机电机拖动(张广溢)习题答案.docVIP

第 同 步 电 机 什么叫同步电机？一台的同步电机，其极数是多少？ 答 （1）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：，当电机的磁极对数一定时，，即：频率与转速之间保持严格不变的关系。（2）一台的同步电机，其极数是24。 汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？ 答 汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是：汽轮发电机转速高、极数少，其转子一般采用隐极式结构，气隙均匀分布，机身比较细长；水轮发电机转速低、极数多，其转子一般采用凸极式结构，气隙不均匀，直径大，长度短。 同步电机在对称负载下运行时，气隙磁场由哪些磁势建立？它们各有什么特点？ 答 （1）同步电机在对称负载下运行时，除转子磁势外，定子三相电流也产生电枢磁势。电枢磁势的存在，会使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象称之为电枢反应。此时，气隙中的磁场是由转子磁场和电枢反应磁场共同产生的。 （2）它们的特点如下：电枢反应磁动势是交流励磁，励磁磁动势是直流励磁； 基波波形 大小 位置 转速 励磁磁动势 正弦波 恒定不变，由励磁电流大小决定 由转子位置决定 由原动机的转速决定（根据、） 电枢反应磁动势 正弦波 恒定不变，由电枢电流大小决定 由电枢电流的瞬时值决定 由电流的频率和磁极对数决定 同步发电机的内功率因数角由什么因数决定的？ 答 同步发电机的内功率因数角既与负载阻抗的性质和大小有关，又与发电机本身的参数有关。①当负载阻抗为时，总阻抗，则角在范围内； ②当负载阻抗为时，总阻抗，则； ③当负载阻抗为时，总阻抗，则；当负载阻抗为时，总阻抗，。 什么是同步电机的电枢反应，电枢反应的性质决定于什么？ 答 同步电机在空载时，定子电流为零，气隙中仅存在着转子磁势。同步电机在负载时，随着电枢磁势的产生，使气隙中的磁势从空载时的磁势改变为负载时的合成磁势。因此，电枢磁势的存在，将使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象称之为电枢反应。同步发电机的电枢反应的性质主要决定于空载电势和负载电流之间的夹角，亦即决定于负载的性质。当和同相位，即：为交轴电枢反应；当滞后电角度，即：为直轴去磁电枢磁势；当超前电角度，即：为直轴增磁电枢磁势；当任意角度时，即一般情况下：当：产生直轴去磁电枢磁势和交轴电枢磁势，当：产生直轴增磁电枢磁势和交轴电枢磁势。 为什么说同步电抗是与三相有关的电抗，而它的数值又是每相值？ 答 同步电抗是由电枢反应电抗和漏电抗两部分组成，分别对应于定子电流产生的电枢反应磁通和定子漏磁通。电枢反应电抗综合反映了三相对称电枢电流所产生的电枢反应磁场对于一相的影响，它等于电枢反应磁场在一相中感应的电动势与相电流的比值。所以说同步电抗是与三相有关的电抗，而它的数值又是每相值。 隐极电机和凸极电机的同步电抗有何异同？ 答 对于隐极电机而言，气隙均匀，电枢反应磁通为不论作用在什么位置所遇到的磁阻相同，其在定子绕组感应电势所对应的电抗，与定子漏磁通感应电势所对应的电抗之和，即=+称为隐极同步电机的同步电抗。 对于凸极电机而言，直轴及交轴上气隙是不相等的，所以将电枢反应磁势分解为直轴和交轴分量，其相应的电抗分别为直轴和交轴电枢反应电抗，和定子漏抗相加，便可以得到直轴同步电抗和交轴同步电抗，即 在直轴磁路上，由于气隙小，磁阻小，所以较大。在交轴磁路上，由于气隙很大，磁阻大，所以较小，因此有，。 由于磁路饱和的影响，所以、和的大小是随着磁路饱和程度的改变而改变的。 测定发电机短路特性时，如果电机转速由额定值降为原来的一半，对测量结果有何影响？ 答 由于和都与转速成正比的关系，而电枢电阻与转速无关，在电机转速为额定值测量时，由于很小，可以忽略不计。如果电机转速由额定值降为原来的一半时，则在电动势方程式中所占的比例将会增大，不能忽略不计，使测量结果产生较大误差。 为什么同步电机稳态对称短路电流不太大，而变压器的稳态对称短路电流值却很大？ 答 由于同步电机稳态对称短路电流是由同步电抗或限制的。同步电抗是由电枢反应电抗和漏电抗两部分组成，电枢反应电抗或与异步电机的励磁电抗相似，是对应主磁路磁化性能的参数，其值很大（左右），所以同步电机稳态对称短路电流不大。而变压器的稳态对称短路电流由变压器的漏阻抗限制的。变压器漏电抗是对应漏磁路磁化性能的参数，其值很小（左右），因此变压器的稳态对称短路电流值却很大。 如何通过试验来求取同步电抗的饱和值与不饱和值？ 答 1)由开路特性的不饱和段及短路特性求取同步电抗或的不饱和值 2）或的饱和值可以按下述方法近似求得。在开路特性上找出对应于额定电压下的励磁电流，再从短路特性上找出与该励磁电流对应的短路电流