同步发电机的运行特性习题(精)
同步发电机的运行原理及运行特性
11
A
点 到 点通 信 B
B
A
C
D 点 到 多点 通 信
A
D
B
E
C
F
多 点 到多 点 通 信
(a)
甲方发 甲方发 甲方收 甲方发 甲方收
第8章 同步发电机的运行原理及运行特性
1.3通信的基本方式
14
1.3.3 按通信终端之间的连接方式
通信方式可划分为两点间直通方式和交换方式。直通方式是通信双方直接用专线连接；而交换 式的通信双方必须经过一个称为交换机的设备才能连接起来，如电话系统。
用原动机拖动同步发电机到同步转速，励磁绕组通入直流励
磁电流，电枢绕组开路(或电枢电流为零)的运行状态，称为同步
发电机的空载运行。
空载运行时，同步发电机内仅有由励磁电流所建立的主极磁
场。图8-1表示一台四极发电机空载时的磁通示意图。从图可见，
0
fs
隙并与定子绕组相交链, 后者不通过气隙，仅与励磁绕组相交链。
第1章 通信的基础知识
第8章 同步发电机的运行原理及运行特性
目录
02
目
ONTENT S
录
第8章 同步发电机的运行原理及运行特性
1.1 通信的基本概念
04
通信：指的是信息的传输与交换。
通信系统:用于进行通信的设备硬件、软件和传输介质的集合。
第8章 同步发电机的运行原理及运行特性
1.1 通信的基本概念
主磁通所经过的主磁路包括空气隙、电枢齿、电枢轭、磁极极身
和转子轭等五部分。
第8章 同步发电机的运行原理及运行特性
图8-1 发电机空载时的磁通示意图
第8章 同步发电机的运行原理及运行特性
定子三相绕组切割主磁通而感应出频率为f的一组对称三相 交流电动势，其基波分量的有效值为
同步电机课后习题参考答案
同步电机课后习题参考答案同步电机课后练习的参考答案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为什么同步发电机的转速必须恒定？以150 R/min的速度连接到50 Hz电网的水轮发电机的极数是多少？14-5一台三相同步发电机sn=10kva，cosφn=0.8（滞后），un=400v，试求其额定电流in和额定运行时的发出的有功功率pn和无功功率qn。
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的匝链匹配？它是否在励磁绕组中感应电势？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什么影响？答案：14-32p=4014-4in=14.43a，pn=8kw，qn=6kvar1/9同步电机课后练习的参考答案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分析了以下条件对同步电抗的影响：（1）铁芯饱和程度增加；（2）气隙增大；（3）电枢绕组匝数增加；（4）励磁绕组的匝数增加。
?15-9(1)e0=2.236，(2)i?=0.78（补充条件：ｘ*s非=1.8）??15-10(1)e0=1.771,e0=10.74kv，??18.4?15-11e0?2.2846,e0?13.85kv，??32.6315-12e0？12534.88v？？57.42，身份证？387.61a，智商？247.7a16-1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0.5n1则短路特性，测量结果有何变化？16-2什么是短路率？与之相关的因素有哪些？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。
三相同步发电机的运行特性完整版
三相同步发电机的运行特性一、实验目的1、用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。
2、由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。
二、预习要点1、同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？2、这些基本特性各在什么情况下测得？3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？三、实验项目1、测定电枢绕组实际冷态直流电阻。
2、空载实验：在n=n、I=0的条件下，测取空载特性曲线U=f(I)。
f0N3、三相短路实验：在n=n、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线I=f(I)。
fKN4、纯电感负载特性：在n=n、I=I、cosφ≈0的条件下，测取纯电感负载特性曲线。
NN5、外特性：在n=n、I=常数、cosφ=1和cosφ=0.8(滞后)的条件下，测取外特性曲线U=f(I)。
fN6、调节特性：在n=n、U=U、cosφ=1的条件下，测取调节特性曲线I=f(I)。
fNN四、实验方法2、屏上挂件排列顺序D34-2、D52、D513、测定电枢绕组实际冷态直流电阻被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18。
COSФ三相同步发电机实验接线图图5-1 IS*1A R L AW*同步电机组绕磁励XVAVRY L SG源A －Z~C3电I B4、空载实验(1) 按图5-1接线，校正直流测功机ＭＧ按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发电机ＧＳ旋转，ＧＳ的定子绕组为Y形接法(U=220V)。
R用R4组件上的90Ω与90Ω串联加R6上90Ωf2N与90Ω并联共225Ω阻值，R用R2上的180Ω电阻值，R用R1上的1800Ω电阻值。
开关S，1st f1S选用D51挂箱。
2(2) 调节D52上的24V励磁电源串接的R至最大位置。
调节MG的电枢串联电阻R至最大值，stf2MG的励磁调节电阻R至最小值。
开关S、S均断开。
将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋2f11转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”断的位置，作好实验开机准备。
发电机及电动机练习题
6.1交流绕组的基本知识1、交流电机的电角度与机械角度的关系是。
2、有一态极24槽的三相交流电机，则该电机的极距= ，每极每相槽数，槽距角。
3、一个整机线圈的两个有效边，在空间相距电角度为，如果电机为对磁极，在空间相距的机械角度为。
4、一台三相四极单层链式绕组，定子槽数，则其，。
5、整数槽单层绕组的每相并联支路数为，极对数为，它们间的关系是。
（A）（B）（C）6、有一台交流电机，定子绕组接线，，并联支路数，双层短距叠绕组，此时电机的极对数为。
7、一台三相六极双层短距叠绕组，定子槽数，节距，则其，。
8、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差为。
（A）（B）（C）（D）6.2交流绕组的电动势1、交流电机绕组基波电动势的表达式，其大小取决于、、、和。
2、改善交流电机绕组感应电动势波形的四个主要措施是、、、。
3、采用短距绕组，取节距，可同时削弱绕组相电动势中5次谐波和7次谐波分量，欲要消除线电动势中的3次谐波分量，定子三相绕组可以接成。
4、三相异步电动机定子绕组采用分布短距以后，感应电动势基波基波分量有所减小，但带来的优点主要是。
（A）改善电动势波形；（B）可增加某次谐波电动势；（C）可增加电动机的转速；（D）可改善磁动势波形。
5、同步发电机电枢绕组一般不接成角形接线，而变压器总希望有一侧接成角形接线，为什么？6.3交流绕组的基波磁动势1、单相绕组通入单相正弦电流产生磁动势，其基波磁动势最大幅值Fφm1= ，位置恒处于。
2、一个单相基波脉振磁动势可分解成两个旋转磁动势，每个磁动势的幅值= ，转为，两旋转磁动势的转速相等，均为n1向，当脉振磁动势幅值为最大时，两个旋转磁动势在空间与脉振磁动势幅值。
3、三相交流电机，电枢绕组为△接线，当一相绕组断线（电源仍为三相对称电源），回产生什么样的合成磁动势？电源断线呢？4、三相交流电机，电枢绕组为Y接线，当一相绕组断线（电源仍为三相对称电源），回产生什么样的合成磁动势？电源断线呢？5、试述短距系数和分布系数的物理意义，这两系数为什么总是小于1的？6、产生圆形旋转磁动势的条件是，若在的三相对称绕组里通入，，的三相电流，电弧度/秒，则产生的旋转磁动势的的转速为，转向为，当瞬间，脉振磁动势幅值在。
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 n n1
由题可知： sinN 0.6 ， cosN 0.（8 滞后），
N 36.87 ， X*d 1.002 ， X*q 0.647 。
由相量图计算如下：
*
EQ
（I*
X
q*cos
N）2
（U
*
I* X q*sinN）2
（1 0.647 0.8）2 （11 0.647 0.6）2 1.482
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？
ZB
UB IB
U I
UN
U
2 N
cosN
3I N
PN
6.32 0.8 21.168 1.5
直轴同步电抗的标幺值
X*d
Xd ZB
21.2 21.168
1.002 ;
交轴同步电抗的标幺值
X*q
Xq ZB
13.7 21.168
0.647
额定相电压的标幺值
U
*
1.0
，额定相电流的标幺值
电机习题与解答(同步电机)
6.1 三相同步发电机基本工作原理和结构6-1-1 同步发电机是怎样发出三相对称正弦交流电的？答： 同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。
（1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转子磁场在气隙空间分布的波形，制造时使转子磁极的磁场在气隙空间尽可能按正弦波分布，三相绕组的Y 形连接和采用短距、分布绕组，便得到正弦波形的感应电动势；（2）大小：由于定子三相绕组对称，它们切割同一个转子磁场，三相感应电动势也对称，大小均为01144.4Φ=W K fN E（3）相位差和相序：由于定子绕组在空间位置上互差1200电角度，转子旋转磁场切割定子三相绕组在时间上有先后顺序，定子的三相感应电动势在时间相位上就互差1200电角度，如果将先切割的一相定义为A 相，则后切割的那两相就为B 相和C 相，因此三相电动势的相序与转子转向一致，其由转子转向决定； （4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经历一个周期的变化，若电机有p 对磁极，转子以每分钟n 转旋转，则每分钟内电动势变化pn 个周期，即频率为：60pn f =也就是当电机的磁极对数p 一定时，频率f 和转速n 有严格不变的关系。
6-1-2 什么叫同步电机？其感应电动势频率和转速有何关系？怎样由其极数决定它的转速？答： 转子的转速恒等于定子旋转磁场的转速的电机称为同步电机，其感应电动势的频率与转速之间的关系是：60pnf =，当电机的磁极对数p 一定时，f ∝n ，即：频率f 与转速n 之间保持严格不变的关系。
6-1-3 说明汽轮发电机的基本结构，为什么汽轮发电机的转子采用隐极式，而水轮发电机的转子采用凸极式？答：汽轮发电机的基本结构由定子、转子两部分组成，定子由定子铁心、电枢绕组、机座及端盖等部件组成；转子由转子铁心、励磁绕组、护环、集电环、中心环、阻尼绕组和风扇等组成。
《同步电机的基本理论和运行特性》练习题
《同步电机的基本理论和运行特性》练习题一、填空题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。
2.同步电机的功角δ有双重含义，在时间上是指和之间的夹角；空间上是指和之间的夹角。
3.凸极同步电机转子励磁匝数增加，则x q 和x d 将；凸极同步电机气隙增加，则xq和x d 将。
（增大、不变、减小）二、选择题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。
2.同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性cosθ= 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。
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。
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 xσ >x ad >x d >x aq >x q ；BC x q >x aq >x d >x ad >xσ；D xad>xd>xaq>xq>xσ；xd>xad>xq>xaq>xσ。
5.同步补偿机的作用是（）。
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。
三、判断题1. 负载运行的凸极同步发电机，励磁绕组突然断线，则电磁功率为零。
（）2. 同步发电机的功率因数总是滞后的。
（）3. 同步发电机电枢反应的性质取决于负载的性质。
（）4. 同步发电机的短路特性曲线与其空载特性曲线相似。
（）5. 同步发电机的稳态短路电流很大。
（）6. 利用空载特性和短路特性可以测定同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗。
（）7. 凸极同步电机中直轴电枢反应电抗大于交轴电枢反应电抗。
《电气工程概论》第一章第三节 同步电机 课堂笔记及练习题
《电气工程概论》第一章第三节同步电机课堂笔记及练习题主题：第一章第三节同步电机学习时间： 2015年11月9日--11月15日内容：我们这周主要学习交流电机的另一种——同步电机，通过学习我们要掌握同步电机的工作原理、结构，掌握同步电机并网所需要的条件，了解电动势平衡方程式及电枢反应，了解同步电机的各种特性和功率平衡。
第一章电机与电器基础第三节电机1.3.3 同步电机同步电机属于交流电机，其转子转速为一固定的同步转速。
同步电机有三种运行方式：发电机、电动机和调相机。
同步电机最重要的用途是作发电机用。
现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。
有时工作于同步补偿机状态，提供无功功率，改善电网的功率因数。
1.同步电机的原理和结构转子绕组直流电励磁产生固定的N、S磁极。
原动机带动转子转动，定子绕组切割磁力线，产生三相交流电。
定子产生旋转磁场与转子同步运行。
此时同步电机处于发电机运行状态。
定子三相绕组通入三相交流电，产生旋转磁场。
转子绕组通入直流励磁产生固定N、S极。
这样旋转磁场就吸引转子同步旋转。
此时发电机处于电动机运行状态。
同步电机的转子有两种构造型式，即凸极式和阴极式。
凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁绕组。
当励磁绕组中通过直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性。
隐极式转子的转子铁芯为圆柱形，沿着转子圆周表面开有许多槽，用来嵌入励磁绕组。
同步电机无论作为发电机或电动机，它的转子速度总等于由电机极对数和电枢电流频率所决定的同步转速，同步由此得名。
2.同步发电机的空载运行当外加原动机带动发电机转子在同步转速下运行，并且转子的励磁绕组通以励磁电流时，电枢绕组开路即为同步发电机的空载运行。
空载运行时，电枢电流等于零，其气隙磁场由转子磁动势单独建立。
电枢绕组切割旋转磁场产生感应电动势，电枢绕组开路时的端电压等于空载电动势。
3.同步发电机的负载运行（1）电枢反应及电动势方程当负载运行时，三相对称电流流过定子三相绕组，形成电枢旋转磁动势，它与转子旋转磁动势同步，且转向相同。
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第3节 同步发电机的运行特性
一、填空题
1、同步发电机单机运行时，输入转矩和磁力电流保持不变，当有功负载（ 0>ϕ）增加时，端电压U ，频率 ；当无功负载（ 0>ϕ）增加时，端电压
U ，频率f 。
2、同步发电机的短路比可借助于 和 两条特性曲线来求取。
3、同步发电机稳态短路时，空载电动势是用来平衡 ，而气隙电动势来平衡 。
4、一台同步发电机带8.0cos
=ϕ的阻感性负载运行，若定子电流减小，发电机端电压 ，为保持电压额定值不变，励磁电流要 。
5、同步发电机带纯电阻负载时，从外特性曲线可知，若电枢电流增加，端电压会 ， 其主要原因有内功率因数角ψ ，仍有一部分 作用的结果。
6、影响同步电动机电压变化率的因素，有 和 。
二、选择题
1、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。
2、测定同步发电机短路特性时，如果转速降低N n 8.0时，测得的短路特性 。
（A ）不变 （B ）提高0.8倍 （C ）降低0.8倍
三、问答题
1、简析同步发电机在短路特性曲线为什么是一条直线？
2、保持励磁电流不变，电枢电流N I I =，发电机转速恒定，试分析：①空载；②纯阻负载；③纯感负载；④纯容负载（设容抗大于发电机的同步电抗）时发电机端电压的大小？欲保持端电压为额定值，应如何调节？
3、同步发电机带上（>0°）的对称负载后，端电压为什么会下降，试从电路和磁路两方面加以分析？
4、什么叫短路比？它和同步电抗有何关系？它的大小对电机的运行性能和制造成本有何关系？
四、计算题
1、一台三相隐极同步发电机，kVA S N 26=，V U N 400=，Y 接线，A I N 5.37=，cos 85.0=N ϕ（滞后）
空载特性见表12-3。
表12-3 空 载 特 性 表 数 据
试求*t x 的不饱和值和饱和值（标幺值、欧姆值）以及短路比c k 。
2、一台72500KW 水轮发电机，kV U N 5.10=，Y 接线，cos 滞后）(8.0=N ϕ。
空载特性表12-5。
短路特性表12-6。
表12-5 空 载 特 性 数 据
表12-6 短 路 特 性 数 据
试求直轴同步电抗)(不d x ，)(饱d x 的欧姆值、标幺值以及短路比c k 。