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第 四 篇 同 步 电 机 12 章 ▲12-1 什么叫同步电机？一台 250r / min, 50H Z 的同步电机，其极数是多少？ 12-2 汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么 13 章 13.1 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？ 13.2 同步电机的内功率因数角 由什么因素决定？ ▲13.3 什么是同步电机的电枢反应，电枢反应的性质决定于什么 ? 13.4 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 ? 13.5 隐极电机和凸极电机的同步电抗有何异同？ 13.6 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？ 13.7 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？ 13.8 如何通过试验来求取同步电抗的饱和值与不饱和值？ ∨ 13.9有 一 台 三 相 同 步 发 电 机 , PN 2500KW ,U N 10.5KV , Y 接 法 ， c o s N 0.8 （滞后），作单机运行，已知同步电抗 X S 7.52 ，电枢电阻不计 . 每相的 励磁电势 E0 7520V . 求下列几种负载下的电枢电流，并说明电枢反应的性质。 （1） 相值为 7.52 的三相平衡纯电阻负载 ; （2） 相值为 7.52 的三相平衡纯电感负载 ; （3） 相值为 15.04 的三相平衡纯电容负载 ; （ ） 相值为 7.52 j 7.52 的三相平衡电阻电容负载 . 4 解：（1） I E0 7520 00 707.1A 450 ，为交轴与直轴去磁电枢反应； jxs ZL j 7.52 7.52 （ ） I E0 7520 00 500A 900 ，为直轴去磁电枢反应； 2 jxs ZL j 7.52 j7.52 （3） I E0 7520 00 1000A 0 jxs ZL j7.52 90 ，为直轴助磁电枢反应； j15.04 （4） I E0 7520 00 1000A 00 ，为交轴电枢反应； jxs ZL j7.52 7.52 j7.52 ∨13.10 有一台三相凸极同步发电机，电枢绕组 Y 接法，每相额定电压 U N 230V ，额定相电流 I N 9.06 A ，额定功率因数 cos N 0.8 ( 滞后 ) ，已知该机 28 运行于额定状态，每相励磁电势行 E0 410V ，内功率因数角 60 ，不计电阻压降 . 试求： I d , I q , X d , X q 各为多少 ? 解：（1）电势向量图如右下： 60 0 arccos 0 .823 . 13 0 I d I N sin 9 . 06 sin 60 0 A 7 .85 A I q I N cos 9 .06 cos 60 0 A 4 .53 A X d E 0 U cos 410 V 230 V cos 23 .13 0 I d 7.85 A 25 .3 X q U sin 230 V sin 23 .13 0 I q 4 .53 A 19 .9 13.11 有一台三相隐极同步发电机，电枢绕组 Y 接法，额定电压 U N 6300V ，额定电流 I N 572 A，额定功率因数 cos N 0.8 （滞后）。该机在同 步速度下运转，励磁绕组开路，电枢绕组端点外施三相对称线电压 U 2300V ，测得定 子电流为 572A，如果不计电阻压降，求此电机在额定运行下的励磁电势 E0 。 U 2300V 2.32 解：同步电抗 X S 3 3I 572 A E0 (U N con N ) 2 (U N sin N I N X S ) 2 3 3 ( 6300 0.8)2 ( 6300 0.6 572 2.32) 2V 4559V 3 3 ∨13.12 有—台三相隐极同步发电机，电枢绕组 Y 接法，额定功率 PN 25000KW ，额定电压 U N 10500V ，额定转速 nN 3000r min ，额定电流 I N 1720A ，同步电抗 X S 2.3 , 不计电阻。求： （1） I a I N , cos 0.8（滞后）时的 E0 ； （2） I a I N , cos 0.8（超前）时的 E 0 . 解：（1）如图 a）所示： E0 (U cos )2 (U sin I N xs )2 29 (10.5 0.8) 2 (10.5 0.6 1.72 2.3)2 kV 9.01kV 3 3 （2）如图 b）所示 E0 (U cos ) 2 (U sin I N xs ) 2 (10.5 0.8) 2 (10.5 ( 0.6) 1.