同步电机的习题.doc

说明：打“*”的题目有一定的难度。一台三相星形联结的隐极同步发电机，空载时使端电压为220V所需的励磁电流为3A，当发电机接上每相5的星形联结纯电阻负载时，要使端电压仍为220V，所需的励磁电流为3.8A。不计电枢电阻，试求该发电机的同步电抗（不饱和值）是多大？解：空载时，励磁电流为3A，每相励磁电动势为 则负载时，每相励磁电动势为 接上每相5的对称电阻后，每相电流为 （A） 根据相量图中的几何关系，有 所以，有 2．一台三相星形联结、1500kW的水轮发电机，额定电压6300V，额定功率因数（滞后），已知它的参数，忽略电枢电阻，试求： （1）X和X的标幺值； （2）画出相量图；（3）计算额定负载时的电动势E。解：（1）先求阻抗基值。 而 所以故，（2）额定负载时的相量图如图其中 （3） 相电动势为 3．一台三相汽轮发电机，Y联结，额定数据如下：功率，电压U=6300，功率因数（滞后），电枢绕组漏电抗，忽略电枢绕组电阻，空载特性如下表：E/V0218236374219454748014983i/A082164246328410492 在额定负载下，电枢反应磁动势折合值用转子励磁电流表示为250.9A，试作出时空相量图并求额定负载下的励磁电流及电动势的大小。 解：相量图如下： 额定相电压为 额定相电流为 根据公式可求出的大小，再由查空载特性曲线得的大小； 根据公式，可得额定负载下的励磁电流=400A；再由查空载特性表得额定负载下励磁电动势为4765V（相值）。4．一台三相隐极同步发电机，定子绕组Y接，额定电压U=6300V，额定功率P=400kW， 功率因数（滞后），定子绕组每相漏电抗X=8.1,电枢反应电抗X=71.3 ,忽略定子电阻，空载特性数据如下：E/V01930364044804730F/A03250677012200116600用相量图求解额定负载下电动势E及内功率因数角的大小，并用空载特性气隙线求励磁电动势F为多大？解：额定相电压 额定相电流 电机的同步电抗 根据公式，求得电动势，；再查空载特性气隙线得。5．一台凸极同步发电机额定容量S=62500kVA，定子绕组星形连接，额定频率为50Hz，额定功率因数为（滞后）。直轴同步电抗X=0.8，交轴同步电抗X=0.6 ，不计电枢电阻。求额定负载下发电机的电压调整率。解：，则电压调整率为6．一台星形联结的同步发电机，额定容量S=50kVA，额定电压U=440V，频率f=50Hz。该发电机以同步速被驱动，测得当定子绕组开路，端电压为440V（线电压）时，励磁电流为7A。做短路实验，当定子电流为额定时，励磁电流为5.5A。设磁路线性，求每相同步电抗的实际值和标幺值。 解：阻抗基值为 因磁路线性，所以励磁电流为5.5A时的空载电动势标幺值为 同步电抗的标幺值为 同步电抗的实际值为 7．同步发电机与电网并联运行的条件是什么？当四个并联条件中的某一个不符合时，会产生什么后果？应采取什么措施使之满足并联条件？ 解：同步发电机与电网并联运行的条件是 相序相同；频率相同；电压幅值相同；电压初相角相同。 当四个条件中的某一个条件不符合时，并网时会产生很大的电流冲击。 相序不同时，应将发电机接至并网开关的任意两根线对调；频率不同时，应调整发电机的转速；电压幅值不同时，应调节发电机的励磁；电压初相角不同时，应通过调节发电机的瞬时转速使转子的相对位置有所变化。8．一台三相隐极同步电机，转子不加励磁以同步速旋转，当把定子绕组接到三相对称的电源U上，绕组中流过的电流为I，忽略电枢电阻，试画出此电机的相量图。说明此时电机是否输出有功功率？输出什么性质的无功功率？ 解：根据公式，由于没有励磁，得 画相量图如右。可见，超前90电角度，因此发电机输出的有功功率为零，发电机输出容性的无功功率。 9．一台汽轮发电机并联于无穷大电网，额定负载时功率角。现在因为故障，电网电压降为60%U，为使角不超过25，应加大励磁使至少变为原先的多少倍？ 解