同步电机 习题课.ppt

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1、第五篇第五篇 同步电机同步电机习题课习题课解答：n结构上的区别：汽发为隐极转子，水发为凸极转子。n原因：汽发的原动机为汽轮机，转速高，离心力大。故采用整块钢通过锻压工艺把转子制成一个整体。n水发的原动机为水轮机，转速低，离心力小。故采用相对简单的焊接工艺把转子制成由多个部分组成的组合件。5-1 汽轮发电机和水轮发电机在结构上有何区别汽轮发电机和水轮发电机在结构上有何区别？原因何在？原因何在？解答：n同步机有三种运行状态：发电机、电动机、补偿机。n区分：用功率角来区分。功率角定义为相量E0超前相量U的角度。可以等价为主磁场空间矢量F1超前合成磁场F的角度。具体区分如下：n0为发电机；n=0为补偿

2、机；nf网，即nE0nU时，站在转子上就会看到定子磁场向后转。向后转的磁场在dw中产生向后转的电磁转矩，使nE0变小，直到nE0=nU。当f机f网，即nE0nU时，可以类似说明。5-10 试述同步发电机单独负载运行和与电网并联试述同步发电机单独负载运行和与电网并联运行时，性能上有哪些差别，原因何在？运行时，性能上有哪些差别，原因何在？解答：并网条件：n相序一致n幅值一致n频率一致n相位一致5-11 试述同步发电机并网的条件和方法。试述同步发电机并网的条件和方法。并网方法：n准确同步法n自整步法解答：n发电机在某一状态下并行。设外界（电网或原动机）给发电机一个微扰（微小的扰动）。如果微扰消失后，

3、发电机能回到原先的状态，那么该状态是静态稳定的；否则，该状态是静态不稳定的。5-12 试述同步发电机与电网并联时静态稳定的概试述同步发电机与电网并联时静态稳定的概念。念。解答：不要求。5-13 试述同步电动机的异步起动法。表征异步起动性能的主要数据是什么？解答：n补偿机原理：同步补偿机是空载运行的同步电动机。其V型曲线相当于Pe=0时电动机的V型曲线。正励时，补偿机的电枢电流接近于零；过励时，补偿机从电网吸取超前的无功电流；欠励时，补偿机从电网吸取滞后的无功电流。n补偿机用途：无功补偿。n同步补偿机应当装设在受电端。理由：避免无功电流在线路上产生压降、功耗。5-14试述同步补偿机的原理和用途。

4、同步补偿机应试述同步补偿机的原理和用途。同步补偿机应当装设在送电端还是受电端？为什么？当装设在送电端还是受电端？为什么？解答：n发电机（-90，90n电动机（-180，-90 U（90，180n0发电机（-90，90n0电动机（-180，-90 U（90，180n发电机（0，180n电动机（-180，05-15 试述同步发机作为发电机和电动机运行时，试述同步发机作为发电机和电动机运行时，、0和和角的变化范围。角的变化范围。解答：nTL=T0+Te，故若TL不变，则Te不变。励磁不变，故E0不变。5-16 5-16 有一台同步电动机在额定电压、额定频率、额定负载下（功率有一台同步电动机在额定电压

5、、额定频率、额定负载下（功率有一台同步电动机在额定电压、额定频率、额定负载下（功率有一台同步电动机在额定电压、额定频率、额定负载下（功率因数为超前）运行时，功率角因数为超前）运行时，功率角因数为超前）运行时，功率角因数为超前）运行时，功率角=2525，负载转矩不变。现因电网发，负载转矩不变。现因电网发，负载转矩不变。现因电网发，负载转矩不变。现因电网发生故障，情况有如下改变。问功率角有何变化：（生故障，情况有如下改变。问功率角有何变化：（生故障，情况有如下改变。问功率角有何变化：（生故障，情况有如下改变。问功率角有何变化：（1 1）电网频率下）电网频率下）电网频率下）电网频率下降降降降5%5%

6、；（；（；（；（2 2）电网电压和频率都下降）电网电压和频率都下降）电网电压和频率都下降）电网电压和频率都下降5%5%。设励磁一直保持不变，。设励磁一直保持不变，。设励磁一直保持不变，。设励磁一直保持不变，电枢电阻、凸极效应和饱和效应均忽略不计。电枢电阻、凸极效应和饱和效应均忽略不计。电枢电阻、凸极效应和饱和效应均忽略不计。电枢电阻、凸极效应和饱和效应均忽略不计。由左式知：（1）f下降5%，则sin增大，从而增大。（2）f、U均下降5%，则sin仍增大，从而仍增大。解答：n补偿机输出的滞后无功电流=cd。cd=bc-bd=ab*（tg1-tg2）=ac*cos1（tg1-tg2）=1000*0

7、.8*（0.75-0.3268）=337.12A5-17 5-17 有一无穷大电网，受电端的线电压有一无穷大电网，受电端的线电压有一无穷大电网，受电端的线电压有一无穷大电网，受电端的线电压U UN N=6kV=6kV，供电给，供电给，供电给，供电给一个一个一个一个I I=1000A=1000A，功因，功因，功因，功因0.80.8（滞后）的三相负载。今欲加装同（滞后）的三相负载。今欲加装同（滞后）的三相负载。今欲加装同（滞后）的三相负载。今欲加装同步补偿机以把线路的功因提高到步补偿机以把线路的功因提高到步补偿机以把线路的功因提高到步补偿机以把线路的功因提高到0.950.95（滞后）。问此补偿（滞后）。问此补偿（滞后）。问此补偿（滞后）。问此补偿机将输出多少滞后无功电流？机将输出多少滞后无功电流？机将输出多少滞后无功电流？机将输出多少滞后无功电流？解答：n此机应装在用户附近。就地补偿，可以减少补偿电流在线路上的压降、功耗。n参见：题5-14。5-20 某水电站为一远距离用户供电。为改善功率某水电站为一远距离用户供电。为改善功率因数添置一台补偿机，此机应装在水电站内还是装因数添置一台补偿机，此机应装在水电站内还是装在用户附近？为什么？在用户附近？为什么？