南邮电机学复习要点docx.docx

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“电机学2”综合练习题

填空题

1.一台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合，某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴领先50°，A相绕子基波感应电动势为°距+j轴落后30°,A相电流比电动势相

位领先10°时，电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后20°。

2.一台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合，某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴落后20°,A相绕子基波感应电动势瓦）距+j轴落后110°,A相电流比电动势

相位落后20°,电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后130°o

3.一台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合，某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴领先60°,A相绕子基波感应电动势瓦）距+j轴落后30°,A相电流比电动势相

位领先10°,电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后20°。

4.—,台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合，某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴落后10°,A相绕子基波感应电动势瓦）距+j轴落后ioo°,A相电流比电动势

相位领先30°,电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后70°。

5.凸极同步电机中电抗Xq为电抗Xs和Xaq之和。

6.凸极同步电机中电抗Xd为电抗Xs和Xad之和。

7.隐极同步电机中电抗Xc为电抗JG和X。

之和。

8.同步发电机与大电网并联合闸，当四个并网中有一个条件不满足，如发电机电压领先于电网电压一个相角，应使发电机转速稍减小。

9.同步发电机与大电网并联合闸，当四个并网中有一个条件不满足，如发电机电压落后于电网电压一个相角，应使发电机转速稍增大。

10.同步发电机与大电网并联合闸，当四个并网中有一个条件不满足，如使用灯光旋转时出现暗灯现象，应使发电机接到电网的任何两根线互调一下。

11.同步发电机与大电网并联合闸，当四个并网中有一个条件不满足，如发电机电压落后于电网电压-•个相角，应使发电机转速稍增大。

12.与电网并联运行的同步电机电压为”，电流为，，在电动机惯例下，「领先于U30°,该电机运行状况是电动机，励磁情况是过励。

13.与电网并联运行的同步电机电压为电流为，，在电动机惯例下，了领先于

”120°,该电机运行状况是发电机，励磁情况是过励。

14.一台并联与大电网的同步发电机电压为「,电流为了，当，领先于"30°的情况下，若增大励磁电流，电机功率因数将会增大（先增大后减小）。

15.一台并联与大电网的同步发电机电压为I）,电流为1,当了领先于”30°的情况下，若增大励磁电流，电枢电流将会减小（或先减小后增大）。

16.一台凸极同步电机的两个参数大小是Xi〉X2。

17.一台凸极同步电机的两个参数大小是Xq>X；。

18.一台凸极同步电机的两个参数大小是Xa

19.一台额定功率为50Hz的三相异步电动机额定转速为960r/min,其运行于990r/min时，转子电流频率为0.5Hz。

20.一台额定功率为50Hz的三相异步电动机额定转速为960r/min,其运行于970r/min时，转子电流频率为1.5Hz。

21.一台额定功率为50Hz的三相异步电动机额定转速为1450r/min,其运行于1455r/min时，转子旋转磁动势相对于转子的转速为45r/min„

22.三相异步发电机额定频率为50H组，极对数p=2,转速n=1080r/min,转子电

流频率f2=14Hz,转子绕组磁动势F2相对转子的转速应为420r/min,相对定子的转速应为150017mino

23.一台三相异步电动机转子向定子折合后，定转子边的电流关系是I!

+12=i0,电动势关系为E=M。

24.一台三相异步电动机转子向定子折合后，定转子边的磁动势关系是瓦=亘‘2,等值

电路中转子边一相的总电阻为n/S。

25.如果撤换三相异步电动机定子绕组，将每相匝数减少了，在电压不变的条件下，气隙中每极磁通将增大，励磁电流将增大。

26.忽略空载损耗，拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其同步转速

n,=1500r/min,电磁功率PM=10kW,运行时转速n=145517min,机械功率

Pm=9.7kW；若n=90017mm,Pm=6kW若n=30017min,Pm=2kW,转差率越大，电动机效率越低。

27.三相异步电动机电磁功率为Pm，机械功率为Pm，输出功率为P2，同步角速度为

pp

Q],机械角速度为Q,那么，a_=T,称为电磁转矩；工=T,称为电磁转矩；而

QiQ

—=T2,称为输出转矩。

Q2

28.三相异步电动机电磁转矩与电压的关系是TocU,

29.4、三相异步发电机额定电压为380V,额定功率为50Hz,转子每相电阻为0.1Q,其最大电磁转矩以=500N-m，起动转矩Ts=300N-m,临界转差率

Sm=0.14,（l）、若电压降至U]=220V（线值），则Tm=166.7N・m,

Ts=100N-m,sm=0.140o

（2）若转子每相串入电0.4Q,则Tm=50N•m,Ts>

300N-m,sm=0.7»

30.某三相鼠笼式异步电动机铭牌上标注的额定电压为380/220V,厩380V的电网上,空载起动时，不能Y-△采用起动。

31.三相异步电动机定子绕组为△接法，才可能采用Y-△采用起动。

32.某台三相鼠笼式异步电动机绕组为△接法，过载能力为2.5,起动转矩倍数为1.3,供电变压器容量足够大，该电动机不能用Y-△采用起动方法拖动额定负载启动。

33.某三相异步电动机定子边接自偶变压器起动，加到定子上的电压为0.8Un时，电

动机定子边的启动电流为0.8I]n，电源共给的起动电流为0.64I]n，电机起动转矩为

0.64Tso

34.一台绕线式三相异步电动机拖动负载，负载转矩恒定不变，若增大转子回路串入的电阻，电动机转速降低，过载能力不变。

35.额定转速nN=960r/min的某三相异步电动机运行时，若把电源频率由50Hz降低

F

为25Hz,同时保持二不变，负载转矩为额定值不变，电动机转速应为460r/min。

fi

二、选择题

1.同步发电机电枢反应性质由内功率因数角凹决定，当〃=75时，对于电枢反应磁动势的作用，以下几种说法正确的是C。

A.只有横轴电枢反应磁动势

B.只有纵轴电枢反应去磁磁动势

C.有横轴电枢反应磁动势，也有纵轴去磁磁动势

D,有横轴电枢反应磁动势，也有纵轴辅助磁动势

2.同步发电机电枢反应性质由内功率因数角吠决定，当材=-75°时，对于电枢反应磁动势的作用，以下几种说法正确的是o

A,只有横轴电枢反应磁动势

B,只有纵轴电枢反应去磁磁动势

C,有横轴电枢反应磁动势，也有纵轴去磁磁动势

D,有横轴电枢反应磁动势，也有纵轴辅助磁动势

3.同步发电机电枢反应性质由内功率因数角〃决定，当-=90°时，对于电枢反应磁

动势的作用，以下几种说法正确的是B。

A.只有横轴电枢反应磁动势

B.只有纵轴电枢反应去磁磁动势

C.有横轴电枢反应磁动势，也有纵轴去磁磁动势

4.D,有横轴电枢反应磁动势，也有纵轴辅助磁动势

5.用转子回路串电阻的办法改变异步电动机的机械特性。

当转子总电阻增大到原来的

2倍时，判断电机临界转差率Sm的变化，以下答案中正确的是-

A.不变

B.平方关系减少

C.增大

6.用转子回路串电阻的办法改变异步电动机的机械特性。

当转子总电阻增大到原来的

3倍时，判断电机临界转差率Sm的变化，以下答案中正确的是。

A.不变

B.平方关系减少

C.增大

7.三相异步电动机定子接三相电源、空载运行、气隙每极磁通中.大小主要取决

于oA

A.电源电压B.磁路饱和程度

C.气隙大小D.定子绕组漏阻抗大小

三、综合题

1.隐极同步发电机运行时U=l,1=1,cos

。

解:

jixc（=D

0=[（=1）

Fa

6=45°，Eo=

画时空向量图找出转子在图所示位置时电枢反应基波磁动势R的位置。

解:

3.画出凸极同步发电机功率因数cos〃=l时的磁动势向量图。

解：

4.并联于无限大电网上的汽轮发电机运行时，功率角0=30。

，（瓦领先日），若输出

有功功率不变，增大励磁电流，，使空载电动势为原来的1.3倍，忽略r。

1功率角变为多大？

2图中画出为增大励磁电流时的电动势向量图，请在该图中加画上增大励磁电流后的向

量图，要求能正确反映出有功功率不变。

解：

①PM=m（E0U/xc）sin6,=m（Eo/xc）sin^

sin^=Eosin^/Eo=（Eo/1.3Eo）sin3O°=0.385

3=22.62°

②电动势相量图如图所示:

江Zc

5,同步发电机每相空载电动势E。

，电动势U,功率角。

，请写出隐极同步发电机电

磁功率与功率角的关系式，并示意性画出隐极和凸极同步发电机的功角特性曲线。

解：

隐极同步发电加电磁功率

PM=（3E°U/Xc）sin。

阴极同步发电机功角曲线见图3所示，同步发电机功角曲线见图3所示

6,一台隐极汽轮发电机并联无限大电网运行时，9=30°，今因故障电压降为0.7Un,

频率不变，请计算输出功率不变（忽略r）的条件下：

（12分）

1若功率角。

不变，采用增大励磁的方法，空载电动势Eo增大到原来的多少倍？

2若励磁不变功率角应为多少？

解:

①PM=m（EoU）/Xcsin。

=m（E。

切/Xcsin。

=常数

EoU=EqxO.7U

E（）/Eo=1/0.7=143

®PM=m（E0U）/Xcsin3=m（瓦U〃XcSinO‘=常数

sin0=Usin。

/0.7U=sin30°/0.7=0.714

3=45.56°

7.一台隐极同步发电机运行时，电压、电流及同步电抗的标幺值分别为：

U=l,1=1,Xc=0.8,功率因数cos中=0.85,电流领先，定义电阻r=0。

试：

（21分）

1画出电动势磁动势向量图；

2计算一相凫；

3计算过载能力。

解：

①向量图见图：

2cos①=0.85=31.79°sinO=0.527

从向量图中看出

ab=Usin®=0.527

bc=IXc-ab=0.8-0.527=0.273

Eg=[bc?

+（Ucosa>）2]1/2=（0.2732+0.852）1/2=0.893

3tg“=be/UcosO=0.273/0.85=0.321

中=17.8°

0=17.8°=31.79°=49.59°

km=l/sin6»=l/sin49.6°=1.31

8.一台隐极同步发电机运行时，U=1,1=1,Xc=0・8，cos

请

1画出磁动势电动势向量图（8分）

2计算旦°（8分）计算过载能力（4分）

解：

①磁动势电动势相量图如图3所示

②cos①=0.866,①=30°,sin①=0.5

③中=tg1（UsinO+Ixc）/UcosO=tg1（0.5+0.8）/0.866=56.33°

0=中—0）=26.33°km=l/sinQ=l/sin26.33°=2.25

9,一台三相Y接隐极同步电动机，Un=220V,同步电抗Xc=1.27Q,输入功率

R=33kW,功率角0=30°,忽略定子电阻。

求：

做出电动机的电动势相量图，计算

输入的无功功率多大？

9=30°（领先），可求出电枢电流为1=些=旦=100A

xc1.27

输入电动机的无功功率为Q=mUIsinQ=3x127xl00xsin（-30°）=-19000var

实际电机能输出无功功率19kvar。

10,一台三相异步电动额定功率PN-15kW,额定电压UN=380V，额定功率因数cosQn=°・88,额定功率〃n=°・88，额定转速nN=2930r/min，请计算额定电流

是多少？

额定电流IN=〒_巨=

J3UnCOS9n〃n

15X1°3-29.1A

V3x380x0.88x0.88

11.一台三相绕线式异步电动机转子额定电压U2n=200V,转子参数&=0.08。

，

x2=0.45Q,忽略定子漏阻抗的影响，额定转速nN=1470r/min,求额定运行时转子的电流频率、相电动势和相电流。

n——n

解：

额定转差率Sn=_nl

转子电流频率f2=Sn§=0.02x50=1Hz

转子相电动势E2s=snE2=Sn詈=0.02x等=2.31V

FF?

31

转子相电流I,=/2s=%=3=28.7A

■JW+x]7r2+（SNX2）2Jo.082+（0.02x0.45）2

12.一台鼠笼式三相异步电动机△接法，额定功率Pn=60kW,额定电压

Uin=380V,额定电流IIN=136A，额定转速nN=2890r/min,起动电流倍数k]=6.5,起动转矩倍数kT=1.15,若供电变压器限制其起动电流不超过500A,负

载要求其起动转矩不小于50N-m，请校核是否可以直接起动、Y一△起动或定子每相串电抗X=0.3Q降压起动（忽略空载转矩）。

解：

直接起动

Is=kjI1N=6.5x136=884A>500A不行

Ts=kTTN=kTx9.55PN/nN=1.15x9.55x60x103/2890=229N-m

Y一△起动

IS1=（1/3）IS=294.7A<500A

Ts]=（l/3）Ts=76N・m>50N・mxl.l可以起动

串电抗起动

zk=U1N/V3TS=380/73x884=0.2480

v=Is/IS2=（Zk+X）/Zk=（0.248+0.3）/0.248=2.21

IS2=Is/v=400A<500A

TS2-Ts/v2=46.7N•mV50N•m

13.一台三相异步电动机额定数据为：

pN=150kW,fN=50Hz,nN=1455r/min,过载倍数2=2.3,忽略空载转矩，请计算

1额定转速率（2分）

2临界转差率（3分）

3额定转矩（3分）

4拖动负载转矩Tl=850N•m时的转差率（用实用公式）

解：

①Sn=（山-nQ/n】=（1500-1455）/1500=0.032分

2Sm=Sn（」+J」?

—1）=0.03x（2.3+12.32-1）=0.1313分

3Tn=9.55PN/nN=9.55x150x103/1455=984.5N-m3分

4T=22TN/（S/Sm+Sm/S）4分

850=2x2.3x984.5/（S/0.131+0.131/S）

S=0.0255（另一解不合理）

14.一台三相四极异步电动机额定功率Pn=10kW,额定运行时，转速IlN=1455r/min,铁损耗PFe=455W,机械损耗与附加损耗pm+ps=205W,请：

1画出功率流程图；

2计算额定运行时的转差率，机械功率，转子铜损耗及电磁转矩

解：

功率流程图如图所不：

SN=（ni-nN）/ni=（1500-1455）/1500=0.03

Pm=Pn+Pm+Ps=10000+205=10205W

Pcu2=SnPm/（1-Sn）=0.03x10205/（1-0.03）=316W

Tn=pm/Qn=955pm/nN=955x10205/1455=66.98N•m15,一台三相绕线式异步电动机转子额定电压U2n=200V,转子参数r2=0.08Q-

X2=0.45Q,忽略定子漏阻抗的影响，额定转速nN=1470r/min,求额定运行时转

子的电流频率、相电动势和相电流。

n—n

解：

额定转差率Sn=INni

转子电流频率f2=SnF]=0.02x50=1Hz

FF?

31

转子相电流12=/2S=53=28.7A

Jr；+x&7r2+（SNX2）2Jo.082+（0.02x0.45）2