機電機拖動(張廣溢)習題答案

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1、第七章同步電機7-1什么叫同步電機？一臺的同步電機，其極數(shù)是多少？答（1）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速恒等于定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速的電機稱為同步電機，其感應(yīng)電動勢的頻率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是：，當電機的磁極對數(shù)一定時，，即：頻率與轉(zhuǎn)速之間保持嚴格不變的關(guān)系。（2）一臺的同步電機，其極數(shù)是24。7-2汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機的主要結(jié)構(gòu)特點是什么？答汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機的主要結(jié)構(gòu)特點是：汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速高、極數(shù)少，其轉(zhuǎn)子一般采用隱極式結(jié)構(gòu)，氣隙均勻分布，機身比較細長；水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速低、極數(shù)多，其轉(zhuǎn)子一般采用凸極式結(jié)構(gòu)，氣隙不均勻，直徑

2、大，長度短。7-3同步電機在對稱負載下運行時，氣隙磁場由哪些磁勢建立？它們各有什么特點？答（1）同步電機在對稱負載下運行時，除轉(zhuǎn)子磁勢外，定子三相電流也產(chǎn)生電樞磁勢。電樞磁勢的存在，會使氣隙中磁場的大小及位置發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱之為電樞反應(yīng)。此時，氣隙中的磁場是由轉(zhuǎn)子磁場和電樞反應(yīng)磁場共同產(chǎn)生的。（2）它們的特點如下：電樞反應(yīng)磁動勢是交流勵磁，勵磁磁動勢是直流勵磁；基波波形大小位置轉(zhuǎn)速勵磁磁動勢正弦波恒定不變，由勵磁電流大小決定由轉(zhuǎn)子位置決定由原動機的轉(zhuǎn)速決定（根據(jù)、）電樞反應(yīng)磁動勢正弦波恒定不變，由電

3、樞電流大小決定由電樞電流的瞬時值決定由電流的頻率和磁極對數(shù)決定7-4同步發(fā)電機的內(nèi)功率因數(shù)角由什么因數(shù)決定的？答同步發(fā)電機的內(nèi)功率因數(shù)角既與負載阻抗的性質(zhì)和大小有關(guān)，又與發(fā)電機本身的參數(shù)有關(guān)。①當負載阻抗為時，總阻抗，則角在范圍內(nèi)；②當負載阻抗為時，總阻抗，則；③當負載阻抗為時，總阻抗，則；當負載阻抗為時，總阻抗，。7-5什么是同步電機的電樞反應(yīng)，電樞反應(yīng)的性質(zhì)決定于什么？答同步電機在空載時，定子電流為零，氣隙中僅存在著轉(zhuǎn)子磁勢。同步電機在負載時，隨著電樞磁勢的產(chǎn)生，使氣隙中的磁勢從空載時的磁勢改變?yōu)樨?/p>

4、載時的合成磁勢。因此，電樞磁勢的存在，將使氣隙中磁場的大小及位置發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱之為電樞反應(yīng)。同步發(fā)電機的電樞反應(yīng)的性質(zhì)主要決定于空載電勢和負載電流之間的夾角，亦即決定于負載的性質(zhì)。當和同相位，即：為交軸電樞反應(yīng)；當滯后電角度，即：為直軸去磁電樞磁勢；當超前電角度，即13：為直軸增磁電樞磁勢；當任意角度時，即一般情況下：當：產(chǎn)生直軸去磁電樞磁勢和交軸電樞磁勢，當：產(chǎn)生直軸增磁電樞磁勢和交軸電樞磁勢。7-6為什么說同步電抗是與三相有關(guān)的電抗，而它的數(shù)值又是每相值？答同步電抗是由電樞反應(yīng)電抗和漏電抗兩部

5、分組成，分別對應(yīng)于定子電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁通和定子漏磁通。電樞反應(yīng)電抗綜合反映了三相對稱電樞電流所產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場對于一相的影響，它等于電樞反應(yīng)磁場在一相中感應(yīng)的電動勢與相電流的比值。所以說同步電抗是與三相有關(guān)的電抗，而它的數(shù)值又是每相值。7-7隱極電機和凸極電機的同步電抗有何異同？答對于隱極電機而言，氣隙均勻，電樞反應(yīng)磁通為不論作用在什么位置所遇到的磁阻相同，其在定子繞組感應(yīng)電勢所對應(yīng)的電抗，與定子漏磁通感應(yīng)電勢所對應(yīng)的電抗之和，即=+稱為隱極同步電機的同步電抗。對于凸極電機而言，直軸及交軸上氣隙是

6、不相等的，所以將電樞反應(yīng)磁勢分解為直軸和交軸分量，其相應(yīng)的電抗分別為直軸和交軸電樞反應(yīng)電抗，和定子漏抗相加，便可以得到直軸同步電抗和交軸同步電抗，即在直軸磁路上，由于氣隙小，磁阻小，所以較大。在交軸磁路上，由于氣隙很大，磁阻大，所以較小，因此有，。由于磁路飽和的影響，所以、和的大小是隨著磁路飽和程度的改變而改變的。7-8測定發(fā)電機短路特性時，如果電機轉(zhuǎn)速由額定值降為原來的一半，對測量結(jié)果有何影響？答由于和都與轉(zhuǎn)速成正比的關(guān)系，而電樞電阻與轉(zhuǎn)速無關(guān)，在電機轉(zhuǎn)速為額定值測量時，由于很小，可以忽略不計。如果電

7、機轉(zhuǎn)速由額定值降為原來的一半時，則在電動勢方程式中所占的比例將會增大，不能忽略不計，使測量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。7-9為什么同步電機穩(wěn)態(tài)對稱短路電流不太大，而變壓器的穩(wěn)態(tài)對稱短路電流值卻很大？答由于同步電機穩(wěn)態(tài)對稱短路電流是由同步電抗或限制的。同步電抗是由電樞反應(yīng)電抗和漏電抗兩部分組成，電樞反應(yīng)電抗或與異步電機的勵磁電抗相似，是對應(yīng)主磁路磁化性能的參數(shù)，其值很大（左右），所以同步電機穩(wěn)態(tài)對稱短路電流不大。而變壓器的穩(wěn)態(tài)對稱短路電流由變壓器的漏阻抗限制的。變壓器漏電抗是對應(yīng)漏磁路磁化性能的參數(shù)，其值很小（左右

8、），因此變壓器的穩(wěn)態(tài)對稱短路電流值卻很大。7-10如何通過試驗來求取同步電抗的飽和值與不飽和值？答1)由開路特性的不飽和段及短路特性求取同步電抗或的不飽和值132）或的飽和值可以按下述方法近似求得。在開路特性上找出對應(yīng)于額定電壓下的勵磁電流，再從短路特性上找出與該勵磁電流對應(yīng)的短路電流，則3）利用開路特性和零功率因數(shù)特性，可以求得同步電抗的飽和值。以對應(yīng)于零功率因數(shù)特性上點C作為電機磁路的飽和程度。過O、A作直線，與KC延長線交于T點。從圖