同步电机 习题课

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第五篇 同步电机,习题课,解答：,结构上的区别：汽发为隐极转子，水发为凸极转子。,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。,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？原因何在？,解答：,同步机有三种运行状态：发电机、电动机、补偿机。,区分：用功率角,来区分。功率角定义为相量,E,0,超前相量,U,的角度。可以等价为主磁场空间矢量,F,1,超前合成磁场,F,的角度。具体区分如下：,0,为发电机；,=0,为补偿机；,f,网,，即,n,E0,n,U,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,n,E0,变小，直到,n,E0,=n,U,。当,f,机,f,网,，即,n,E0,n,U,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运行时，性能上有哪些差别，原因何在？,解答：,并网条件：,相序一致,幅值一致,频率一致,相位一致,5-11,试述同步发电机并网的条件和方法。,并网方法：,准确,同步法,自整步,法,解答：,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，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：,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。,补偿机用途：无功补偿。,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。同步补偿机应当装设在送电端还是受电端？为什么？,解答：,发电机,（,-90,，,90,电动机,（,-180,，,-90 U,（,90,，,180,0,发电机,（,-90,，,90,0,电动机,（,-180,，,-90 U,（,90,，,180,发电机,（,0,，,180,电动机,（,-180,，,0,5-15,试述同步发机作为发电机和电动机运行时，,、,0,和,角的变化范围。,解答：,T,L,=T,0,+Te,，故若,T,L,不变，则,Te,不变。励磁不变，故,E,0,不变。,5-16,有一台同步电动机在额定电压、额定频率、额定负载下（功率因数为超前）运行时，功率角,=,25,，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：（,1,）电网频率下降,5%,；（,2,）电网电压和频率都下降,5%,。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。,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：,补偿机输出的滞后无功电流,=cd,。,cd=bc-bd,=ab*,（,tg,1,-tg,2,）,=ac*cos,1,（,tg,1,-tg,2,）,=1000*0.8*,（,0.75-0.3268,）,=337.12A,5-17,有一无穷大电网，受电端的线电压,U,N,=6kV,，供电给一个,I,=1000A,，功因,0.8,（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,0.95,（滞后）。问此补偿机将输出多少滞后无功电流？,解答：,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。,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？,