电机与拖动 第六章 自测题答案
(一)填空题:
1. 同步发电机的短路特性为一直线,这是因为在短路时电机的磁路处于不饱和状态。
2.
3. 通常工作于过励状态。
4. 同步发电机带负载时,如0o
为F ad F aq F ad 电枢反应的性质为去磁性质,F aq 电枢反应的性质为交磁性质。
5. 时向电网输出容性无功功率。
6. 一台汽轮发电机并联于无穷大电网运行,欲增加有功功率输出,应
增大进汽量,欲增加感性无功功率输出,应增加励磁电流。(填如何调节)
7. 汽轮发电机气隙增大时,则同步电抗X t 减小,电压调整率∆U 减小,
电机制造成本增加,增加静态稳定性能增加。
8. 当同步电机作发电机运行时,在相位上, 超前于 ;作电动
机运行时, 滞后于 。
(二)判断题:
1. 凸极同步发电机由于其电磁功率中包括磁阻功率,即使该电机失去
励磁,仍可能稳定运行。 ( √ )
2. 采用同步电动机拖动机械负载,可以改善电网的功率因数,为吸收
容性无功功率,同步电动机通常工作于过励状态。
( √ )
3. 同步发电机过励运行较欠励运行稳定,满载运行较轻载运行稳定。
( × )
4. 同步发电机采用准同期法并车,当其他条件已满足,只有频率不同
时,调节发电机的转速,使其频率与电网频率相等时,合上并联开关,即可并车
成功。( × )
5. 汽轮同步发电机与无穷大电网并联运行,只调节气门开度,既可改
变有功功率又可改变无功功率输出。( √ )
(三)选择题:
1. 同步发电机带容性负载时,其调整特性是一条:( ③ )
① 上升的曲线; ② 水平直线; ③ 下降的曲线。
2. 同步发电机的V 形曲线在其欠励时有一不稳定区域,而对同步电动
机的V 形曲线,这一不稳定区应该在( ③ )区域。
① I f >If0; ② I f =If0; ③ I f
3. 工作于过励状态的同步调相机,其电枢反应主要是:
( ② )
① 交轴电枢反应; ② 去磁的直轴电枢反应;
③ 增磁的直轴电枢反应。
4. 与无穷大容量电网并联运行的同步发电机,过励时欲增加励磁电流,
则( ② )。
① 发出的容性无功功率增加,功角减小;
② 发出的感性无功功率增加,功角减小;
③ 发出的容性无功功率增加,功角增大;
④ 发出的感性无功功率增加,功角增大。
5. 与无穷大容量电网并联运行的同步发电机,其电流滞后于电压一相
位角,若逐渐增加励磁电流,则电枢电流:( ① )
① 渐大; ② 先增大后减小;
③ 渐小; ④ 先减小后增大。
(四)简答题:
1. 试用电路和磁路分析同步发电机带φ>0o 负载时端电压下降的原因。
答:磁路方面:带上φ>0o 的对称负载,电枢反应的性质有直轴去磁作
用,故端电压会下降。
电路方面:电动势方程:
E +I R a +j I X t =U 0
由相量图(图6.12)可见,发电机带上φ>0o 的负载后,由于电机本身阻抗压降的影响,使得端电压下降。
2. 试简述功角的双重物理意义?
答:时间相角差:即空载电动势 0 和电压 U 间的夹角; 空间相角差:即为励磁磁动势 F f 与定子等效合
成磁动势 u 之间的夹角。当忽略定子漏阻抗压降时,
E F F =F δu
,即等于气隙合成磁动势。
(五)作图题:
1. 与无穷大容量电网并联运行的汽轮发电机,
原运行于过励状态,现欲增加有功功率而保持无功功率输出不变,该如何调节,画出变化前后的电动势相量图。
答:调大气门开度的同时,相应增大励磁电流。变化前后的电动势相量图如图6.13所示。
(六)计算题: I M j X t I M M M R a I M E 0
1. 一台隐极三相同步发电机,定子绕组为Y 联结,UN=400V,IN=37.5A,cos φN=0.85(滞后),Xt=2.38Ω(不饱和值),不计电阻,当发电机运行在额定情况下时,试求:(1)不饱和的励磁电动势E0;(2)功角δN ;(3)电磁功率Pem ;
(4)过载能力λ。
解:
(1)
(2)
(3) P ≈ P =em 2
或 P ≈ =I cos P em 2N N
(4)
2. 某工厂变电所变压器的容量为2000kV ·A ,该厂电力设备的平均负载为1200kW ,cos φ=0.65(滞后),今欲新装一台500kW , cos φ=0.85(超前),η=95%的同步电动机,问当电动机满载时,全厂的功率因数是多少?变压器是否过载?
解:
该厂电力设备从电源取得的有功、无功及视在功率: =15. 26δN U E NP =U N 3=3V =231V =+j =+j 2. 38⨯37. 5-31. 79 U NP X t I NP 0P =278+j 75. 86=288. 2 E 0=E 0P =3⨯288. 2V =499. 1V m 0N X t sin δN =3⨯288. 2⨯231sin 15. 26 2. 38=22. 087kW ϕN =⨯400⨯35. 75⨯0. 85kW =22. 084kW λ=1N sin 1==3. 8 sin 15. 26P =1200kW 1
S 1=cos 1111200=kV ⋅A =1846. 2kV ⋅A 0. 651Q =S sin ϕ1=1846. 2⨯0. 76k var =1402. 99k var
同步电动机从电源取得的功率:
装设同步电动机后的全厂负荷及功率因数: 500P 2=0. 95kW =526. 32kW 526. 322S 2=cos =0. 8kV ⋅A =657. 9kV ⋅A 2Q =S 22sin ϕ=657. 9⨯0. 6k var =394. 74k var 2
P =P +P =(1200+526. 32)kW =1726. 32kW ∑12
Q =Q -Q =(1402. 99-394. 74)k var =1008. 25k var ∑12