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南邮电机学复习要点docx
“电机学2”综合练习题
填空题
1.一台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合,某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴领先50°,A相绕子基波感应电动势为°距+j轴落后30°,A相电流比电动势相
位领先10°时,电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后20°。
2.一台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合,某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴落后20°,A相绕子基波感应电动势瓦)距+j轴落后110°,A相电流比电动势
相位落后20°,电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后130°o
3.一台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合,某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴领先60°,A相绕子基波感应电动势瓦)距+j轴落后30°,A相电流比电动势相
位领先10°,电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后20°。
4.—,台隐极三相同步发电机时空向量中+j轴与+A轴重合,某瞬间转子基波励磁磁动势距+A轴落后10°,A相绕子基波感应电动势瓦)距+j轴落后ioo°,A相电流比电动势
相位领先30°,电枢反应基波磁动势距轴落后Fa距+A轴落后70°。
5.凸极同步电机中电抗Xq为电抗Xs和Xaq之和。
6.凸极同步电机中电抗Xd为电抗Xs和Xad之和。
7.隐极同步电机中电抗Xc为电抗JG和X。
之和。
8.同步发电机与大电网并联合闸,当四个并网中有一个条件不满足,如发电机电压领先于电网电压一个相角,应使发电机转速稍减小。
9.同步发电机与大电网并联合闸,当四个并网中有一个条件不满足,如发电机电压落后于电网电压一个相角,应使发电机转速稍增大。
10.同步发电机与大电网并联合闸,当四个并网中有一个条件不满足,如使用灯光旋转时出现暗灯现象,应使发电机接到电网的任何两根线互调一下。
11.同步发电机与大电网并联合闸,当四个并网中有一个条件不满足,如发电机电压落后于电网电压-•个相角,应使发电机转速稍增大。
12.与电网并联运行的同步电机电压为”,电流为,,在电动机惯例下,「领先于U30°,该电机运行状况是电动机,励磁情况是过励。
13.与电网并联运行的同步电机电压为电流为,,在电动机惯例下,了领先于
”120°,该电机运行状况是发电机,励磁情况是过励。
14.一台并联与大电网的同步发电机电压为「,电流为了,当,领先于"30°的情况下,若增大励磁电流,电机功率因数将会增大(先增大后减小)。
15.一台并联与大电网的同步发电机电压为I),电流为1,当了领先于”30°的情况下,若增大励磁电流,电枢电流将会减小(或先减小后增大)。
16.一台凸极同步电机的两个参数大小是Xi〉X2。
17.一台凸极同步电机的两个参数大小是Xq>X;。
18.一台凸极同步电机的两个参数大小是Xa 19.一台额定功率为50Hz的三相异步电动机额定转速为960r/min,其运行于990r/min时,转子电流频率为0.5Hz。 20.一台额定功率为50Hz的三相异步电动机额定转速为960r/min,其运行于970r/min时,转子电流频率为1.5Hz。 21.一台额定功率为50Hz的三相异步电动机额定转速为1450r/min,其运行于1455r/min时,转子旋转磁动势相对于转子的转速为45r/min„ 22.三相异步发电机额定频率为50H组,极对数p=2,转速n=1080r/min,转子电 流频率f2=14Hz,转子绕组磁动势F2相对转子的转速应为420r/min,相对定子的转速应为150017mino 23.一台三相异步电动机转子向定子折合后,定转子边的电流关系是I! +12=i0,电动势关系为E=M。 24.一台三相异步电动机转子向定子折合后,定转子边的磁动势关系是瓦=亘‘2,等值 电路中转子边一相的总电阻为n/S。 25.如果撤换三相异步电动机定子绕组,将每相匝数减少了,在电压不变的条件下,气隙中每极磁通将增大,励磁电流将增大。 26.忽略空载损耗,拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机,其同步转速 n,=1500r/min,电磁功率PM=10kW,运行时转速n=145517min,机械功率 Pm=9.7kW;若n=90017mm,Pm=6kW若n=30017min,Pm=2kW,转差率越大,电动机效率越低。 27.三相异步电动机电磁功率为Pm,机械功率为Pm,输出功率为P2,同步角速度为 pp Q],机械角速度为Q,那么,a_=T,称为电磁转矩;工=T,称为电磁转矩;而 QiQ —=T2,称为输出转矩。 Q2 28.三相异步电动机电磁转矩与电压的关系是TocU, 29.4、三相异步发电机额定电压为380V,额定功率为50Hz,转子每相电阻为0.1Q,其最大电磁转矩以=500N-m,起动转矩Ts=300N-m,临界转差率 Sm=0.14,(l)、若电压降至U]=220V(线值),则Tm=166.7N・m, Ts=100N-m,sm=0.140o (2)若转子每相串入电0.4Q,则Tm=50N•m,Ts> 300N-m,sm=0.7» 30.某三相鼠笼式异步电动机铭牌上标注的额定电压为380/220V,厩380V的电网上,空载起动时,不能Y-△采用起动。 31.三相异步电动机定子绕组为△接法,才可能采用Y-△采用起动。 32.某台三相鼠笼式异步电动机绕组为△接法,过载能力为2.5,起动转矩倍数为1.3,供电变压器容量足够大,该电动机不能用Y-△采用起动方法拖动额定负载启动。 33.某三相异步电动机定子边接自偶变压器起动,加到定子上的电压为0.8Un时,电 动机定子边的启动电流为0.8I]n,电源共给的起动电流为0.64I]n,电机起动转矩为 0.64Tso 34.一台绕线式三相异步电动机拖动负载,负载转矩恒定不变,若增大转子回路串入的电阻,电动机转速降低,过载能力不变。 35.额定转速nN=960r/min的某三相异步电动机运行时,若把电源频率由50Hz降低 F 为25Hz,同时保持二不变,负载转矩为额定值不变,电动机转速应为460r/min。 fi 二、选择题 1.同步发电机电枢反应性质由内功率因数角凹决定,当〃=75时,对于电枢反应磁动势的作用,以下几种说法正确的是C。 A.只有横轴电枢反应磁动势 B.只有纵轴电枢反应去磁磁动势 C.有横轴电枢反应磁动势,也有纵轴去磁磁动势 D,有横轴电枢反应磁动势,也有纵轴辅助磁动势 2.同步发电机电枢反应性质由内功率因数角吠决定,当材=-75°时,对于电枢反应磁动势的作用,以下几种说法正确的是o A,只有横轴电枢反应磁动势 B,只有纵轴电枢反应去磁磁动势 C,有横轴电枢反应磁动势,也有纵轴去磁磁动势 D,有横轴电枢反应磁动势,也有纵轴辅助磁动势 3.同步发电机电枢反应性质由内功率因数角〃决定,当-=90°时,对于电枢反应磁 动势的作用,以下几种说法正确的是B。 A.只有横轴电枢反应磁动势 B.只有纵轴电枢反应去磁磁动势 C.有横轴电枢反应磁动势,也有纵轴去磁磁动势 4.D,有横轴电枢反应磁动势,也有纵轴辅助磁动势 5.用转子回路串电阻的办法改变异步电动机的机械特性。 当转子总电阻增大到原来的 2倍时,判断电机临界转差率Sm的变化,以下答案中正确的是- A.不变 B.平方关系减少 C.增大 6.用转子回路串电阻的办法改变异步电动机的机械特性。 当转子总电阻增大到原来的 3倍时,判断电机临界转差率Sm的变化,以下答案中正确的是。 A.不变 B.平方关系减少 C.增大 7.三相异步电动机定子接三相电源、空载运行、气隙每极磁通中.大小主要取决 于oA A.电源电压B.磁路饱和程度 C.气隙大小D.定子绕组漏阻抗大小 三、综合题 1.隐极同步发电机运行时U=l,1=1,cos 。 解: jixc(=D 0=[(=1) Fa 6=45°,Eo= 画时空向量图找出转子在图所示位置时电枢反应基波磁动势R的位置。 解: 3.画出凸极同步发电机功率因数cos〃=l时的磁动势向量图。 解: 4.并联于无限大电网上的汽轮发电机运行时,功率角0=30。 ,(瓦领先日),若输出 有功功率不变,增大励磁电流,,使空载电动势为原来的1.3倍,忽略r。 1功率角变为多大? 2图中画出为增大励磁电流时的电动势向量图,请在该图中加画上增大励磁电流后的向 量图,要求能正确反映出有功功率不变。 解: ①PM=m(E0U/xc)sin6,=m(Eo/xc)sin^ sin^=Eosin^/Eo=(Eo/1.3Eo)sin3O°=0.385 3=22.62° ②电动势相量图如图所示: 江Zc 5,同步发电机每相空载电动势E。 ,电动势U,功率角。 ,请写出隐极同步发电机电 磁功率与功率角的关系式,并示意性画出隐极和凸极同步发电机的功角特性曲线。 解: 隐极同步发电加电磁功率 PM=(3E°U/Xc)sin。 阴极同步发电机功角曲线见图3所示,同步发电机功角曲线见图3所示 6,一台隐极汽轮发电机并联无限大电网运行时,9=30°,今因故障电压降为0.7Un, 频率不变,请计算输出功率不变(忽略r)的条件下: (12分) 1若功率角。 不变,采用增大励磁的方法,空载电动势Eo增大到原来的多少倍? 2若励磁不变功率角应为多少? 解: ①PM=m(EoU)/Xcsin。 =m(E。 切/Xcsin。 =常数 EoU=EqxO.7U E()/Eo=1/0.7=143 ®PM=m(E0U)/Xcsin3=m(瓦U〃XcSinO‘=常数 sin0=Usin。 /0.7U=sin30°/0.7=0.714 3=45.56° 7.一台隐极同步发电机运行时,电压、电流及同步电抗的标幺值分别为: U=l,1=1,Xc=0.8,功率因数cos中=0.85,电流领先,定义电阻r=0。 试: (21分) 1画出电动势磁动势向量图; 2计算一相凫; 3计算过载能力。 解: ①向量图见图: 2cos①=0.85=31.79°sinO=0.527 从向量图中看出 ab=Usin®=0.527 bc=IXc-ab=0.8-0.527=0.273 Eg=[bc? +(Ucosa>)2]1/2=(0.2732+0.852)1/2=0.893 3tg“=be/UcosO=0.273/0.85=0.321 中=17.8° 0=17.8°=31.79°=49.59° km=l/sin6»=l/sin49.6°=1.31 8.一台隐极同步发电机运行时,U=1,1=1,Xc=0・8,cos 请 1画出磁动势电动势向量图(8分) 2计算旦°(8分)计算过载能力(4分) 解: ①磁动势电动势相量图如图3所示 ②cos①=0.866,①=30°,sin①=0.5 ③中=tg1(UsinO+Ixc)/UcosO=tg1(0.5+0.8)/0.866=56.33° 0=中—0)=26.33°km=l/sinQ=l/sin26.33°=2.25 9,一台三相Y接隐极同步电动机,Un=220V,同步电抗Xc=1.27Q,输入功率 R=33kW,功率角0=30°,忽略定子电阻。 求: 做出电动机的电动势相量图,计算 输入的无功功率多大? 9=30°(领先),可求出电枢电流为1=些=旦=100A xc1.27 输入电动机的无功功率为Q=mUIsinQ=3x127xl00xsin(-30°)=-19000var 实际电机能输出无功功率19kvar。 10,一台三相异步电动额定功率PN-15kW,额定电压UN=380V,额定功率因数cosQn=°・88,额定功率〃n=°・88,额定转速nN=2930r/min,请计算额定电流 是多少? 额定电流IN=〒_巨= J3UnCOS9n〃n 15X1°3-29.1A V3x380x0.88x0.88 11.一台三相绕线式异步电动机转子额定电压U2n=200V,转子参数&=0.08。 , x2=0.45Q,忽略定子漏阻抗的影响,额定转速nN=1470r/min,求额定运行时转子的电流频率、相电动势和相电流。 n——n 解: 额定转差率Sn=_nl 转子电流频率f2=Sn§=0.02x50=1Hz 转子相电动势E2s=snE2=Sn詈=0.02x等=2.31V FF? 31 转子相电流I,=/2s=%=3=28.7A ■JW+x]7r2+(SNX2)2Jo.082+(0.02x0.45)2 12.一台鼠笼式三相异步电动机△接法,额定功率Pn=60kW,额定电压 Uin=380V,额定电流IIN=136A,额定转速nN=2890r/min,起动电流倍数k]=6.5,起动转矩倍数kT=1.15,若供电变压器限制其起动电流不超过500A,负 载要求其起动转矩不小于50N-m,请校核是否可以直接起动、Y一△起动或定子每相串电抗X=0.3Q降压起动(忽略空载转矩)。 解: 直接起动 Is=kjI1N=6.5x136=884A>500A不行 Ts=kTTN=kTx9.55PN/nN=1.15x9.55x60x103/2890=229N-m Y一△起动 IS1=(1/3)IS=294.7A<500A Ts]=(l/3)Ts=76N・m>50N・mxl.l可以起动 串电抗起动 zk=U1N/V3TS=380/73x884=0.2480 v=Is/IS2=(Zk+X)/Zk=(0.248+0.3)/0.248=2.21 IS2=Is/v=400A<500A TS2-Ts/v2=46.7N•mV50N•m 13.一台三相异步电动机额定数据为: pN=150kW,fN=50Hz,nN=1455r/min,过载倍数2=2.3,忽略空载转矩,请计算 1额定转速率(2分) 2临界转差率(3分) 3额定转矩(3分) 4拖动负载转矩Tl=850N•m时的转差率(用实用公式) 解: ①Sn=(山-nQ/n】=(1500-1455)/1500=0.032分 2Sm=Sn(」+J」? —1)=0.03x(2.3+12.32-1)=0.1313分 3Tn=9.55PN/nN=9.55x150x103/1455=984.5N-m3分 4T=22TN/(S/Sm+Sm/S)4分 850=2x2.3x984.5/(S/0.131+0.131/S) S=0.0255(另一解不合理) 14.一台三相四极异步电动机额定功率Pn=10kW,额定运行时,转速IlN=1455r/min,铁损耗PFe=455W,机械损耗与附加损耗pm+ps=205W,请: 1画出功率流程图; 2计算额定运行时的转差率,机械功率,转子铜损耗及电磁转矩 解: 功率流程图如图所不: SN=(ni-nN)/ni=(1500-1455)/1500=0.03 Pm=Pn+Pm+Ps=10000+205=10205W Pcu2=SnPm/(1-Sn)=0.03x10205/(1-0.03)=316W Tn=pm/Qn=955pm/nN=955x10205/1455=66.98N•m15,一台三相绕线式异步电动机转子额定电压U2n=200V,转子参数r2=0.08Q- X2=0.45Q,忽略定子漏阻抗的影响,额定转速nN=1470r/min,求额定运行时转 子的电流频率、相电动势和相电流。 n—n 解: 额定转差率Sn=INni 转子电流频率f2=SnF]=0.02x50=1Hz FF? 31 转子相电流12=/2S=53=28.7A Jr;+x&7r2+(SNX2)2Jo.082+(0.02x0.45)2
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