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1、重庆大学试卷同步电机第 1 页 共 2 页重庆大学电机学（ 1）课堂测验五20112012学年第一学期考试方式：测验日期： 2011.12.30 测验时间：45 分钟题 号一二三四五六七八九十总分得 分一、 单项选择题（每小题2 分，共 20 分）1凸极同步发电机的电抗大小排列顺序为D 。 AqaqdadXXXXX；BXXXXXqaqdad；CXXXXXaddaqq；DXXXXXaqqadd。2当同步发电机的负载减少时，其转速和功率角的变化情况是C 。 A转速不变，功率角增加；B转速下降，功率角下降； C转速不变，功率角下降；D转速增加，功率角增加。 3三相同步发电机稳定运行，外接纯电阻性负载
2、，则该电机的电枢反应性 质为 D 。 A交轴电枢反应；B直轴去磁电枢反应； C直轴增磁与交轴电枢反应；D直轴去磁与交轴电枢反应。 4保持同步发电机的激磁电流不变，增加其有功功率的输出，则激磁电动 势将 B 。 A变大；B不变；C变小；D无法确定。 5凸极同步发电机带感性负载运行，电枢绕组感应的电动势由D 产生。 A转子主极磁动势和直轴电枢磁动势共同； B转子主极磁动势和交轴电枢磁动势共同； C交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同； D转子主极磁动势、交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势共同。 6一台并联于无穷大电网的同步发电机，保持有功功率不变，减小励磁电 流，发现其电枢电流减小，则发动机原来的运行状
3、态为A 。 A过励；B正常励磁；C欠励；D无法确定。7同步补偿机的作用是B 。 A补偿电网电力不足；B改善电网功率因数； C作为用户的备用电源；D作为同步发电机的励磁电源。 8已知一台隐极同步发电机额定运行时的功率因数为0.8(滞后)，定子电流 直轴分量与交轴分量之比为2.8，则该发电机的过载能力最接近于C 。 A1.6；B1.7；C1.8；D1.9。 9一台同步发电机在额定负载时增加励磁电流，则A 。 A电磁功率不变，功率角下降；B电磁功率下降，功率角下降； C电磁功率增加，功率角增加；D电磁功率不变，功率角增加。 10同步电动机带某一负载运行时功率因数为1，在不改变励磁电流的情况 下撤去负
4、载，则此时该电机的电枢电流为B 。 A0； B容性电流； C感性电流； D纯有功电流。二、 填空题（每空 1 分，共 20 分）1同步发电机并网的条件是：(1) 发电机的相序与电网的相序要一致； (2) 发电机的频率应与电网相同；(3) 发电机的激磁电动势应与电网电 压大小相等、相位相同、波形相同。 2同步发电机在过励时向电网发出滞后 无功功率，产生直轴去磁电枢 反应；同步电动机在过励时从电网吸收超前 无功功率，产生直轴增磁 电枢反应。 (超前或滞后；直轴去磁或增磁) 3同步电机功率角的物理意义在时间上为励磁电动势与电压夹角； 在空间上为主极轴线与气隙合成磁场轴线夹角。 4 在不考虑磁路饱和的
5、情况下， 如增加转速，则同步发电机空载电压增大 ； 如增加励磁电流，则空载电压增大。如励磁电流增加10%，而速度 减小 10%，则同步发电机的空载电压不变。(减小、不变或增加 ) 5一台同步电动机拖动一恒转矩负载，额定运行时的功率因数为0.8(超前)， 在其他条件不变的情况下增大励磁电流，则带来以下变化：电机的电枢 电流增大，电磁转矩不变，激磁电动势增大，功率因数减 小 。(减小、不变或增加 ) 6某公司电力设备的总功率为6000kW，cos=0.75(滞后)。由于发展需要 增添一台 1500kW 的同步电动机，并使系统的功率因数提高到0.8(滞后)， 则该同步电动机吸收(吸收或发出 )的无功
6、功率为333.5 kVar ；功 率因数为0.9798 ；容量为1531 kVA。学院电气工程学院专业、班年级学号姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密重庆大学试卷同步电机第 2 页 共 2 页三、 简答题（共 24 分）1试述直轴同步电抗和交轴同步电抗的意义。（8 分）答：在凸极同步电机中， 由于气隙不均匀为了计算方便，将电枢磁动势aF 分解为adF和aqF ，分别除以直轴磁阻和交轴磁阻，可得到ad和aq，它们分别在定子绕组感应电动势adE和aqE，写成电抗压降形式，即addadXI jE，aqqaqXI jE和分别称为直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗，它们分别反映出上述直 轴和
7、交轴电枢反应磁通的强弱。直轴同步电抗为XXXadd交轴同步电抗为XXXadddX 和qX 表征了当对称三相直轴或交轴电流每相为A1时， 三相总磁场在电枢绕组中每相感应的电动势。 2并联于无穷大电网的汽轮发电机，忽略定子电阻，在正常励磁时得到的 相量图如下所示。 (1)保持有功功率不变，试画出发动机在欠励情况下的 相量图； (2)保持励磁电流不变，试画出增加有功功率时的相量图。（16 分）0EsXI jUI答：(1)保持有功功率不变，则Pe、P2不变。要保持sin0seXUEmP不变；cos2mUIP不变；由于相数m、Xs与 U 不变，则 E0sin与cosI不变。在欠励情况下，励磁电流减小，E
8、0减小，从而画出下图：0EsXI jUI 0EIsXI j(2) 保持励磁电流不变， 则激磁电动势 E0大小不变，即 E0轨迹应在一个圆上。 增加有功功率，功率角增加，从而画出下图：0EsXI jUI I 0EsXIj 四、 计算题（共 36 分）一台隐极同步发动机， X*s=1， R*a=0， 接在 U*N=1 的电网上，运行工况为 I*N=1、 cosN=0.8(滞后)。试求额定情况下： (1)内功率因数角 0N(4 分)；(2)功率角 N(4 分)；(3)激磁电动势 E* 0N(4 分)；(4)电磁功率 P* eN(4 分)；(5)最大电磁功 率 P*eN(max)(4 分)；(6)过载
9、能力 kp(4 分)。当电网电压下降为U*=0.7 时，为了 维持有功功率不变，并使功率角保持在不大于300的范围内，试求： (7)激磁 电动势 E*0(4 分)；(8)电枢电流 I*(4 分)；(9)功率因数 cos(4 分)。重庆大学试卷同步电机第 3 页 共 2 页解：sXI jN 0NUNIN0E(1)0 * N* N* N 043.638.01116. 01arctancossinarctanNsN NUXIU(4 分) (2) 087.368. 0arccosN000 N056.2687.3643.63NN(4 分) (3)789.143.63sin1156.26cos1sinco
10、s00N0* NN* N0sNXIUE（4 分）(4) 8 .056.26sin11789. 1sin0 N* NN0seNXUEP(4 分) 另解：8. 08. 011cosN* N* N2IUPPNeN(5) sin0seXUEP，取最大值时1sinm，m=900。则789. 10 (max) seNXUEP(4 分) (6) 236. 256.26sin1 sin1(max)NNe pPPk(4 分) (7)保持有功功率不变，则sin0seXUEP不变、cos2IUP不变。当电网电压为 U*=0.7时，为确保 不大于 300，则有：CXUEXUEPNNNsinsins0s0* e所以：285.2 30sin7.056.26sin1789.1sinsin00 0 0UUEENNN(4 分) (8)-(9)两问sXIjU I0E由向量图知：sincos0sXIUE则：2789.17 .030cos285.2cossin0 0UEI（I）又由于：CIUIUPN* N* N2coscos则：1429.1 7 .08 .011coscosUIUINNN（II）由上述（ I） 、 （II）两式可得：119. 11429. 12789. 1 cossintanII所以：功率因数 cos=0.6663 (4 分) 7153.16663.01429.1I(4 分)
