電機(jī)學(xué)習(xí)題集1概論習(xí)題一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁力一思考題1變壓器

1、電機(jī)學(xué)習(xí)題集1 概論習(xí)題一 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁力一、思考題1. 變壓器電動(dòng)勢(shì)、運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)、自感電動(dòng)勢(shì)和互感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關(guān)？2. 自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)?有兩個(gè)匝數(shù)相等的線圈，一個(gè)繞在閉合鐵心上，一個(gè)繞在木質(zhì)材料上，哪一個(gè)的自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個(gè)是變數(shù)，隨什么原因變？3. 在圖1中，黨給原線圈外加正弦電壓u1時(shí)，線圈內(nèi)要感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（1）當(dāng)電流i1按圖1中方向減小時(shí)，標(biāo)出此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)際方向。（2）如果i1在鐵心中建立的磁通=msint，副線圈咂數(shù)是2，試求副線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的計(jì)算公式。（用頻率f1副邊匝數(shù)2和磁通最大值m表示）。圖14. 電磁感應(yīng)定

2、律有時(shí)寫成e=-，有時(shí)寫成e=-，有時(shí)寫成e=-。這三種表示法之間有什么差別？從一種寫法改為另一種寫法需要什么附加條件？在什么情況下把電磁感應(yīng)定律寫成e=？是分析說(shuō)明之。5. 如圖2所示，磁通限定在虛線所圍的范圍內(nèi)，“+”表示磁力線垂直進(jìn)入紙面，在圖示各種情況下，導(dǎo)電環(huán)移動(dòng)到虛線位置時(shí)，試問(wèn)在運(yùn)動(dòng)時(shí)環(huán)內(nèi)是否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，若有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是確定其方向。圖2二、計(jì)算題1. 設(shè)有100匝長(zhǎng)方形線框，如圖3所示，線框尺寸為a=0.1m，b=0.2m，線圈在均勻磁場(chǎng)中環(huán)繞著連接場(chǎng)邊中心點(diǎn)的軸線以均勻轉(zhuǎn)速n=1000r/min旋轉(zhuǎn)。均勻磁場(chǎng)的磁密b=0.8t，試求：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間表達(dá)式；（

3、2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值及出現(xiàn)最大值的位置；（3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值。2. 線圈匝數(shù)尺寸同圖3，位于均勻的恒定磁場(chǎng)中，磁通密度b=0.8t，設(shè)在線圈中通以10安電流且按順時(shí)針流動(dòng)，求：（1）當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時(shí)，線圈各邊所受的力是多少？作用的方向如何？作用在該線圈上的轉(zhuǎn)矩為多少？（2）當(dāng)線圈平面與磁力線平行時(shí)，線圈各邊所受的力是多少？作用的方向如何？作用在該線圈上的轉(zhuǎn)矩為多少？（3）線圈受轉(zhuǎn)矩后便要轉(zhuǎn)動(dòng)，試求線圈在不同位置時(shí)轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。圖33. the linear motor shown in fig.4 consists of a movable conductor that main

4、tains electrical contact with the stationary u-spaped conductor of infinite length, whose sides are separated by 0.5m and enclose uniform magnetic field of 0.8t. a current generator maintains a constant current in the closed loop. after an accelerating period a force of 10n maintains a 10m/s steady-

5、state velocity of the moving conductor.(a) what is the magnitude of the current?(b) what voltage is induced in the closed loop?圖4習(xí)題二 磁路計(jì)算一、思考題1 .試比較磁路和電路的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)，并敘述磁路計(jì)算的一般方法。2. 電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成，這種材料有哪些主要特性。二、計(jì)算題1. 一鐵環(huán)的平均半徑為0.3m，鐵環(huán)的橫截面積為一直徑等于0.05m的圓形，在鐵環(huán)上繞有線圈，當(dāng)線圈中的電流為5a時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生的磁通為0.003wb，試求線圈應(yīng)有的匝

6、數(shù)。鐵環(huán)所用的材料為鑄鐵，其磁化曲線有如下數(shù)據(jù)：h100()510203040506080110b0.1(t)611.013.614.815.516.016.417.217.3h100()140180250b0.1(t)18.318.819.52. 對(duì)于圖5，如果鐵心用硅鋼片疊成，截面積ac=12.250.0001 ，填充系數(shù)k=0.92，鐵心的平均長(zhǎng)度lc=0.4m，空氣隙=0.50.001m，線圈的匝數(shù)為600匝。試求產(chǎn)生磁通=110.0001wb時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流。（不考慮氣隙的邊緣效應(yīng)） d23硅鋼片磁化曲線數(shù)據(jù)如下(50hz0.5mm厚)b(t)0.50.60.70.80.

7、91.01.11.21.31.41.51.6h100 ()1.581.812.102.503.063.834.936.528.9012.620.137.8圖53. 已知磁路如圖6所示，材料是d11硅鋼片，（填充系數(shù)k=0.92），若線圈接在220v，50hz的交流電源上，線圈匝數(shù)w=200匝，求勵(lì)磁電流。（忽略線圈電阻的漏磁）d11硅鋼片磁化曲線數(shù)據(jù)如下：b0.1(t)51011121314h100()1.23.64.66811.2b0.1(t)1516171819h100()173058100165圖6 變壓器習(xí)題三 變壓器的空載運(yùn)行一、思考題1. 變壓器原、副邊電壓、電動(dòng)勢(shì)正方向如圖7a所

8、示，設(shè)變比k=2，原邊電壓u1波形如圖7b所示，畫出e1、e2、和u2的時(shí)間波形，并用向量圖表示e1、e2、u2和u1的關(guān)系（忽略漏阻抗壓降）。 (a) (b)圖72. 圖8a和b中的u、i、e等量的規(guī)定正方向不同，是分別寫出兩圖中變壓器原、副方的電壓平衡方程式。 (a) (b)圖83. 圖7a中所標(biāo)的正方向符合關(guān)系式e=-，是問(wèn)當(dāng)主磁通在(t)增加時(shí)e1和e2的瞬時(shí)方向如何？減小時(shí)又如何？二、計(jì)算題1 某三相變壓器sn=5000kva，u1n/u2n=10/6.3kv，y，d聯(lián)結(jié)，試求原、副方的額定電流。2 設(shè)有一500 kva、50hz三相變壓器，10000/400v，d，yn聯(lián)結(jié)，忽略漏

9、阻抗壓降，試求：原方額定線電流及相電流，副方額定線電流；如原方每相擾組有960匝，文副方每相繞組有幾匝？每匝的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？如鐵心中磁密最大值為1.4t，求鐵心截面積；如在額定運(yùn)行情況下繞組中電流密度為3a/，求原、副繞組各應(yīng)有的導(dǎo)線截面積。3 變壓器銘牌數(shù)據(jù)為sn=100kva，u1n/u2n=6300/400v，y，yn聯(lián)結(jié)，如電壓由6300v改為10000v，假定用改換高壓繞組的辦法來(lái)滿足電源電壓的改變，若保持低壓繞組匝數(shù)每相為40匝不變，則新的高壓繞組每相匝數(shù)應(yīng)改為多少？如不改變會(huì)有什么后果？習(xí)題四 變壓器的空載運(yùn)行一、思考題1. 試述激磁阻抗zm=rm+jxm的物理意義。磁路飽和

10、與否對(duì)xm和rm有何影響？為什么要求xm大、rm?。繛榱耸箈m大、rm小，變壓器鐵心應(yīng)該用什么材料制造？rm能用伏安法測(cè)量嗎？2. 變壓器空載時(shí)，一方加額定電壓，雖然線圈電阻很小，電流仍然很小，為什么？3. 一臺(tái)50hz的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問(wèn)此時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副方開(kāi)路和短路對(duì)原方電流的大小有無(wú)影響（均不考慮暫態(tài)過(guò)程）？4. 變壓器的額定電壓為220/110v，若不慎將低壓方誤接到220v電源上，試問(wèn)勵(lì)磁電流將會(huì)發(fā)生什么變化？變壓器將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？二、計(jì)算題1 單相變壓器電壓為220/110v，設(shè)高壓側(cè)加220v電壓，空載激磁電流為i0，主磁通為0。若

11、xa聯(lián)在一起，在ax端加電壓330v，問(wèn)此時(shí)激磁電流多大？若x、x聯(lián)接在一起，在aa端加電壓110v，問(wèn)激磁電流和主磁通又為多大？（見(jiàn)圖9）圖92 將一臺(tái)1000匝鐵心線圈接到110v50hz的交流電源上，由安培表和瓦特表的讀數(shù)可得知i1=0.5a，p1=10w；把鐵心取出后電流和功率就變?yōu)?00a和10000w，設(shè)不計(jì)漏磁，試求：（1）兩種情況下的參數(shù)，等效電路和向量圖；（2）有鐵心時(shí)的磁化電流和鐵耗電流，無(wú)鐵心時(shí)的無(wú)功電流和有功電流；（3）二種情況下磁通的最大值。習(xí)題五 變壓器的負(fù)載運(yùn)行一、思考題1 若規(guī)定變壓器電壓、電動(dòng)勢(shì)、電流和磁通的正方向如圖10所示。（1）寫出變壓器的基本方程式；（

12、2）若副邊帶電容負(fù)載，畫出相量圖。圖102 變壓器副方加電阻、電感或電容負(fù)載時(shí)，從原方輸入的無(wú)功功率有何不同？為什么？3 變壓器副方加電感性負(fù)載及電容性負(fù)載時(shí)，副方電壓有何不同？副方電壓在什么情況下才會(huì)高于空載值？二、計(jì)算題1、 兩臺(tái)變壓器的數(shù)據(jù)如下：第一臺(tái)：1kva,240/120v,歸算到高壓邊短路阻抗為4。第二臺(tái)：1kva,120/24v, 歸算到高壓邊短路阻抗為1?，F(xiàn)將它們按圖11聯(lián)結(jié)，再接于240v交流電源作連續(xù)降壓，忽略勵(lì)磁電流。（1）所接負(fù)載為zl=10+j ，求各級(jí)電壓和電流的大??；（2）若負(fù)載邊短路，求各級(jí)電壓和電流。圖112 一臺(tái)20kva的單相變壓器，原方額定電壓2400

13、v，副方有兩個(gè)獨(dú)立線圈，分別按圖12（a）、（b）、（c）、（d）接負(fù)載，其中箭頭表示線圈兩端的電壓相量。試求：（a）、（b）、（c）、（d）圖各線圈中的電流值；（忽略漏阻抗和激磁電流，圖中負(fù)載電阻單位為歐姆）。(a) (b)(c) (d)圖123 變壓器原、副邊匝數(shù)比/=3.5/1.5，已知i1=10sinta，寫出圖13（a）、（b）兩種情況下副邊電流i2的表達(dá)式（忽略激磁電流）。圖13習(xí)題六 變壓器的負(fù)載運(yùn)行一 思考題 1 何謂標(biāo)幺值？在變壓器中如何選區(qū)基準(zhǔn)值？選額定制作為標(biāo)值有什么好處？工程分析計(jì)算為什么常用標(biāo)幺值？2 變壓器的電壓調(diào)整率與阻抗電壓有什么聯(lián)系？阻抗電壓的大小決定與那些因

14、素？其大小對(duì)變壓器有什么影響？3 一臺(tái)額定頻率60的電力變壓器，接于50，電壓為變壓器額定電壓的5/6倍的電網(wǎng)上運(yùn)行，試問(wèn)此時(shí)變壓器的磁飽和程度、激磁電流、激磁阻抗、漏電抗以及鐵耗等的實(shí)際值和標(biāo)幺值于原設(shè)計(jì)值是否相同？4 鐵耗合銅耗相等的變壓器效率最高，但在設(shè)計(jì)時(shí)常是鐵耗遠(yuǎn)小于額定電流下的銅耗，例如鐵耗為銅耗的1/3，這是為什么？二、計(jì)算題1 三相變壓器的額定容量=750kva，額定電壓，y,d聯(lián)結(jié)，在低壓邊做空載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：電壓，電流，空載損耗。在高壓邊做短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：電壓，電流，短路損耗。求變壓器參數(shù)的實(shí)際值和標(biāo)幺值，畫出t型等效電路（假設(shè)漏阻抗，其中電阻和電抗，實(shí)驗(yàn)室室溫）。求出滿

15、載且（滯后）時(shí)的電壓調(diào)整率。2 三相變壓器的額定容量，額定電壓，聯(lián)結(jié)，空載損耗和短路損耗，求： （1）當(dāng)輸出電流,（滯后）時(shí)的效率；（2）效率最大時(shí)的負(fù)載系數(shù)。3一臺(tái)三相壓器，連接。（1）求短路參數(shù)及阻抗電壓的有功和無(wú)功分量； （2）做滿載且（滯后）的簡(jiǎn)化向量圖；（3）計(jì)算按（2）運(yùn)行時(shí)副方電壓及。習(xí)題七 三相變壓器1 根據(jù)圖14接線圖，按電勢(shì)位形圖定出聯(lián)結(jié)組別； 圖142 根據(jù)下列聯(lián)結(jié)組別按電勢(shì)位形圖畫出接線圖：（1）y,y2（2）y,d5（3）d,y1（4）y,y83 設(shè)有一臺(tái)y,y5聯(lián)結(jié)的三相鐵心式變壓器，原方線電壓與副方線電壓之間的變比為k，設(shè)把原繞組的a點(diǎn)與副繞組的a點(diǎn)相接，然后把外

16、電源合閘。試證明在bb間測(cè)得的電壓為： =3 設(shè)三相鐵心式變壓器的繞組標(biāo)志如圖15，現(xiàn)把原繞組接成星形，副繞組接成三角形，如每一鐵柱上原、副繞組之間的變比為k，問(wèn)線電壓間的變比為多少？由于副方個(gè)繞組聯(lián)結(jié)的不同，實(shí)際上可得兩種不同的y,d聯(lián)結(jié)法，試為每種聯(lián)結(jié)法畫接線圖，并證明若一種聯(lián)結(jié)法為y,d11，另一種為y,d1。圖155 y,d接法的三相變壓器原邊加上額定電壓，將副邊的三角接開(kāi)路，用伏特計(jì)量測(cè)開(kāi)口處的電壓，再將三角形連接閉合，用安培計(jì)量測(cè)回路電流，試問(wèn)在三相變壓器組和三鐵心柱變壓器中各次量測(cè)電壓，電流的大小有何不同？為什么？6 figure 16 shows a d,d bank of 2

17、400:240-volt transforms. the second aries ab,bc,ca havecenter taps p,q,r. neglect leakage-impedance voltage drops, and assumed rated primary impressed voltage. with secondary voltage vab as reference phasor draw a phasor diagram showing voltage ab,bc,ca,pq,qr,rp,ap,bp,cp. find the magnitudes of thes

18、e voltages.(a) (b)圖16習(xí)題八一、思考題1 試述變壓器的正序、負(fù)序、零序阻抗的物理意義？為什么變壓器的正序阻抗和負(fù)序阻抗值相等？變壓器零序阻抗的大小與什么因素有關(guān)？2 如何測(cè)定變壓器的零序阻抗？若變壓器線圈的接法和鐵心結(jié)構(gòu)如下，試分析測(cè)得的零序阻抗的大??？（1）三相心式變壓器y,y聯(lián)結(jié)；（2）三相變壓器組，y,y聯(lián)結(jié)；（3）三相變壓器組，d,y聯(lián)結(jié)。3 為什么三相變壓器組不宜用y,yn聯(lián)結(jié)，而三相心式變壓器卻可以采用y,yn聯(lián)結(jié)？二、計(jì)算題1 將不對(duì)稱系統(tǒng)分解成對(duì)稱分量。已知：（1）三相不對(duì)稱電流=200a，=200a，=200a；（2）三相不對(duì)稱電壓=220v，=220v，

19、=0v。2 y,yn0聯(lián)結(jié)，已知原邊對(duì)稱相電壓、及參數(shù)。當(dāng)?shù)蛪哼卋和c之間短路，試求原副邊每相電壓與電流。（圖17）圖173，d,y1聯(lián)結(jié)，已知原邊對(duì)稱電壓、及參數(shù)。當(dāng)?shù)蛪哼叄ǜ边叄゜和c與其中點(diǎn)之間短路，試求原副邊的每相的電壓與電流以及中線電流。（圖18）圖18習(xí)題九一、思考題1 為什么三繞組變壓器副邊一個(gè)繞組的負(fù)載變化對(duì)另一個(gè)副繞組的端電壓會(huì)產(chǎn)生影響？在升壓變壓器中，為什么把低壓繞組放在高壓繞組與中壓繞組之間，可以減小這種影響？2 三繞組變壓器副邊額定容量之和為什么可以比原邊的大？3 三繞組變壓器的兩個(gè)副邊繞組均短路，原繞組接到額定電壓的電源上。試問(wèn)這時(shí)如何計(jì)算三個(gè)繞組的短路電流？4 自耦

20、變壓器的繞組容量（即計(jì)算容量）為什么小于變壓器額定容量？容量是如何傳遞的？這種變壓器最適合的變比范圍是多大？5 與普通變壓器相比，自耦變壓器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？6 使用電流互感器和電壓互感器時(shí)，必須注意些什么？二、計(jì)算題1 單相三繞組變壓器電壓為：高壓側(cè)100kv，中壓側(cè)20kv，低壓側(cè)10kv。在中壓側(cè)帶上功率因數(shù)為0.8（滯后），10000kva的負(fù)載，在低壓側(cè)帶上6000kva的進(jìn)相無(wú)功功率（電容負(fù)載）時(shí)，求高壓側(cè)的電流（不考慮變壓器的等效漏阻抗及激磁電流）。2 有一臺(tái)三相變壓器，銘牌數(shù)據(jù)為：=31500kva, /=400/110kv,y,yn0聯(lián)結(jié)，=14.9%，空載損耗=105kw，短路

21、損耗=205kw，改裝前后的線路如圖19（a）（b）所示。求：(1)改為自耦變壓器后的總?cè)萘考半姶湃萘總鲗?dǎo)容量，改裝后變壓器增加了多少容量？(2)改為自耦變壓器后，在額定負(fù)載及cos=0.8（滯后）時(shí)，效率比未改前提高了多少？改為自耦變壓器后在額定電壓時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流是改裝前的穩(wěn)態(tài)短路電流（也是在額定電壓下）多少倍？上述的改裝前后穩(wěn)態(tài)短路電流各為其額定電流的多少倍？ 圖193 for testing equipment with high voltage and current ratings instrument transformers normally are used to step d

22、own actual quantities and allow reading on 150v and 5a meters. for the short circuit test on a transformer, the connection of instruments and instrument transformers is shown in fig. 20. the turns ratio of the potential transformer(pt) is 10:1 and the current transformer(ct) is 150:1. the instrument

23、 reading during the test conducted on the primary side are 105.8v, 4.9a, and 33.3w. find (equivalent impedance on the primary side) req and xeq.圖20習(xí)題十 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行一、思考題 1 并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，若短路阻抗的標(biāo)幺值或變比不相等，試問(wèn)將會(huì)出現(xiàn)什么情況？如果各變壓器的容量不相等，那么以上二量對(duì)容量大些的變壓器，是大些還是小些好？為什么？2 兩臺(tái)三相變壓器組并聯(lián)運(yùn)行。由于原邊輸電線電壓升高一倍（由3300v升為6600v），為了臨時(shí)供電，利用兩臺(tái)

24、原有變壓器，將原邊繞組串聯(lián)，接到輸電線上，副邊仍并聯(lián)供電。如果兩臺(tái)變壓器的激磁電流相差一倍，副邊并聯(lián)時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)很大的平衡電流？為什么？3 兩臺(tái)三相變壓器，組號(hào)分別為y，d11，和y，d5，變比相等試問(wèn)能否經(jīng)過(guò)適當(dāng)改變標(biāo)號(hào)進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。若可行，應(yīng)如何改變其標(biāo)號(hào)。（內(nèi)部接線不改）二、計(jì)算題1 如圖所示，將一臺(tái)，y聯(lián)結(jié)的三相心式變壓器和一臺(tái)，d聯(lián)結(jié)的三相心式變壓器高壓邊接到同一電網(wǎng)上，線電壓比均為6000/400，試問(wèn)：(1) 這兩臺(tái)變壓器各是什么聯(lián)結(jié)組號(hào)？(2) 如將兩臺(tái)變壓器的副邊和端點(diǎn)連在一起，試問(wèn)和端電壓各為多少？ 圖212. 某變電所共有三臺(tái)變壓器，其數(shù)據(jù)如下：（a）=3200kva，

25、=kv，=6.9%；(b) =5600 kva，= kv，=7.5%；(c) =3200 kva， = kv，=7.6%；變壓器均為y，yn0聯(lián)結(jié)，求：（1）變壓器a 與變壓器b并聯(lián)輸出總負(fù)載為8000 kva時(shí)，每臺(tái)變壓器分擔(dān)多少負(fù)載？（2）三臺(tái)變壓器一起并聯(lián)時(shí)，求輸出的最大總負(fù)載？注意不許任何一臺(tái)變壓器過(guò)載。3.某工廠由于生產(chǎn)發(fā)展，用電量由500kva增為800kva。 原有變壓器=5600kva, =v，y,yn0聯(lián)結(jié)，=6.5%，今有三臺(tái)備用變壓器數(shù)據(jù)如下：（a）=320kva， =kv，y，yn0聯(lián)結(jié)，=5%；(b) =240 kva，=kv，y，yn0聯(lián)結(jié)，=6.5%；(c) =3

26、200kva，=kv，y，yn0聯(lián)結(jié)，=6.5%；試計(jì)算說(shuō)明在不允許變壓器過(guò)載情況下，選哪一臺(tái)運(yùn)行恰當(dāng)？如負(fù)載增加后需用三臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，選兩臺(tái)變比相等的與已有的一臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，問(wèn)最大總負(fù)載容量可能是多少？哪能一臺(tái)變壓器最先滿載？ 同步電機(jī)習(xí)題十一 交流繞組的電動(dòng)勢(shì)一、思考題1 試求電機(jī)轉(zhuǎn)子表面勵(lì)磁氣隙磁密分布的波形是怎樣的？轉(zhuǎn)子表面某一點(diǎn)的氣隙磁密大小隨時(shí)間變化嗎？定子表面某一點(diǎn)的氣隙磁密隨時(shí)間變化嗎？2 定子表面在空間相距電角度的兩根導(dǎo)體，它們的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與相位有何關(guān)系？二、計(jì)算題1 試求一臺(tái)f=50 hz，n=3000r/min的汽輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)為多少？一臺(tái)f=50 hz，2p=11

27、0的水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為多少？2 已知圖22所示同步電機(jī)的氣隙磁密分布為： =1，3，5，導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度為l，切割磁通的線速度為v，求：（1）在t=0時(shí)，處于坐標(biāo)原點(diǎn)的導(dǎo)體及離坐標(biāo)原點(diǎn)為1處的導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式=f（t）及=f（t）；（2）分別畫出兩導(dǎo)體中的基波電動(dòng)勢(shì)相量及三次諧波電動(dòng)勢(shì)相量。圖223 有一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，定子槽數(shù)z=36，極樹(shù)2p=4，如圖23所示，若已知第一槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基波瞬時(shí)值為，分別寫出第2槽，第10槽，第19槽，28槽和第36槽中導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基波瞬時(shí)值的表達(dá)式，并寫出相應(yīng)的基波電動(dòng)勢(shì)相量。圖234 已知條件同第二題，求：（1）t=0時(shí)，離坐標(biāo)原點(diǎn)

28、為（+）電角度的導(dǎo)體i中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=f（t）的表達(dá)式，及離坐標(biāo)原點(diǎn)為（-）的導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=f（t）的表達(dá)式（見(jiàn)圖24）。（2）把導(dǎo)體和組成的一匝線圈，寫出=f（t）。（3）畫出導(dǎo)體、線匝基波電動(dòng)勢(shì)相量圖。圖245 試由導(dǎo)出上題一匝線圈的基波電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。習(xí)題十二 交流繞組及其電動(dòng)勢(shì)一、思考題1 何謂相帶?在三相電機(jī)中為什么常用相帶繞組而不用繞組?2 試述雙層繞組的優(yōu)點(diǎn),為什么現(xiàn)代大,中型交流電機(jī)大多采用雙層繞組?3 同步發(fā)電機(jī)中采用分布和短距繞組為什么能減少或消除電動(dòng)勢(shì)中的高次諧波?為了消除電動(dòng)勢(shì)中的5次諧波,繞組的節(jié)距應(yīng)選為多少?為什么分布因數(shù)總小于1,節(jié)距因數(shù)呢?節(jié)距 的繞組節(jié)距因數(shù)

29、會(huì)不會(huì)大于1?4 為什么相帶a與相帶x的線圈串聯(lián)時(shí)必須反向連接,不這樣會(huì)引起什么后果?二、計(jì)算題1 已知一個(gè)線圈的兩個(gè)邊感應(yīng)的基波分別為和,求這個(gè)線圈的基波節(jié)距因數(shù)和基波電動(dòng)勢(shì)的大小.2 一交流繞組z=36,2p=4, =3,a=2,=100匝,單層繞組,定子內(nèi)徑d=0.15m,鐵心長(zhǎng)=0.1m,y接法,=50,氣隙磁密分布為 .(1)作出繞組展開(kāi)圖(交叉式)；(2)求每根導(dǎo)體的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)求一相繞組的(a相)電動(dòng)勢(shì)的有效值。(4)求相電動(dòng)勢(shì)和線電動(dòng)勢(shì)的有效值。3 有一三相同步發(fā)電機(jī)2p=2,3000r/min,電樞的總槽數(shù)z=30,繞組為雙層繞組,每相的總串聯(lián)匝數(shù)=20,氣隙基波磁通

30、=1,505,試求:(1)基波電動(dòng)勢(shì)的頻率,整距時(shí)基波的繞組因數(shù)和相電動(dòng)勢(shì)?(2)整距時(shí)五字寫撥繞組的因數(shù);(3)如要消除五次寫撥,繞組的節(jié)距應(yīng)選多少?此時(shí)基波電動(dòng)勢(shì)變?yōu)槎嗌?(4)作出消除五次寫撥電動(dòng)勢(shì)的繞組展開(kāi)圖.4 已知相數(shù)m=3,極對(duì)數(shù)p=2,每極每相槽數(shù)q=1,線圈節(jié)距為整距.（1）畫出并聯(lián)支路a=1,2和4三種情況的雙層繞組展開(kāi)圖;（2）若每槽有兩根導(dǎo)線,每跟導(dǎo)線產(chǎn)生一伏的基波電動(dòng)勢(shì)(有效值),以上的繞組每相能產(chǎn)生多大的基波電動(dòng)勢(shì).（3）五次諧波磁密在每根導(dǎo)線上感應(yīng)0,2伏(有效值)電動(dòng)勢(shì),以上繞組每相能產(chǎn)生多大的五次諧波電動(dòng)勢(shì).習(xí)題十三 交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、思考題 1 為什么說(shuō)交

31、流繞組所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)既是空間函數(shù)，又是時(shí)間函數(shù)，試用單相整距集中繞組的磁動(dòng)勢(shì)來(lái)說(shuō)明。2 磁動(dòng)勢(shì)相加為什么能用矢量來(lái)運(yùn)算，有什么條件？3 單相交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)具有哪些性質(zhì)？二、計(jì)算題1 一臺(tái)兩極電機(jī)中一個(gè)100匝的整距線圈.（1）若通入正弦電流i=5sint a,試求出基波和三次諧波脈振磁動(dòng)勢(shì)的幅值；（2）若通入一平頂波形的交流電流，其中除了有=5sint a的基波電流外，還有一個(gè)幅值為基波幅值的的三次諧波電流。試出這個(gè)平頂電流所產(chǎn)生的基波和三次諧波脈振磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。并說(shuō)明三次諧波電流能否產(chǎn)生基波磁動(dòng)勢(shì)。（3）若通入5安的直流電，此時(shí)產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)如何？這時(shí)基波的三次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值又各為多

32、少？2 有一臺(tái)四極單相電機(jī)，定子上有24槽，在16槽嵌了單層線圈，每個(gè)線圈80匝，這些線圈全部串聯(lián)成一條支路，今通入60hz正弦交流電=2int a，（1）試求每極脈振磁動(dòng)勢(shì)的最大振幅；（2）若把它分解成兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，試求每一旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值和轉(zhuǎn)速？習(xí)題十四 交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、思考題1 一臺(tái)三角形聯(lián)結(jié)的定子繞組，當(dāng)繞組內(nèi)有一相斷線時(shí)產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)是什么性質(zhì)的磁動(dòng)勢(shì)？2 如不考慮諧波分量，在任一瞬間，脈振磁動(dòng)勢(shì)的空間分布是怎樣的？圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的空間分布是怎樣的？橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的空間分布是怎樣的？如僅觀察一瞬間，能否區(qū)分該磁動(dòng)勢(shì)系脈振磁動(dòng)勢(shì)，圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)或橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)？3 試比較單相交

33、流繞組和三相交流繞組所產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)有和主要區(qū)別（幅值大小，幅值位置，極對(duì)數(shù)，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向）。二、用解析法或矢量分析法分析如下習(xí)題1 把三個(gè)線圈ax,by,和cz 疊在一起，如圖25所示。分別在ax線圈通入電流=isint a在by里通入電流=isin(t-)a,在cz線圈里通入電流=isin(t-)a, 求三相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。圖252 在圖26所示的三相對(duì)稱繞組中，通以電流為=isint a，求三相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。圖263 在空間位置互差電角度的兩相繞組，它們的匝數(shù)又彼此相等，如圖27所示。（1）若通以電流=isint a，求兩相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。（2

34、）若通以=isint a和=isin(t-)a時(shí)，求兩相合成的基波和三次諧波磁動(dòng)勢(shì)。圖274 兩個(gè)繞組在空間相距電角度。它們的匝數(shù)彼此相等，如圖28所示。已知ax繞組里的電流為。問(wèn)by繞組里流過(guò)的電流是多少才能產(chǎn)生圖所示的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（沒(méi)有反轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)）。 圖285 一臺(tái)三相電機(jī)，定子繞組y聯(lián)結(jié)，接到三相對(duì)稱的電源工作。由于某種原因使c相斷線，問(wèn)這時(shí)電機(jī)的定子三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)。習(xí)題十五 交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)一、思考題1 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和圓形磁動(dòng)勢(shì)的條件有哪些?2 不計(jì)諧波時(shí)，橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是氣隙磁場(chǎng)的最普通形式，試述在什么情況下，橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將演化成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？在什么條件下，橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

35、將演化為脈振磁場(chǎng)？3 交流電機(jī)漏抗的物理意義是什么？電機(jī)槽漏磁、端接漏磁和諧波漏磁的主要區(qū)別如何？二、作圖計(jì)算題1 用三個(gè)等值線圈ax、by、cz代表的三相繞組，如圖示29a所示，現(xiàn)通以電流=10sinta，=10sin(t-)a和=10sin(t-)a。（1）當(dāng)=10a時(shí)，在圖a坐標(biāo)上畫出三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)波形；（2）當(dāng)=5a（如圖b所示）時(shí)，在圖a坐標(biāo)上畫出三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)波形。(a) (b)圖292 一臺(tái)極對(duì)數(shù)p=2的三相同步電機(jī)，定子上的a相繞組如圖30（a）。今在此繞組里通入單相電流，問(wèn)產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)為幾對(duì)極？如果把其中的一線圈反接，如圖30（b）所示，再通入單相電流，問(wèn)產(chǎn)生的基

36、波磁動(dòng)勢(shì)為幾對(duì)極？（可以根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)積分法作出磁動(dòng)勢(shì)波形，然后決定極對(duì)數(shù)）。 (a) (b)圖303 有一臺(tái)兩極隱極式同步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子上共有20個(gè)槽，放置單層同心式繞組，如圖31所示，每個(gè)線圈有10匝，線圈全部串聯(lián)。試求：（1）當(dāng)直流勵(lì)磁電流=150a時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)分布曲線；（2）每極磁動(dòng)勢(shì)的幅值；它的基波幅值和它的三次諧波幅值。圖314 某四極交流電機(jī)定子三相雙層繞組的每極每相槽數(shù)q=3，每個(gè)線圈匝數(shù)=2，線圈節(jié)距=7槽，并聯(lián)支路數(shù)為1，a相和b相繞組分別接到各自的電源上，并使=20sinta，=-10sin(t-)a， c相開(kāi)路，=0a，試求出產(chǎn)生基波合成磁動(dòng)勢(shì)的最大、最小幅值，及其對(duì)應(yīng)的位置，

37、說(shuō)明合成磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)。習(xí)題十六 同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)一、思考題1 一臺(tái)轉(zhuǎn)樞式三相同步發(fā)電機(jī)，電樞以轉(zhuǎn)速n逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，主極磁場(chǎng)對(duì)電樞是什么性質(zhì)的磁場(chǎng)？對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于電樞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何？對(duì)定子上主磁極的相對(duì)轉(zhuǎn)速又是多少？主極繞組能感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)嗎？2 負(fù)載時(shí)同步發(fā)電機(jī)中電樞磁動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的幅值、位置、轉(zhuǎn)速由哪些因素來(lái)決定？3 試說(shuō)明同步電機(jī)中的等物理量哪些是空間矢量？哪些是時(shí)間相量？試述兩種矢（相）量之間的統(tǒng)一性。如果不把相軸和時(shí)軸重合，那么時(shí)、空相（矢）量之間的關(guān)系怎樣？4 凸極同步發(fā)電機(jī)在0<<負(fù)載下運(yùn)行時(shí),在矢量圖中，其電樞磁場(chǎng)的基波和電樞磁動(dòng)勢(shì)是否相同

38、？為什么？在隱極電機(jī)中又怎樣？5 同步電機(jī)的電樞反應(yīng)性質(zhì)是由什么決定的？三相對(duì)稱電容性負(fù)載下電樞反應(yīng)是否一定是助磁性質(zhì)的？二、作圖題1 有一臺(tái)同步電機(jī)，定子繞組里電動(dòng)勢(shì)和電流的正方向已標(biāo)出，如圖32所示。（1）畫出當(dāng)=瞬間，電動(dòng)勢(shì)的相量，并把這個(gè)瞬間轉(zhuǎn)子位置畫在圖里。（2）若定子電流落后于電動(dòng)勢(shì)電角度，畫出定子繞組產(chǎn)生的合成基波磁動(dòng)勢(shì)的位置。（3）如果=，畫出磁動(dòng)勢(shì)的位置來(lái)。圖322 有一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，定子繞組里電動(dòng)勢(shì)和電流的正方向分別標(biāo)在圖33（a）、（b）、（c）、（d）里。假設(shè)定子電流領(lǐng)先電動(dòng)勢(shì)電角度。根據(jù)圖（a）、（b）、（c）和（d）所示的轉(zhuǎn)子位置，作出、相量和、矢量。并說(shuō)明是去磁還

39、是助磁性質(zhì)。(a) (b)(c) (d)圖333 已知一臺(tái)隱極同發(fā)電機(jī)的端電壓=1，電流=1，同步電抗=1和功率因數(shù)cos=1（忽略定子電阻），用畫時(shí)空相（矢）量圖的辦法找出圖34所示瞬間同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置（用發(fā)電機(jī)慣例）。圖344 有一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電樞的同步電機(jī)，電動(dòng)勢(shì)、電流的正方向如圖35所示。（1）當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖35所示瞬間，畫出勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)在電樞繞組里產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)、的時(shí)間相量圖；（2）已知電樞電流、和和分別落后電動(dòng)勢(shì)、和電角度，畫出電樞反應(yīng)合成基波磁動(dòng)勢(shì)來(lái)；（3）求出磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為多少？圖35習(xí)題十七 同步發(fā)電機(jī)基本電磁關(guān)系一、 思考題1 對(duì)稱負(fù)載時(shí)，同步電機(jī)定子電流建立的電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

40、是否交勵(lì)磁繞組？它在勵(lì)磁繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎？為什么？2 按照切割電動(dòng)勢(shì)概念在磁密最大處導(dǎo)線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大，則矢量與矢量好象是同相位的，應(yīng)該重合，但實(shí)際時(shí)空相量圖中卻是落后與，這怎么從物理概念來(lái)解釋？3 同步電機(jī)帶對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場(chǎng)是由哪些磁動(dòng)勢(shì)建立的，它們的性質(zhì)和關(guān)系如何？4 為何同步電機(jī)在對(duì)稱負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，每相電流落后于該相勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間角度就等于電樞磁動(dòng)勢(shì)落后于交軸的空間電角度？如果三相電流不對(duì)稱，此結(jié)論是否成立？5 在什么情況下，同步發(fā)電機(jī)的與的夾角為一個(gè)銳角？這一角度是由什么決定的？6 對(duì)應(yīng)于同步電抗的磁通包含有哪兩個(gè)組成分量？每相同步電抗與每相繞組本身的勵(lì)磁電抗有什么區(qū)別？為什

41、么說(shuō)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？二、 計(jì)算題1 有一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，=16667kva ，=13800v（y接線）cos=0.8(滯后)，電樞漏抗標(biāo)幺值=0.24,電樞電阻忽略不計(jì)。對(duì)應(yīng)于額定電流的電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)歸算為勵(lì)磁電流=1.35a,空載特性為:025045079100114120125（a）4585150205250300350試用電動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)相量圖求該發(fā)電機(jī)的額定勵(lì)磁電流和電壓調(diào)整率。（用坐標(biāo)紙作圖）2 一臺(tái)隱極同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于恒定電壓下，其勵(lì)磁可隨時(shí)調(diào)整，使其線端功率因數(shù)在不同情況下經(jīng)常等于1，試導(dǎo)出此時(shí)電樞電流i和勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。3 一臺(tái)三相汽輪發(fā)電機(jī)=3

42、0000kva， =11000v，=1570a,y接法。(1) =2.35，用相量圖求出cos=0.855(滯后)時(shí)i=的角和角。(2) =0.661，不計(jì)，畫出cos=0.5(超前) 時(shí)的電動(dòng)勢(shì)相量圖，并求出和4 設(shè)有一隱極式同步發(fā)電機(jī)在某種情況下轉(zhuǎn)子磁極磁場(chǎng)的振幅和定子磁場(chǎng)的振幅適相等，發(fā)電機(jī)的端電壓為每相3000v，略去電阻及漏抗，試求當(dāng)功率因數(shù)角= 及時(shí)的空載電動(dòng)勢(shì)。5 已知一臺(tái)凸極同步電機(jī)u*=1，i*=1，xd*=0.6 ,a 0, = (領(lǐng)先),當(dāng)t=0時(shí),ua最大。（1）用電動(dòng)勢(shì)相量圖求（2）判斷電樞反應(yīng)是去磁還是助磁。習(xí)題十八 同步發(fā)電機(jī)基本電磁關(guān)系一、思考題1 為什么研究凸

43、極同步電機(jī)時(shí)要用雙反應(yīng)理論？2 在凸極同步電機(jī)中，如果角既不等于又不等于，用雙反應(yīng)理論分析電樞反應(yīng)磁密。和電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)兩個(gè)矢量在統(tǒng)一的時(shí)空相量圖上是否同相？和由它感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)是否還差？為什么？3 當(dāng)凸極同步電機(jī)電流i為已知恒定數(shù)值，而變動(dòng)時(shí)其所產(chǎn)生的電樞反應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢(shì)值是否是恒值,試問(wèn)在何值下所生的 最大,何值時(shí)為最??？4 凸極同步電機(jī)相量圖中為什么沒(méi)有j 和j 這兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)分量？5 為什么凸極同步電機(jī)的電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)、要?dú)w算到直軸上具有勵(lì)磁磁動(dòng)力勢(shì)波形的等效磁動(dòng)勢(shì)？試述電樞磁動(dòng)勢(shì)折算系數(shù)，的意義。二、計(jì)算題1 一臺(tái)三相、y接法凸極同步發(fā)電機(jī)，運(yùn)行數(shù)據(jù)是：u=230v（相電壓），i=10a，c

44、os=0.8(滯后)，=，=0.4勵(lì)磁相電動(dòng)勢(shì)=400v，忽略磁路飽和影響，畫出電機(jī)此時(shí)電動(dòng)勢(shì)相量圖。并求出、的數(shù)值。2 設(shè)有一臺(tái)凸極式發(fā)電機(jī)接在電壓為額定值的電網(wǎng)上，電網(wǎng)電壓保持不變，同步電抗標(biāo)幺值=1.0，=0.6, 0,當(dāng)該機(jī)供給額定電流且功率困數(shù)為1時(shí)，空載電動(dòng)勢(shì)為多少？當(dāng)該機(jī)供給額定電流且內(nèi)功率因數(shù)為1時(shí)，空載電動(dòng)勢(shì)為多少？3 一臺(tái)三相凸極同步發(fā)電機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：y接法，=400kw,=6300v,cos=0.8(滯后),f=50hz, =750r/min, =103.1,=62,忽略電樞電阻，試求額定運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)角以及勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)的大小。4 一臺(tái)凸極同步發(fā)電機(jī)，已知 0, co

45、s =1 =1，試根據(jù)電動(dòng)勢(shì)相量圖證明：習(xí)題十九 同步電機(jī)的參數(shù)一、 思考題1 測(cè)定同步發(fā)電機(jī)空載特性和短路短路特性時(shí)，如果轉(zhuǎn)速降為0.95，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將有什么影響？2 一般認(rèn)為空載特性=也可以用來(lái)作為負(fù)載時(shí)=，這種看法是否十分準(zhǔn)確？例如，當(dāng)=1000安匝時(shí)所感生的空載電動(dòng)勢(shì)為240v，那么當(dāng)=0, =1700安匝，=700安匝，合成磁動(dòng)勢(shì)=1700-700=1000安匝時(shí)，是否氣隙電動(dòng)勢(shì)值仍為240v？為什么？并由此說(shuō)明>。3 為什么從空載特性和短路特性不能測(cè)定交軸同步電抗？為什么從空載特性和短路特性不能準(zhǔn)確測(cè)定同步電抗的飽和值？為什么零功率因數(shù)負(fù)載特性跟空載特性有相同的波形？4 用轉(zhuǎn)

46、差法求同步電機(jī)的和時(shí)，為何轉(zhuǎn)子繞組必須開(kāi)路？為何試驗(yàn)時(shí)必須先把轉(zhuǎn)子拖到近同步速再接通定子電源，而不可以把次序顛倒過(guò)來(lái)？二、 計(jì)算題1 設(shè)有一臺(tái)25000kw、10.5kw、三相繞y接法，=0.8（滯后）、50hz、兩極汽輪發(fā)電機(jī)，已知它的轉(zhuǎn)子繞組每極有72匝，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的波形因數(shù)=1.05，定子電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)為=11.3i安/極，其空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：空載特性線電壓（kv）6.210.512.313.4614.1勵(lì)磁電流（a）775155232310388短路特性電樞短路電流（a）8601720勵(lì)磁電流（a）140280同時(shí)測(cè)得電樞繞組保梯電抗=0.19，而電樞電阻可忽略不計(jì)。試求：（1

47、） 同步電抗（不計(jì)飽和）的標(biāo)幺值（2） 當(dāng)空載電壓為額定電壓時(shí)接上每相阻抗為=2.82+j2.115歐的星形接法三相負(fù)載，求負(fù)載電流和端電壓；（3） 為保證額定負(fù)載運(yùn)行所需的勵(lì)磁電流；（4） 在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，若開(kāi)關(guān)跳閘甩負(fù)載，發(fā)電機(jī)的電壓將升高為多少？試計(jì)算電壓調(diào)整率的數(shù)值。2 國(guó)產(chǎn)三相72500kw水輪發(fā)電機(jī)，=10.5kw,y接，=0.8（滯后），=0.554,電機(jī)的空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：空載特性0551012112713305210151176209短路特性0100965零功率因數(shù)特性（i=）12115設(shè)=0.9試求：（1）的不飽和值 （2）短路比 （3） （4）

48、（5） （6）習(xí)題二十 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行一、思考題1 試述三相同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)的條件。為什么要滿足這些條件？怎樣來(lái)調(diào)節(jié)和檢驗(yàn)滿足這些條件？2 一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)單獨(dú)供給一個(gè)對(duì)稱負(fù)載（r及l(fā)一定）且發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變時(shí)，定子的功率因數(shù)由什么決定？當(dāng)此發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無(wú)限大電網(wǎng)時(shí)，定子電流的又由什么決定？還與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)嗎？此時(shí)電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)而言相當(dāng)于怎樣性質(zhì)的電源？3 試述功率角的物理意義。4 畫出與無(wú)限大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的凸極同步發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁（=0）時(shí)的電動(dòng)勢(shì)向量圖，并推導(dǎo)其功角特性，此時(shí)角代表什么意義？二、計(jì)算證明題1 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)與無(wú)限大電網(wǎng)，額定負(fù)載功率角=，現(xiàn)因外線發(fā)生故障，電網(wǎng)電壓降

49、為60%，問(wèn)：為使角保持在小于范圍內(nèi)，應(yīng)加大勵(lì)磁使上升為原來(lái)的多少倍?2 有一臺(tái)=25000kw, =10.5kv,y接法，=0.8（滯后），=2.13和0的汽輪發(fā)電機(jī)，試求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)、功率角和與的夾角3 一臺(tái)四級(jí)的隱極同步電機(jī)，端電壓=1和電流=1，同步電抗=1，功率因數(shù)=（落后），勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的幅值=1200安/極，電樞反應(yīng)基波磁動(dòng)勢(shì)的幅值=400安/極，忽略定子電阻，試用時(shí)空相矢圖求出角。習(xí)題二十一 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行（p496）一、思考題1 為何在隱極同步電機(jī)中，定子電流和定子磁場(chǎng)不能相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但是凸極同步電機(jī)中卻可以產(chǎn)生？2 比較下列情況下同步電機(jī)的穩(wěn)定性：

50、（1） 當(dāng)有較大的短路比或輕音樂(lè)上的短路比時(shí)；（2） 在過(guò)勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行或在欠勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)；（3） 在輕載下運(yùn)行或在滿載狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)；（4） 在直接接至電網(wǎng)或通過(guò)長(zhǎng)的輸電線接到電網(wǎng)時(shí)。3 試為凸極式同步電機(jī)推導(dǎo)出無(wú)功功率的功角特性。4 一臺(tái)三相隱極同步發(fā)電機(jī)，并聯(lián)在無(wú)限大電網(wǎng)上，試作出下列三種情況的相量圖（忽略電阻），并畫出、的軌跡，說(shuō)明：（1） 保持勵(lì)磁不變，調(diào)節(jié)有功，角及輸出無(wú)功是否改變？（2） 保持有功輸入不變，調(diào)節(jié)勵(lì)磁，角及輸出有功是否改變？（3） 保持輸出有功不變，調(diào)節(jié)有功，角及勵(lì)磁電流是否改變？三、 計(jì)算題1 有一臺(tái)兩極50hz汽輪發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)如下：=31250kva，=10.5kv

51、(y接法)，=0.8(滯后)，定子每項(xiàng)同步電抗=7.0（不飽和值），而定子電阻忽略不計(jì)，此發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于無(wú)限大電網(wǎng)，試求：（1） 當(dāng)發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，功率角，電磁功率，同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)，過(guò)載能力為多大？（2） 若維持上述勵(lì)磁電流不變，但輸出有功功率減半時(shí)，、同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)及將變?yōu)槎嗌?？輸出無(wú)功功率將怎樣變化？（3） 發(fā)電機(jī)原來(lái)在額定狀態(tài)下運(yùn)行，現(xiàn)在公將其勵(lì)磁電流加大10%，、和i將變化為多少？2 一臺(tái)5000kw、13800v（y接法）、=0.8(滯后)的水輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于一無(wú)限大電網(wǎng)上，其參數(shù)為0，=11.15, =0.7并假定其空載特性為一直線，試求：（1） 當(dāng)輸出功率為10000kw,

52、 =1.0時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流及功率角（2） 若保持此輸入有功功率不變，當(dāng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁時(shí)，=？=？3 一個(gè)三相對(duì)稱負(fù)載與電網(wǎng)以及一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)，如圖3-6所示，已知電網(wǎng)電壓為380v，線路電流為50a，功率因數(shù)=0.8(滯后)，發(fā)電機(jī)輸出電流i為40a，功率因數(shù)為0.6(滯后)。求：（1） 負(fù)載的功率因數(shù)為多少？（2） 調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)等于負(fù)載的功率因數(shù)，此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出的電流為多少？又此時(shí)從電網(wǎng)吸收的電流為多少？圖36習(xí)題二十二 同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)一、 思考題1 從同步發(fā)電機(jī)過(guò)渡到電動(dòng)機(jī)時(shí)，功率角，電流，電磁轉(zhuǎn)矩的大小和方向有何變化？2 分別按電動(dòng)機(jī)慣例與

53、發(fā)電機(jī)慣例畫出同步電機(jī)在下列運(yùn)行狀態(tài)下的電動(dòng)勢(shì)相量圖；（1） 發(fā)出有功功率和電感性無(wú)功功率；（2） 發(fā)出無(wú)功功率和電容性無(wú)功功率；（3） 吸收有功功率和發(fā)出電感性無(wú)功功率；（4） 吸收有功功率和發(fā)出電感性無(wú)功功率；3 已知一臺(tái)同步電機(jī)的電壓、電流相量圖如圖37所示 ：（1） 若此相量力是按發(fā)電機(jī)慣例畫出，判斷該電機(jī)是運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，是運(yùn)行在過(guò)勵(lì)還是欠勵(lì)狀態(tài)？（2） 若此相量圖按電動(dòng)機(jī)慣例畫出，重新回答（1）中的問(wèn)題。圖374 為什么當(dāng)落后時(shí)，電樞反應(yīng)在發(fā)電機(jī)的運(yùn)行里顯示出去磁作用；而在電動(dòng)機(jī)中起助磁作用？5 為什么反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)必須做成凸極式的才行？它建立磁場(chǎng)所需的勵(lì)磁電流

54、由什么供給？它是否還具有改善電網(wǎng)功率因數(shù)的優(yōu)點(diǎn)？能否單獨(dú)作發(fā)電機(jī)供給電阻或電感？為什么？6 一水電站供應(yīng)一遠(yuǎn)距離用戶，為改善功率因數(shù)添置一臺(tái)同步調(diào)相機(jī)，問(wèn)此機(jī)應(yīng)裝在發(fā)電大崄這是裝在離用戶不遠(yuǎn)的變電站內(nèi)？為什么？二、 計(jì)算題1 一臺(tái)三相同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下：額定功率=2000kw，額定電壓=3000v(y接)，額定功率因數(shù)=0.90(超前)，額定效率=0.8，同步電抗為=1.5，忽略定子電阻。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電流為額定值，=1.0時(shí)，勵(lì)磁電流為5a，如果功率改變，電流變?yōu)?.9，=0.8(超前),求此時(shí)的勵(lì)磁電流（設(shè)無(wú)載特性為一直線）2 三相隱極同步發(fā)電機(jī)額定容量=60kva,y聯(lián)結(jié)，電網(wǎng)電壓=380v，=1.55。當(dāng)電機(jī)過(guò)勵(lì)、=0.8（滯后），=37.5kva時(shí)，（1） 作相量圖，求、（不計(jì)）（2） 移去原動(dòng)機(jī)，不計(jì)損耗，作相量圖，求；（3） 用作同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，同（1），不變，作相量圖；（4） 機(jī)械負(fù)載不變，同（1），使=1，作相量圖，求此時(shí)電動(dòng)機(jī)的。3 某工廠變電所變壓器的容量為2000kva,該廠電力設(shè)備的總負(fù)載為1200kw，=0.65（滯后）; 今欲添一臺(tái)500kw，=0.8(超前), =95%的同步電動(dòng)機(jī)，問(wèn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)全廠的功率因數(shù)是多少？變壓器過(guò)載否？4 一臺(tái)隱極同步電動(dòng)機(jī)