机的励磁电动势•0E 与电网电压•U 大小相等、相位相同，即••=U E 0。
同步发电机投入电网并联的方法：① 准确整步法；② 自整步法。
5-12 试述同步发电机与电网并联时静态稳定的概念。
【答】 并网在电网上的同步发电机，在某一工作点运行时，如果外界（电网或原动机）发生微小的扰动，在扰动消失后，发电机是否回复到原先的状态下稳定地运行，称为同步发电机的静态稳定问题。
如能回复，说明同步发电机是稳定的；反之，则是不稳定的。
5-14 试述同步补偿机的原理和用途。
同步补偿机应当装设在送电端还是受电端？为什么？【答】 同步补偿机可以看作为空载运行的同步电动机。
其V 型曲线相当于0e≈P 时电动机的V 型曲线。
在正常励磁时，补偿机的电枢电流接近于零；过励时，补偿机能从电网吸取超前的无功电流；欠励时，补偿机则从电网吸取滞后的无功电流。
5-15 试述同步发电机作为发电机和电动机运行时，ϕ、0ψ和δ角的变化范围。
【答】 同步发电机作为发电机运行时，由转子输入机械功率，从定子绕组向电网或负载输出电功率，电磁功率0e >P ；同时，励磁电动势•E 超前于端电压•U ，电磁转矩为制动转矩；同步电动机的功率因数角ϕ和内功率因数角0ψ均在︒+︒-90~90范围内，即ϕcos 和0cos ψ均为正值。
同步发电机作为电动机运行时，由电网输入电功率，从转子输出机械功率，若仍用发电机惯例（输出电流为正方向）来分析，可看作电动机向电网输送负的电流，发出负功率，即电磁功率0e<P ；相应地，功率角δ亦成为负值，即励磁电动势•0E 滞后于端电压•U ，电磁转矩为驱动转矩；同步电动机的功率因数角ϕ和内功率因数角0ψ均在︒+︒-90~90范围外，即ϕcos 和0cos ψ均为负值。
综上所述：]90,90-(︒︒∈发电机ϕ ]180,90(]90-,180-(︒︒⋃︒︒∈电动机ϕ]90,90-(0︒︒∈发电机ψ ]180,90(]90-,180-(0︒︒⋃︒︒∈电动机ψ ]180,0(︒︒∈发电机δ ]0,180-(︒︒∈电动机δ5-16 有一台同步电动机在额定电压、额定频率、额定负载下（功率因数为超前）运行时，功率角︒=25δ，现因电网发生故障，情况有如下变化时，功率角有何变化？（1）电网频率下降%5，负载转矩不变；（2）电网电压和频率都下降%5，负载转矩不变；设励磁一直保持不变，电枢电阻、凸极效应和饱和效应均忽略不计。
【答】 同步发电机的转矩方程e L T T T+=0，则负载转矩L T 不变时，电磁转矩e T 也不变。
励磁不变，则0E 不变。
由220004sin 322sin 3sin 3f L Up E p f fL U E p X U E P T s s s s e e πδππδϖδ===Ω=。
（1）电网频率下降%5，则δsin 增大，从而功率角δ增大。
（2）电网电压和频率都下降%5，则仍δsin 增大，从而功率角δ增大。
5-17 有一无穷大电网，受电端的线电压kV 6N =U，供电给一个A 1000=I ，8.0cos =ϕ（滞后）的三相负载。
今欲加装同步补偿机以把线路的功率因数提高0.95（滞后），此补偿机将输出多少滞后无功电流？【答】 图中cd 为补偿机输出的滞后无功电流。
则bd bc cd ==()()21121tan tan cos ac tan tan ab ϕϕϕϕϕ-⨯=-⨯=()()A12.3373268.075.08.0000119.18tan 87.36tan 8.00001=-⨯⨯==︒-︒⨯⨯=5-20 某水电站为一远距离用户供电，为改善功率因数添置一台补偿机，此机应装在水电站内还是装在用户附近？为什么？【答】 补偿机应装在用户附近。
就地补偿，可以减少补偿电流在线路上的压降、功耗。