南京理工大學紫金學院課程考試答案

1、南京理工大學紫金學院課程考 試答案作者:日期:南京理工大學紫金學院課程試卷答案一. 填空題（10分，每空1分）1 從電磁角度來看，一個磁極對應電機圓周的電角度為 。2 為了使三相對稱，通常令一個極域內(nèi)每相所占的圓弧區(qū)域相等，這個區(qū)域稱<3 異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同可分為 鼠籠式 和 繞線式 兩類。4 繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串入適當電阻起動時，起動轉(zhuǎn)矩將 增加,起動電流將減小 _,其原因是 提高了轉(zhuǎn)子的功率因數(shù) 。 汽輪同步發(fā)電機穩(wěn)定極限角S=U .6同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行，過勵時向電網(wǎng)發(fā)出 感性_無功功率，欠勵時從電網(wǎng)吸收感性無功功率。三.簡答題（4× 5分）1 為了

2、得到三相對稱的基波電勢，對三相繞組安排有什么要求？1、三相繞組的構(gòu)成（包括串聯(lián)的匝數(shù)、節(jié)距、分布等）應相同，而且三相繞組軸線在空間應分別互差1200電角度。2、兩相繞組通以兩相電流是否會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢？單相繞組的磁勢的振幅是多少？它具有什么性質(zhì)？兩相繞組通以兩相電流會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢。單相繞組的磁勢是脈振磁勢，振幅為：Fp1 0.9罟心3、異步電機轉(zhuǎn)子靜止與轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子邊的電量與參數(shù)有何變化？答：異步電機轉(zhuǎn)子靜止時轉(zhuǎn)子邊的電量與參數(shù)有E2、X2、2他們的頻率都是f1異步電機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子邊的電量與參數(shù)有E2S、X2s、2s不僅他們的大小與轉(zhuǎn)子靜止時不等，而且都是他們的頻率 f2=S f1.4、同步電動

3、機中的隱極式和凸極式各有什么特點？ 答：同步電動機的轉(zhuǎn)子，按照它的磁極結(jié)構(gòu)特點，可分為凸極式和隱極式兩種。（1）凸極式轉(zhuǎn)子有明顯凸出的磁極，凸極電機的特點是氣隙不均勻，轉(zhuǎn)子磁極中心 附近氣隙最小，磁阻也小。而在轉(zhuǎn)子磁極的幾何中線處氣隙最大，磁阻也大，磁導 最小。凸極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制成多極比較容易，但機械強度較低，所 以它適用于低速、多極同步電機。同步電動機大多數(shù)也是容量較大、轉(zhuǎn)速較低的凸 極同步電機。（2）隱極式轉(zhuǎn)子則沒有明顯凸出的磁極，隱極式轉(zhuǎn)子制造工藝比較復雜，但它的機 械強度較好，適用于極數(shù)少、速度高的同步電機。由于凸極式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和加工工藝比較簡單，而且在過載能力和運行的穩(wěn)

4、定性方面 都比隱極式轉(zhuǎn)子好，所以除了高速的大容量的同步電動機采用隱極外，一般都采用 凸極式。三.計算題（70 分）1、（ 13分）已知一臺三相6極交流電機，定子是雙層分布短距繞組，頻率50 HZ，定子槽數(shù)乙 36槽，線圈節(jié)距（是極距），定子繞組Y接，線圈匝數(shù) Ny 2匝，氣隙基波每極磁通是I 0.80 Wb，繞組并聯(lián)支路數(shù)2a 2。求：（1）基波繞組系數(shù)kw1 ；（ 2）基波相電勢Ep1 ；（3）基波線電勢EII。解:Z2pkp1siny Sin2Sin 0.96596 2每極每相槽數(shù)Z 36 2pm 6槽距角P 360Z3603630基波分布因數(shù)kd1Sinqgqsi n30sin2 -J

5、0.966O . 302 Sin 一2（1）基波繞組系數(shù)kd1kp10.9659 0.9660.933（2）每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為N12PqNy 6 律 2412相繞組基波電動勢有效值E14.44fN1k114.44 50 24 0.933 0.83976.8192 (V)2 分(3)基波線電勢有效值El1 . 3E I J3 3976.8192 6887.8509 (V)2 分2. (12分)有一臺三相6極異步電動機，f 50 HZ, SN 0.045 ,試求：(1)旋 轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速n1 ； （2）額定轉(zhuǎn)速nN ； （3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n為960rmin時的轉(zhuǎn)差率s；（4） n 1030rmin時的轉(zhuǎn)

6、差率s； （5）啟動瞬間的轉(zhuǎn)差率SO解:(I) n60 fP60 5031000(r/min)(2)nNm(1SN)1000(10.045)955(r/min)3 分(3)Sn1 n1000 9600.042分1000(4)Sn1 n1000 10300.032分1000(5)S0n n1000 012分n100050Hz , 2p=4, UN 380V ,3. （12分）有一臺三相異步電動機，PN 16.0kW ,IN 34A ,定子繞組為 Y連接。額定運行的各項損耗分別為FCu1 820W ,FCu2 750W , PFe 300W , Pm P 260W ,試求：（1）額定運行時的電磁轉(zhuǎn)

7、距;（2）額定運行時的輸出轉(zhuǎn)矩；（3）額定轉(zhuǎn)速。解：（1 ）PMPcu2PmPA P217.01kw3分T-PM1寺 10834Nm2分60(2)SNPcu2 PM0.044093分260N 157radTN魚101.9Nm2分(3)nNn (1 SN) 1433.87( r / min)2分4、（12 分）有一臺汽輪發(fā)電機，PN=12500kW, U n=6600V,定子繞組 Y 接法，m=3, CoS n=0.82隱極同步發(fā)電機適合（）速旋轉(zhuǎn)的（）發(fā)電機。額定運行時的功角；最大電磁功率PMmaX過載能力KMo解:PN（U：3U N cos N312500 10.3 6600 0.81366

8、.87 AE0arccos0.8 36.8766003810.62V 、3jaXa3810.6j1366.8736.8744374 3232mUE2XS3810.62 437412500.739kwPM max Sin12500.739 Sin 326624kwPM max12500.7391.8966245、（ 12分）有一臺三相凸極同步發(fā)電機并網(wǎng)運行，額定數(shù)據(jù)為：S=8750kVA,UN=10.5kV ,定 子繞組Y接法，cos n=0.85 （滯后），同步電抗Xd=16, Xq=10 Q ,電阻不計，試求：額定狀態(tài)運行時，發(fā)電機的功角和每相勵磁電勢Eo?解:_8750_103_10.5

9、103481.14A（2 分）10.5 1036062.35/（2 分）arccos0.85 32IaXq U Sinarcta nU cosarc tan481.14 10 6062.35 sin 326062.35 cos3276（2 分）763244IdI a Sin481.14Sin 76469.76A（6分）IqIaCOS481.14cos76116.4AE。U cosIdXd11877.0496/二. 填空題（10分，每空1分）3 水輪同步發(fā)電機穩(wěn)定極限角Vu（填角度的大小范圍）4 感應電動機運行時，總要從電源吸收一個滯后 性質(zhì)的無功電流。2同步發(fā)電機主磁極的極對數(shù)一定時，其 感應

10、電動勢的頻率 與電機的轉(zhuǎn)速之間有著嚴格不變的關(guān)系。10三相異步電動機最大電磁轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電阻2值_無關(guān)，起動轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電阻匕有 關(guān)（填有無關(guān)系）。二.簡答題（4×5分）1、電角度的意義是什么？它與機械角度有怎樣的關(guān)系？電角度的意義是：轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時每經(jīng)過一對磁極就相應地變化一個周期，即為360度電角度電角度是機械角度乘以磁極對數(shù)PO2異步電動機調(diào)速方法有那些？a）異步電動機調(diào)速方法有那些?依據(jù)公式：n n1(1 S) 60f (1 S)P（1）變極調(diào)速（2）變頻調(diào)速（3）改變機械特性曲線的形狀（及改變S調(diào)速）改變繞線式異步電機的轉(zhuǎn)子外串電阻；改變繞線式異步電機的轉(zhuǎn)子外串附加電

11、勢-一串級調(diào)速;改變外施電壓調(diào)速。1 S3異步電動機等效電路中R/代表什么意義？能不能不用電阻而用一個電感或電容來表示？為什么?1 S、R/稱為模擬電阻，其消耗的功率等于總的機械功率。S其不能用電阻電阻而用一個電感或電容代替。當0<S<1時，電機處于電動機狀態(tài)，1-sR>0，PMEC m221sR' 0 ,電機軸上SS1 S輸出機械功率；當 S<0時，電機處于發(fā)電狀態(tài)R<0, PMEC0,電機從軸上吸收機S1 S械功率；當S>1時，電機處于發(fā)電狀態(tài)R<0,電機從軸上吸收機械功率S4三相同步發(fā)電機投入并聯(lián)時應滿足哪些條件？（1）雙方應有相同的相序

12、，（2）雙方應有相同的電壓（3）雙方應有相等或接近與相等的頻率。三. 計算題（70 分）1. （ 12 分）有一臺三相同步發(fā)電機，PN 4500kW，UN 10.5kV，CoSN 0.8，2p 4極，定子繞組 Y接法，乙48槽，N172匝，q 6槽，丫110槽，f 50Hz, 1 IN ,試求：（1）單相繞組所產(chǎn)生的基波磁勢幅值 FP1 ；（2）三相繞組所產(chǎn)生的合成磁勢的基波幅值 F1 ；解IN FN、3U N COS N4500,3 10.5 0.8309.3AZ 482pm 4 3g皿15Z48Z2p4812y1512 1030.4 15 SInkdCOS-20.96592 kp2C QR

13、"7"70.95/15 4sin 2kd p1kdkp10.925024一相磁勢幅值為Fp10.9-1NIkdPIP0.9 3°93 7220.925029289.92 A（2）三相合成磁勢幅值為Fi0.9 J-1NIkdPIP13904.88 A2. （12分）有一臺三相異步電動機，輸入功率P 7.5kW ,定子銅耗Pcu1370W，鐵耗 PFe 170W，轉(zhuǎn)差率s=0.015試求：（1）電磁功率；（2）轉(zhuǎn)子銅耗;(3)總機械功率。解：（1）PMPPcu 1 PFe 6960 w(2) Pcu2SFM104.4W(3) P (1 S)PM6855.6W3.（ 1

14、2分）有一臺三相異步電動機,PN 17kW , f 50Hz , 2p=4, UN380V ,定子繞組為 Y連接。額定運行的各項損耗分別為PCUl 70CW , Pcu2 500W ,FFe 450W ,機械損耗Pm 150W ,附加損耗P 200W試求：（1）額定運行時的額定轉(zhuǎn)速；（2）額定運行時的輸出轉(zhuǎn)矩；（3）空載轉(zhuǎn)矩；（4）電磁轉(zhuǎn)距。PMPcu2 Pm PA P2 17.85kWT 皿 f 11369Nm60(2)SNPcu2Pm0.028(3)nNn1(1 SN )1458(r / min)4. (12分）有一臺三相凸極同步發(fā)電機，電樞繞組Y接法，每相額定電壓UPN 230V ,額定

15、相電流IPN 8.5A , CoS N 0.8 （滯后），已知該機運行于額定N 157rad60TNPL 108.28Nm狀態(tài)，每相勵磁電勢Eo 37CV ,內(nèi)功率因數(shù)角60,不計電阻壓降,試求:d,q,Xd和Xq各為多少?解:Id IaSi n 5.1154AIq IaCoS 6.8AN arccos0.83723XqU Sin13.22XdE0 U cosId30.9435.（12分）一臺凸極三相同步電動機,接法，U N6600V , fN50 HznN600rmin , I N 65A ,額定功率因數(shù)CoSN 0.8（超前），同步電抗Xd 55Xq40,不計電阻壓降，試求：（1）額定負載時空載電勢E0及功率角 N ； （2）額定負載時的電磁功率