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电机学习题课电机学习题课 同步电机同步电机宋洪珠宋洪珠1电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery6-4 同步发电机电枢反应的性质取决于什么?交轴和直轴电枢反应对同步发电机的运行有何影响?答:电枢反应的性质取决于内功率因数角,即取决于激磁电 动势E0与电枢电流之间的夹角 。交轴电枢反应起交磁作用(有助磁效应);直轴电枢反应起去磁或助磁作用。当0oXq4电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery6-8 有一台70000kVA、60000kW、13.8kV(星形联结)的三相水轮发电机,交 、轴同步电抗的标幺值分别为Xq* =0.7,Xd*=1,试求额定负载时发电机的激 磁电动势E0*(不计磁饱和与定子电阻)。5电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery6电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery7电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery6-15 有一台Xd *=0.8,Xq*=0.5,的凸极同步发电机与电网并联运行,已知 发电机的U=1, I=1, cos=0.8(滞后)电枢电阻略去不计,试求发电机的: E0=?,N=? (2)Pe(max)=?(E0保持为上面的值)8电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery9电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery6-17 一台31250kVA(星形联结)、cos=0.8(滞后 )的汽轮发电机与无穷大电网并联运行、已知发电 机的同步电抗Xs=7.53,额定负载时的激磁电动势 E0=17.2kV(相),不计饱和与电枢电阻,试求: 发电机在额定负载时,端电压U、电磁功率Pe、 功率角N、输出的无功功率Q2及过载能力各为多少 ? 维持额定励磁不变,减少汽轮机的输出,使发 电机输出的有功功率减少一半,问此时的Pe、 cos、Q2将变成多少?10电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery11电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery12电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery13电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery14电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery15电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery16电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery17电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery6-18 上题若维持发电机的有功功率为额定负载的有功功率不变,减少发电 机的励磁,使E0=13kV,试求此时发电机的,cos和Q2各为多少?18电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery19电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery6-24 有一台同步电动机在额定电压额定频率额定负载下(功率因数为 超前)运行时,功率角=25,现因电网发生故障,电网频率下降5%,负载 转矩不变,问功率角有何变化?20电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery答:在同步电机中,励磁电动势和电机端电压都是相量,不 能根据它们的大小来判断运行状态,而应根据它们的相位( 或主极磁场与合成磁场的相对位置)或电磁转矩的性质来判 断:当激磁电动势超前于端电压时(主极磁场轴线沿旋转方 向超前于合成磁场轴线),电磁转矩为阻转矩(制动性质) ,此时是发电机状态;当激磁电动势滞后于端电压(主极磁 场轴线沿旋转方向滞后于合成磁场轴线),电磁转矩为驱动 性质,此时是电动机状态;当激磁电动势与端电压同相时( 主极磁场轴线与合成磁场轴线重合),电磁转矩为0,此时 是补偿机(调相机)状态。 在直流电机中,EU是判断电机作电动机运行还是发电 机运行的主要依据之一。在同步电机中,这个结论还正确吗? 21电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 同步电机的功率角有什么物理意义?l从空间上看,功率角可近似为主磁极轴线与电枢 合成磁场轴线之间的夹角。l从时间上看,功率角是激磁电动势相量与端电压 相量之间的夹角。 22电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery同步发电机与大电网并联运行时,其功率因数由什么决定?单机运行时呢? 当同步发电机与大容量电网并联行时,电网电压及 频率可认为是常数。发电机的有功电流由其输入 转矩的大小决定;而无功电流则由励磁电流及其 产生的激磁电动势决定。在一定的有功电流下改 变励磁电流可以调节发电机的功率因数;在一定 的励磁电流下改变有功电流时也调节了发电机的 功率因数。故调节输入转矩或励磁电流都可以改 变发电机的功率因数。 23电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery同步发电机单机运行时,其功率因数由负载 性质所决定。若为纯电阻负载,功率因数为1; 若为纯电感或纯电容负载则功率因数为0;若为 感性阻抗混合负载则为滞后功率因数;容性阻 抗混合负载则为超前功率因数。改变发电机励 磁电流大小时,将影响发电机的电势、端电压 及输出功率的大小,但不影响功率因数;若改 变频率(转速),将影响发电机的电势、同步 电抗和负载电抗,因而将影响功率因数。 24电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery26.某工厂电力设备的总功率是4500KW, (滞后),由于生产 发展,欲新添一台1000KW的同步电动机并使工厂的总功率因数提高到 0.8(滞后)问此电动机的容量及功率因数是多少(电动机的损耗忽略不 计)25电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery26电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 历年考题l1. 同步电机的电枢反应的性质决定于 _;对于凸极同步电 机,数值上有:Xaq_Xad,原因是 _。若磁路愈饱和,则 Xa数值_;电机气隙愈大,Xad数值 _;若电枢绕组匝数增加,Xad数 值将_。内功率因数角 0小于交轴气隙大于直轴气隙愈小愈小增加27电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery2.设一台隐极同步发电机的电枢电流I落后于空载电势E0 30时间相位角,则电枢反应磁场与转子励磁磁场轴线间的 空间相位角为_。 30; 60; 120; 90。(3)3. 同步发电机短路特性是一条直线的原因是_。 励磁电流较小磁路不饱和;电枢反应去磁作用使 磁路不饱和; 短路时电机等效电路参数为一恒定 电阻。纯去磁短路特性不饱和(2)28电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery4.要提高并联在电网上运行的发电机静态稳定性,可以_: 增加励磁电流,增加原动机输入功率; 减少励磁电流 ,减少原动机输入功率; 增加励磁电流,减少原动机输 入功率; 减少励磁电流,增加原动机输入功率。(3)TL1 TL229电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery5.凸极同步发电机附加电磁功率产生的原因是_。 交轴无励磁绕组; 交轴上的磁阻比直轴上的磁阻大; 直轴上的磁阻比交轴磁阻大。6.同步电机要实现机电能量转换,必须_。 有直轴电枢磁动势; 有交轴电枢磁动势; 既有直轴电枢磁动势,又有交轴电枢磁动势。(2)(2)30电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery7. 三相同步发电机在与电网并联时,必须满足一些条件,但首 先必须绝对满足的条件_:电压相等; 频率相等; 相序相同。8. 同步发电机理想并网的条件是: _。(3)发电机与电网电压大小相等且波形一致;发电机与电网电压频率相同;发电机与电网电压相位相同;发电机与电网电压相序一致31电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery9.同步发电机并电网运行,要调节其发出的有功功率,则必须 调节_;当只调节原动机有功输出时,发电 机发出的无功功率将_;若仅调节并网发电机输出的无功 输出时,可只调节_, 而此时发电机发出的有功 功率将_。10.一台发电机供给一台有功功率为6000kW的负载用电, 负载功率因数为0.6(滞后),此时负载所需的无功功率 为_kVAR;如果要将发电机的功率因数提高到0.8 (滞后),则可以装设一台容量为_kVAR的调相机 来实现。8000 3500原动机输入功率 改变 发电机的励磁 不变32电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery11.一台并联于无限大电网的同步发电机运行于过励状态, 若保持有功 输出不变而逐渐减少励磁电流,直到接近临界稳定运行点,在调节过程 中电枢电流_ 一直增大; 一直减小; 先增大后减小; 先 减小后增大12. 三相同步电动机运行在过励状态时,从电网吸收_。感性电流; 容 性电流; 纯有功电流。(4)(2)IfIOPe=0Pe0P”ePecos =1cos (-)=0.8cos =0.8不稳定 区正常 励磁滞后过励超前欠励33电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 13. 一台并网运行的同步发电机,按发电机惯例,已知原运行点的功率因 数是超前的,则电机运行在_励状态,此时电机从电网吸收_性 质的无功功率;若不调节原动机输出而将励磁电流单方向调大,则电机可 变化到_励状态,此时电机向电网发出_无功功率。欠滞后过滞后IfIOPe=0Pe0P”e Pecos =1cos (-)=0.8cos =0.8不稳定区正常 励磁滞后过励超前欠励34电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery谢谢谢谢! !35
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