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同步电机_百度文库

来源:鸿运,鸿运游戏,鸿运电子游戏发布时间:2020/03/14点击数:

  第五篇 同步电机 5.1 同步电机和异步电机在结构上有哪些区别? 5.2 什么叫同步电机?怎样由其极数决定它的转速?试问 75r/min、50Hz 的电机是几 极的? 5.3 为什么现代的大容量同步电机都做成旋转磁极式? 5.4 汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么?为什么有这样的特点? 5.5 伞式和悬式水轮发电机的特点和优缺点如何?试比较之。 5.6 为什么水轮发电机要用阻尼绕组,而汽轮发电机却可以不用? 5.7 一台转枢式三相同步发电机,电枢以转速 n 逆时针方向旋转,对称负载运行时, 电枢反应磁动势对电枢的转速和转向如何?对定子的转速又是多少? 5.8 试分析在下列情况下电枢反应的性质。 (1)三相对称电阻负载; (2)纯电容性负载 X ? C ? 0.8 ,发电机同步电抗 X ? t ? 1.0 ; (3)纯电感性负载 X ? L ? 0.7 ; (4)纯电容性负载 X ? C ? 1.2 ,同步电抗 X ? t ? 1.0 。 5.9 三相同步发电机对称稳定运行时,在电枢电流滞后和超前于励磁电动势 E0 的相 位差大于 90? 的两种情况下(即 90? ? ? ? 180? 和 ? 90? ? ? ? ?180? ), 电枢磁动势两个分量 Fad 和 Faq 各起什么作用? 5.10 在凸极同步电机中,如果? 为一任意锐角,用双反应理论分析电枢反应磁通 ?? a 和电枢反应磁动势 Fa 两个矢量是否还同相? ?? a 与它所感应的电动势 E? a 是否还差 90? ? 5.11 试述交轴和直轴同步电抗的意义。为什么同步电抗的数值一般较大,不可能做 得很小?请分析下面几种情况对同步电抗有何影响? (1)电枢绕组匝数增加; (2)铁心饱和程度提高; (3)气隙加大; (4)励磁绕组匝数增加。 5.12 试根据不饱和时的电动势相量图证明下列关系式。 (1)隐极同步发电机 tan? ? IX t ? U sin ? IRa ? U cos? E0 ? U cos? ? IRa cos? ? IX t sin? (2)凸极同步发电机 tan? ? IXq ? U sin? IRa ? U cos? E0 ? U cos? ? IRa cos? ? IX d sin? 其中,? 为 I? 滞后于U? 的夹角,即功率因数角;? 为 I? 滞后于 E? 0 的夹角;? 为U? 滞后于 E? 0 的夹角,且有? ? ? ? ? 。 5.13 试证明不考虑饱和时 X ad 和 X aq 的公式为 X ad ? 4mf ?0?l ?k? ? N 2 k 2 N1 p kd X aq ? 4mf ?0?l ?k? ? N 2 k 2 N1 p kq 5.15 为什么 X d 在正常运行时应采用饱和值,而在短路时却采用不饱和值?为什么 X q 一 般总只采用不饱和值? 5.16 测定同步发电机空载特性和短路特性时,如果转速降为 0.95nN ,对实验结果将 有什么影响?如果转速降为 0.5nN ,则实验结果又将如何? 5.17 为什么同步发电机三相对称稳态短路特性为一条直线 什么叫短路比?它的大小与电机性能及成本的关系怎样?为什么允许汽轮发电 机的短路比比水轮发电机的小一些? 5.19 一台同步发电机的气隙比正常气隙的长度偏大, X d 和 ?U 将如何变化? 5.20 5.21 变? 5.22 同步发电机发生三相稳态短路时,它的短路电流为何不大? 同步发电机供给一对称电阻负载,当负载电流上升时,怎样才能保持端电压不 为什么从开路特性和短路特性不能测定交轴同步电抗? 5.23 低转差法测量 X d 和 X q 的原理是什么?如果在实验时转差太大,对测量结果会 造成什么影响? 5.24 三相同步发电机投入并联运行的条件是什么?如果不满足条件会产生什么后 果? 5.27 并联于无穷大电网的隐极同步发电机,当调节有功功率输出时欲保持无功功率输出 不变,问此时? 角及励磁电流 I f 是否改变,此时 I 和 E0 各按什么轨迹变化? 5.28 一台同步发电机单独供给一个对称负载(R 及 L 一定)且转速保持不变时,定 子电流的功率因数 cos? 由什么决定?当此发电机并联于无穷大电网时,定子电流的 cos? 又由什么决定?还与负载性质有关吗?为什么?此时电网对发电机而言相当于怎样性质的 电源? 5.29 画出凸极同步发电机失去励磁( E0 ? 0 )时的电动势相量图,并推导其功角特 性,此时? 角代表什么意义? 5.30 为何在隐极电机中定子电流和定子磁场不能相互作用产生转矩,但是在凸极电 机中却可以产生? 5.33 试证明在计及定子电阻时,隐极发电机的输出功率 P2 、电磁功率 Pem 和功率角? 的 关系式各为 P2 ? mE0U Zt sin?? ? ??? mU 2 Zt sin ? Pem ? mE0U Zt sin?? ? ??? m E02 Zt sin ? 式中, ? ? arctan Ra Xt ; Z t 为同步阻抗的模,即 Zt ? Ra2 ? X 2 t 。 6,37 同步电动机带额定负载时,如 cos? ? 1,若在此励磁电流下空载运行, cos? 如何 变? 5.38 从同步发电机过渡到电动机时,功率角? 、电流 I 、电磁转矩 Tem 的大小和方 向有何变化? 5.39 为什么当 cos? 滞后时电枢反应在发电机的运行里为去磁作用而在电动机中却 为助磁作用? 5.40 一水电厂供应一远距离用户,为改善功率因数添置一台调相机,此机应装在水 电厂内还是在用户附近?为什么? 5.41 有一台同步电动机在额定状态下运行时,功率角? 为 30? 。设在励磁保持不变 的情况下,运行情况发生了下述变化,问功率角有何变化(定子电阻和凸极效应忽略不计): (1)电网频率下降 5%,负载转矩不变; (2)电网频率下降 5%,负载功率不变; (3)电网电压和频率各下降 5%,负载转矩不变。 5.42 同步电动机为什么没有起动转矩?其起动方法有哪些? 5.43 为什么变压器的正、负序阻抗相同而同步电机的却不同?同步电机的负序阻抗 与感应电机相比有何特点? 5.44 负序电抗 X ? 的物理意义如何?它和装与不装阻尼绕组有何关系? 5.45 有两台同步发电机,定子完全一样,但一个转子的磁极用钢板叠成,另一个为 实心磁极(整块锻钢),问哪台电机的负序阻抗要小些? 5.46 为何单相同步发电机通常都在转子上装阻尼作用较强的阻尼绕组? 5.55 步进电动机的原理是怎样的?步进电动机的相数与极数有何联系? 5.56 有一 PN ? 25000 kW 、U N ? 10.5kV 、Y 联接、 cos? N ? 0.8 (滞后)的汽 轮发电机, X ? t ? 2.13 ,电枢电阻略去不计,试求额定负载下发电机的励磁电动势 E0 及 E? 0 与 I? 的夹角? 。 5.57 有一 PN ? 72500 kW 、U N ? 10.5kV ,Y 联接、 cos? N ? 0.8 (滞后)的水 轮发电机,Ra? ? 0 ,X ? d ? 1,X ? q ? 0.55。