同步电机试题文档格式.docx

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错

3、同步发电机电枢反应的性质取决于负载的性质。

对

参考解析：

同步电动机电枢反应的性质取决于负载性质决定的。

1、纯电阻负载时，产生横轴电枢反应，使电动机磁场发生位移；

2、纯电感负载时，产生纵轴去磁电枢反应，使主磁场削弱；

3、纯电容性负载时，产生纵轴助磁电枢反应，使电动机主磁场增强。

4、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。

[填空题]

5为什么大容量同步电机采用磁极旋转式而不用电枢旋转式？

由于励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较方便。

电枢绕组电压高、容量大，放在转子上使结构复杂、引出不方便。

故大容量电机将电枢绕组作为定子，磁极作为转子，为旋转磁极式。

6为什么从空载特性和短路特性不能测定交轴同步电抗？

为什么从空载特性和短路特性不能准确测定直轴同步电抗？

7同步电机转子表面气隙磁通密度分布的波形是怎样的？

转子表面某一点的气隙磁通密度大小随时间变化吗？

定子表面某一点的气隙磁通密度随时间变化吗？

凸极同步电机转子表面气隙磁通密度分布的波形接近于正弦波，其中含有一系列 奇数次谐波；

隐极同步电机转子表面气隙磁通密度分布的波形是接近正弦的阶梯状波，其中也含有一系列奇数次谐波。

转子表面某一点的气隙磁通密度大小不随时间变化＜电枢电流为零时），但由于转子是旋转的，因此定子表面某一点的气隙磁通密度是随时间变化的。

8有一台三相1500kW水轮发电机，额定电压是6300V，Y接法，额定功率因数cosφN=0.8（滞后）已知额定运行时的参数：

Xd=2.21Ω，Xq=7.13Ω，电枢电阻可略去不计。

试计算发电机在额定运行时的励磁电势。

9一台隐极同步发电机，在额定电压下运行，Xs=2，Ra=0，试求：

调节励磁电流使用额定电流时，cosφ=1，空载电动势E*0是多少？

10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？

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。

隐极式发电机转子的励磁绕组嵌放在转子表面各槽内，气隙均匀，机械强度好，适用于少极、高转速的汽轮发电机， 凸极式发电机转子气隙不均匀，对着极弧气隙小，而极间气隙大，励磁绕组嵌放在极弧下，适用于多极低转速的水轮发电机。

11同步电机的电枢反应电抗与异步电机的什么电抗相似？

指出它们的相似处？

12试述三相同步发电机准同期并列的条件？

为什么要满足这些条件？

怎样检验是否满足？

13与无限大容量电网并联运行的同步发电机如何调节无功功率？

试用相量图分析说明。

14设有一凸极式同步发电机，Y接线Xd=1.2Ω，Xq=0.9Ω，和它相连的无穷大电网的线电压为230V，δN=24度，每相空载电动势E0=225.5V，求该发电机：

在额定运行时的基本电磁功率。

15有一台发电机向一感性负载供电，有功电流分量为1000A，感性无功电流分量为1000A，求：

发电机的电流I和cosφ。

16同步发电机三相突然短路时，定子各相电流的直流分量起始值与短路瞬间转子的空间位置是否有关？

与其对应的激磁绕组中的交流分量幅值是否也与该位置有关？

为什么？

在发生三相短路的暂态过程中，定子电流的各相直流分量起始值与发生短路时的转子位置有关，因为定子电流的各相直流分量起始值总是与交流分量起始值大小相等、方向相反，而定子电流的各相交流分量起始值与短路发生瞬间时的转子位置有关，所以定子电流的各相直流分量起始值也与短路发生瞬间时的转子位置有关。

短路发生瞬间时的转子位置不同，定子电流的各相交流分量起始值也不同，但幅值是相同的，幅值大小与转子位置无关。

因此，三相短路电流产生的合成旋转磁场以及与之相应的定子直流分量产生的恒定磁场，都与转子位置无关。

可见由恒定磁场在励磁绕组中产生的交流分量电流的幅值，与短路发生瞬间时的转子位置无关。

17对两台电机，定子的材料、尺寸和零件完全一样，一个转子的磁极用钢片迭成，另一个为实心磁极，问哪台电机的负序电抗要小？

由于同步发电机的负序旋转磁场以2n1的速度切割转子，能在转子的铁心中感应出电动势和涡流，涡流建立的磁动势对负序磁场起削弱作用。

发电机转子磁极用钢片叠成和用整块钢锻成时，前一种发电机转子感应的涡流小于后一种发电机转子感应的涡流，涡流产生的磁动势对负序磁场的削弱作用比后一种发电机的弱，因此前一种发电机的合成负序磁场就大，后一种发电机的合成负序磁场就小，所以前一种发电机的负序电抗就大一些。

18一台汽轮发电机有下列数据：

设该电机在空载额定电压下发生三相突然短路，求：

在短路后经过3秒时的短路电流值。

19一台汽轮发电机有下列数据：

在短路后经过0.5秒时的短路电流值。

20一台汽轮发电机有下列数据：

最大冲击电流值。

21一台汽轮发电机有下列数据：

在最不利情况下定子突然短路电流的表达式。

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22试按数值大小排列同步电机的各种电抗：

。

23为什么变压器的X+等于X-，而同步电机X+不等于X-？

24同步发电机三相突然短路时，定子、转子各分量短路电流为什么会衰减？

衰减时哪些量是主动的？

哪些量是随动的？

为什么会有此区别？

发生三相突然短路时，除了励磁电流和定子稳态分量的短路电流保持不变外，凡因磁场突变而在相应回路中引起的非周期分量电流， 以及由这些电流产生的磁场在另一侧引起的周期分量电流， 因无能源支持都将因回路电阻消耗能量而衰减，非周期分量电流的衰减是主动的。

非周期分量电流各自产生的磁通在另一侧感应的周期分量电流随着非周期分量电流衰减而衰减，周期分量电流的衰减是从动的。

25同步发电机三相突然短路时，定子各相电流的交流分量起始值与短路瞬间转子的空间位置是否有关？

与其对应的激磁绕组中的直流分量起始值是否也与该位置有关？

在发生突然短路瞬时，各相绕组的励磁磁链决定于该瞬时的转子位置。

按回路磁链守恒关系，各相电流产生的电枢反应磁链的交变分量与励磁磁链大小相等、方向相反。

可见转子在不同位置发生突然短路时，各相电流产生的电枢反应磁链的交变分量的初始值是不同的，各相电流的交流分量初始值与发生短路瞬时的转子位置有关，只要励磁电流一定，各相电流的交流分量幅值就是一定的，三相合成磁势的幅值及其相对于转子的位置，都与短路发生瞬时的转子位置无关。

因此，由定子电流旋转磁场对转子绕组的变化在转子绕组中感应的直流分量的电流的起始值，也与短路瞬时的转子位置无关。

26从磁路和电路两个方面来分析同步发电机三相突然短路电流大的原因。

27有一台发电机向一感性负载供电，有功电流分量为1000A，感性无功电流分量为1000A，求：

如果将cosφ提高到1，发电机和调相机的电流又各为多少？

28有一台发电机向一感性负载供电，有功电流分量为1000A，感性无功电流分量为1000A，求：

在负载端接入调相机后，如果将cosφ提高到0.8，发电机和调相机的电流各为多少？

29有一台汽轮发电机并联于无穷大电网运行，额定负载时功角δN=20度，现因电网发生故障，电压下降为原来的60%，试问：

为使δ角不超过25度，那么应增加激磁电流，使发电机的E0上升为原来的多少倍（假定故障前后发电机输出的有功功率不变）？

30设有一凸极式同步发电机，Y接线Xd=1.2Ω，Xq=0.9Ω，和它相连的无穷大电网的线电压为230V，δN=24度，每相空载电动势E0=225.5V，求该发电机：

在额定运行时的比整步功率。

31设有一凸极式同步发电机，Y接线Xd=1.2Ω，Xq=0.9Ω，和它相连的无穷大电网的线电压为230V，δN=24度，每相空载电动势E0=225.5V，求该发电机：

在额定运行时的总的电磁功率。

32设有一凸极式同步发电机，Y接线Xd=1.2Ω，Xq=0.9Ω，和它相连的无穷大电网的线电压为230V，δN=24度，每相空载电动势E0=225.5V，求该发电机：

在额定运行时的附加电磁功率。

33与无穷大电网并联运行的同步发电机，当保持输入功率不变时，只改变激磁电流时，功角δ是否变化？

，输出的有功功率和空载电动势又如何变化？

请用同一相量图画出变化前、后的相量图。

34试比较ψ、φ、δ这三个角的含义，同步电机下列各种运行状态分别与哪个角有关？

角的正、负又如何？

35什么是U形曲线？

什么时候是正常激磁、过激磁和欠激磁？

一般情况下发电机在什么状态下运行？

36用功角特性说明与无限大电网并联运行的同步发电机的静态稳定概念。

37与无限大电网并联运行的同步发电机，如何调节有功功率，试用功角特性分析说明。

38同步发电机的功角在时间和空间上各有什么含义？

39国产三相72500千瓦的水轮发电机，UN=10.5千伏，cosφN=0.8Y接线，空载特性为：

短路比KC值。

40国产三相72500千瓦的水轮发电机，UN=10.5千伏，cosφN=0.8Y接线，空载特性为：

直轴同步电抗标么值X*d不和Xd饱。

41为什么同步电抗的数值一般都较大（不可能做得较小），试分析下列情况对同步电抗的影响？

（1）电枢绕组匝数增加；

（2）铁心饱和程度增大；

（3）气隙加大 ；

（4）激磁绕组匝数增加。

42同步电抗对应什么磁通？

它的物理意义是什么？

同步电抗是电枢反应电抗和漏抗之和；

物理意义：

同步电抗是表征三相稳定运行时，电枢旋转磁场和漏磁场对电枢电路作用的一个综合参数；

同步电抗越大，表示一定负载电流时，电枢反应磁场和漏磁场越强，由它