同步电机真题精选.docx

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同步电机真题精选

2019年同步电机真题精选

[填空题]

1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。

参考答案：

[单项选择题]

2、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

参考答案：

D

[填空题]

3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。

参考答案：

[判断题]

4、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。

参考答案：

错

[填空题]

5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？

参考答案：

（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。

[判断题]

6、同步发电机电枢反应的性质取决于负载的性质。

参考答案：

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。

[填空题]

7同步电抗对应什么磁通？

它的物理意义是什么？

参考答案：

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，由它们在电枢绕组中引起的电抗压降越大。

[判断题]

8、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。

参考答案：

对

[填空题]

9试比较三相对称负载时同步发电机的电枢磁动势和激磁磁动势的性质，它们的大小、位置和转速各由哪些因素决定的？

参考答案：

[填空题]

10有一台QFS-300-2的汽轮发电机Un=18千伏，cosφN=0.85，fN=50赫兹，试求：

发电机在额定运行时能发多少有功和无功功率。

参考答案：

[填空题]

11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？

参考答案：

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。

[填空题]

12有一台QFS-300-2的汽轮发电机Un=18千伏，cosφN=0.85，fN=50赫兹，试求：

发电机的额定电流。

参考答案：

[填空题]

13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？

参考答案：

[填空题]

14什么叫同步电机？

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？

参考答案：

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：

f=pn/60,当电机的磁极对数p一定时，即：

频率f与转速n之间保持严格不变的关系。

[填空题]

15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？

参考答案：

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。

[填空题]

16有一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步电抗标幺值分别等于X*d=1.0X*q=0.6，电枢电阻可以忽略不计。

试计算发电机发出额定电压，额定千伏安，cosφ=0.8（滞后）时发电机的励磁电动势E*0，并作出相量图。

参考答案：

[填空题]

17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。

参考答案：

[填空题]

18一台隐极同步发电机，在额定电压下运行，Xs=2，Ra=0，试求：

保持上述E*0不变，当cosφ=0.866（滞后）时，I*是多少？

参考答案：

[填空题]

19一台隐极同步发电机，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？

参考答案：

[填空题]

20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？

参考答案：

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。

[填空题]

21一台Y接法水轮发电机进行转差率试验，数据如下Umax=3300V，Imin=182A，Umin=3100V，Imax=250A。

阻抗基值为13.9Ω，试求：

额定负载且功率因数为0.8（滞后）时的励磁电动势和功角。

参考答案：

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[填空题]

22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？

参考答案：

[填空题]

23一台Y接法水轮发电机进行转差率试验，数据如下Umax=3300V，Imin=182A，Umin=3100V，Imax=250A。

阻抗基值为13.9Ω，试求：

直轴同步电抗和交轴同步电抗的标幺值。

参考答案：

[填空题]

24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？

参考答案：

[填空题]

25有一台PN＝72500kw，UN＝10.5kV，Y接，cosφN=0.8滞后的水轮发电机，参数为：

xd=1，xq=0.554，忽略电枢电阻。

试求额定负载下发电机励磁电势E0和E0与U的夹角。

参考答案：

[填空题]

26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。

参考答案：

[填空题]

27有一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步电抗标幺值分别等于Xd=1.0，Xq=0.6电枢电阻可以忽略不计。

试计算发电机的额定电压，额定容量cosφN=0.8，（滞后）时发电机励磁电动势E*0/sub>。

参考答案：

[填空题]

28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。

参考答案：

[填空题]

29有一台三相汽轮发电机，PN=2500KW，UK=10.5KV，Y接法，cosφN=0.8（滞后），做单机运行。

由试验测得它的同步电抗标幺值为Xs=2.13。

电枢电阻忽略不计。

每相励磁电动势为V7520，试求分下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质。

每相是（7.52-J7.52）Ω电阻电容性负载。

参考答案：

[填空题]

30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。

参考答案：

[填空题]

31有一台三相汽轮发电机，PN=2500KW，UK=10.5KV，Y接法，cosφN=0.8（滞后），做单机运行。

由试验测得它的同步电抗标幺值为Xs=2.13。

电枢电阻忽略不计。

每相励磁电动势为V7520，试求分下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质。

每相是7.52Ω纯电感。

参考答案：

[填空题]

32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？

参考答案：

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。

[填空题]

33有一台三相汽轮发电机，PN=2500KW，UK=10.5KV，Y接法，cosφN=0.8（滞后），做单机运行。

由试验测得它的同步电抗标幺值为Xs=2.13。

电枢电阻忽略不计。

每相励磁电动势为V7520，试求分下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质。

每相是7.25Ω纯电阻。

参考答案：

[填空题]

34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？

为什么？

参考答案：

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。

[填空题]

35同步电机的气隙磁场，在空载时是如何激励的？

在负载时是如何激励的？

参考答案：

空载时，定子绕组中没有电流，气隙磁场是由转子绕组中的直流电流激励的。

负载后，定子三相电流产生旋转磁动势，其基波以同步速度旋转，与转子相对静止。

气隙磁场是由转子绕组中直流电流和定子绕组中三相交流电流共同激励产生的。

[填空题]

36一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。

参考答案：

[填空题]

37什么是同步电机的功角特性？

θ角有什么意义？

参考答案：

[填空题]

38一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0.5秒时的短路电流值。

参考答案：

[填空题]

39在直流电机中，U＜E还是U大于E是判断电机作为发电机运行还是电动机运行的依据之一，在同步电机中，这个结论还正确吗？

参考答案：

在同步电机中，励磁电动势E和电机端电压U都是电压相量，不能根据它们的大小来判断电机的运行状态，而应该根据气隙合成磁场轴线与主磁极轴线的相对位置来决定。

当主磁极场轴线超前合成磁场轴线时，为发电机状态；重合时为调相机状态；滞后时为电动机状态。

[填空题]

40一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：

最大冲击电流值。

参考答案：

[填空题]

41为什么同步发电机的短路特性是一条直线？

参考答案：

[填空题]

42一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：

在最不利情况下定子突然短路电流的表达式。

参考答案：

[填空题]

43凸极同步电机中，为什么直轴电枢反应电抗Xad大于交轴电枢反应电抗Xaq？

参考答案：

[填空题]

44试按数值大小排列同步电机的各种电抗：

。

参考答案：

[填空题]

45同步发电机电枢反应性质由什么决定?

参考答案：

[填空题]

46为什么变压器的X+等于X-，而同步电机X+不等于X-？

参考答案：

[填空题]

47为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大？

参考答案：

感应电机的励磁电流由电源供给，需要从电网吸取感性无功功率，如果气隙大，则励磁电流大，电机的功率因数低，因此在机械允许的条件下，气隙要尽量小一些。

同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励，从同步电机运行稳定性考虑，气隙大，同步电抗小，短路比大，运行稳定性高。

但气隙大，转子用铜量增大，制造成本增加。

气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这两方面的要求。

[填空题]

48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？

参考答案：

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。

[填空题]

49测定同步发电机的空载特性和短路特性时，如果转速降至0.95n1，对试验结果有什么影响？

参考答案：

[填空题]

50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？

为什么？

参考答案：

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。

[判断题]

51、在同步发电机中，当励磁电动势E0与I电枢电流同相时，其电枢反应的性质为直轴电枢反应 。

参考答案：

错

[填空题]

52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。

参考答案：

[判断题]

53、与直流电机相同，在同步电机中，E＞U还是E＜U是判断电机作为发电机还是电动机运行的依据之一。

参考答案：

错

[填空题]

54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？

参考答案：

[判断题]

55、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。

参考答案：

错

[填空题]

56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？

参考答案：

[填空题]

57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）？

参考答案：

[填空题]

58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。

参考答案：

[判断题]

59、同步发电机的稳态短路电流很大。

参考答案：

错

[填空题]

60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。

参考答案：