《电机学》习题解答吕宗枢13章docxWord下载.docx
《《电机学》习题解答吕宗枢13章docxWord下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电机学》习题解答吕宗枢13章docxWord下载.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（3）直接接到电网或通过升压变压器、长输电线接到电网。
（1）在过励状态下运行比在欠励状态下运行静态稳定性好。
因为此时功角小，运行点离静态
1
稳定极限（90）远；
（2）在轻载状态下运行比在重载状态下运行静态稳定性好。
因为此时功角
小，运行点离静态稳定极限（90）远；
（3）直接接到电网比通过升压变压器、长输电线接到电网
静态稳定性好，后者相当于发电机同步电抗增大，在输出功率一定时，发电机功角增大，运行点离静态
稳定极限（90）比前者近，稳定性变差。
13.5与无穷大电网并联运行的隐极同步发电机，保持无功功率不变，当增加有功功率输出时，功
角、定子电流I、功率因数cos和空载电动势E0
如何变化？
作出变化前、后的相量图？
当保持输
出有功功率不变，只增大励磁电流时，功角
、定子电流I、cos
和空载电动势
E0又如何变化？
作
出变化前、后的相量图？
C
保持无功功率不变，则
E0cos
常数，
E0
因此E0的端点在竖直线
CD上，同时Isin
jIXs
相量I的端点在水平线
AB上。
（变化后各量加
jIXs
“′”号）。
从图可见：
当增加有功输出后，功
角增大、定子电流增大、功率因数增大、空载
U
电动势增大。
也就意味着需要同时增大原动机
A
II
B
输入功率（输入力矩）和励磁电流。
D
保持输出有功功率不变，则
E0sin
因此E0的端点在水平线
AB上，同时Icos
常
jIXs
数，相量I的端点在竖直线CD上。
当增加励磁电流后，功角减小、定子电流增大、
功率因数减小、空载电动势增大。
定子电流无
功分量增大意味着输出无功功率增加。
II
13.6有一台PN
25000kW、UN
10.5kV、Y接线、cosN
0.8（滞后）的汽轮发电机，
Xs*
2.13，Ra0
，试求额定负载下发电机的空载相电动势
E0、功角
及内功率因数角
，并画出
2
相量图。
解：
IN
PN
25000
103
1718.3A
3UNcosN
3
10.5
0.8
jI
Xs
j1
36.87
2.13
2.278
j1.7042.844836.8
E0UN
2.8448
29.87kV（线电动势）
36.8
由cos
N
得
73.67
13.7有一台凸极同步发电机，
Xd*
，Xq*
0.6
，电枢电阻略去不计，试计算发出额定电压、
额定电流、cosN
0.8（滞后）时的发电机空载电动势
E0*及功角。
cos
0.8（滞后）
INXq
sin
arctan1
56.31
arctan
cos
Id
INsin
sin56.310.83205
19.44
IdXd
cos19.440.83205
1.609
13.8
有一台隐极同步发电机，
并联于无穷大电网运行，UN
400V，Y接法，同步电抗Xs1.2。
如果该发电机输出功率
P
80kW时，cos
。
若保持励磁不变，将输出功率减少到20kW，忽略
电枢电阻，求：
功角、电枢电流和功率因数。
80
I
3UNcos
400
115.47
tan
IXs
1.2
30.964
UNP
根据Pem
mE0Usin
可知
Pem
4
sin39.964
0.1286
7.39
UNP2
（IXs）2
（400
）2
（115.471.2）2
269.32
IXscos
34.63
IXssin
cos7.39
36.14
IXs
34.632
36.142
50.05
41.708A
34.63.
0.692
13.9有一台隐极同步发电机，并联于无穷大电网运行，定子绕组
Y接法，原来每相电动势
270V，cos
（滞后），功角
12.5，输出电流I
120A。
现在改变励磁使每相电动
势E0
236V，并减小原动机转矩，使功角
9，忽略电枢电阻，求：
（1）电网电压和发电机同步电抗；
（2）运行情况改变后的电枢电流和功率因数；
（3）两种情况下，发电机发出的有功功率和无功功率。
（1）IXscos
270
sin12.5
120
0.60874
Icos
IXssin
270sin12.5
43.829
270cos12.5
219.77V
219.77
V（线电压）
NP
380.65
（2）IXscos
236
sin9
36.92
cos9
13.32
36.922
13.322
39.25
64.48A
0.9406
（3）
kW
63.29
Q
47.47
kVar
64.48
39.987
3UNIsin
0.3414.454kVar
13.10
一台汽轮发电机并联于无穷大电网，
U*
1，I*
1，Xs*
0.8，Ra
0，cosN
（滞后），如果保持励磁电流不变，
在负载功率减为原来的
3、1和1时，求出这三种情况下的功角
、
电枢电流I的标么值及功率因数
额定运行时
jI
j1
1.48
j0.64
1.6124523.385
当负载功率减为原来的
3时，Pem1
0.6Xs
0.2977
17.32
1.61245
I1Xs
0.48
I1Xssin
0.539337
0.482
0.5393372
0.722
I1
0.9025
0.48.
0.66482
1时，Pem2
0.4
0.4Xs
0.198456
11.447
I2Xs
0.32
I2Xssin
0.5803763
0.322
0.58037632
0.66275
I2
0.8284
0.48284
5
1时，Pem3
10.8
0.2
0.2Xs
0.09923
5.695
I3Xscos
0.16
I3Xssin
0.604491
I3Xs
0.162
0.6044912
0.62531
I3
0.7816
cos3
0.16.
0.25587
13.11
一台汽轮发电机并联于无穷大电网运行，额定负载时
25000kW，UN
10.5kV、Y
接线、cos
（
0），Xs
7
，Ra
0，求：
（1）
发电机在额定状态下运行时，功角
N、电磁功率Pem、比整步功率Psyn及静态过载能力kP；
（2）
若维持额定运行时励磁电流不变，输出有功功率减半时，
、Pem、Psyn及cos将为多少?
（3）发电机运行在额定状态下，
仅将其励磁电流加大
10％时（不考虑磁路饱和），
、Pem、cos
和电流I各变为多少?
（1）ZN
UNP.
UN2cos
（10.5
103）2
3.528
IN
25000103
1.98413
ZN
2.19048
j1.587304
2.705
35.9285
25000kW
Psyn
E0U
cos35.9285
1.104
PsynSN
1.10425000
34500kW/rad
kP
1.704
sin35.9285
6
（2）输出功率减半时，
Pem1
11
0.4Xs
0.2934
17.062
1PN
125000
12500kW
Psyn1
E0U
2.7051
1.3033
cos17.062
Psyn1SN
40728.125kW/rad
0.793652
12.705cos17.062
1.585947
1.585947.
0.44752
1.99829
（3）E0sinN
0.533432
1.1
32.238
I2Xscos
si
升级会员 