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1、第15章 思考题与习题参考答案15.1 从同步发电机过渡到同步电动机时，功角、定子电流、电磁转矩的大小和方向有何变化？答：功角由正变负（E0由超前于U变为滞后于U ）,电磁转矩方向改变，由制动转矩变为驱动转矩，定子电流有功分量方向改变，由发出功率变为吸收功率。15.2 当COS滞后时，电枢反应在发电机中有去磁作用而在电动机中却有助磁作用，为什么？答：在发电机中，当COS滞后时，发电机发出感性无功功率，发电机处于过励磁状态，电枢电流滞后于空载电动势，电枢反应有去磁作用；在电动机中，当 cos滞后时，电动机吸收感性无功功率，即发出容 性无功功率，所以电枢反应有助磁作用。15.3 磁阻电动机的转矩是
2、怎样产生的？为什么隐极电机不会产生这种转矩？答：磁阻电动机的转矩是由于电机的交、直轴磁阻不等（即 Xd X。）而产生的。隐极电机交、直轴 q对称，Xd Xq ,所以不会产生磁阻转矩。15.4 同步电动机带额定负载运行时，如COS 1,若保持励磁电流不变， 使电机空载运行，COS如何变化？答：COS将减小到接近于零，电动机吸收容性无功功率和很少的有功功率以供空载损耗。15.5 某工厂变电所变压器的容量为2000kVA ,该厂电力设备总功率为 1200kW , COS 0.65 （滞后），今欲新增一台500kW、cos 0.8 （超前）、95%的同步电动机，当此同步电动机满载时全厂的功率因数是多少
3、？变压器是否过载？解：原有电力设备消耗的有功功率和无功功率分别为P11200 kWP112002lx/Q1sin .1 0.65 1403kVarcos0.65新增同步电动机消耗的有功功率和无功功率（超前）分别为P2500P1526.3kW0.95P526 32Q1sin 5 1 0.82394.7kVarcos0.8新增同步电动机后，消耗总的有功功率和无功功率分别为PP1P11200526.31726.3kWQQ1Q11403394.71008.3kVar消耗总的容量SP2Q21726.32 100832 1999.2kVar.、一一P1726 3总的功率因数cos P 17263 0.86
4、35S 1999.2变压器不过载，但几乎满载。1000A,求:15.6 有一台发电机向一感性负载供电，有功电流分量为1000A,感性无功电流分量为发电机的电流I和cos ；(2)在负载端接入同步调相机后，如果将 COS提高到O.8,发电机和调相机电流各为多少(3)如果将功率因数提高到cos =l ,发电机和调相机电流又各为多少？解：(1)I Ja I210002100021414.2AIacos I10000.7071000.2(2)发电机电流为1Ia10001250 AIcos0.8发电机无功电流分量1rI sin12500.6 750A调相机电流为IrIr Ir1000750 250A(3
5、)发电机电流为1Ia10001000 AIcos1调相机电流为IrIr 1000A6第15章自测题参考答案一、填空题1.超前、滞后；2.容、感；3.去磁、助磁；4.感性无功、容性无功；5.起动、抑制二、选择题1. 2. 3. 4. 5.三、简答及作图题1 .答：起动时，转子不加励磁，并将励磁绕组通过一个电阻短接。当定子加上电压后，定子旋转磁场 在转子起动绕组中产生感应电流，此电流与定子磁场相互作用产生异步转矩，拖动转子旋转。当转速上升 到接近同步转速时，给转子加上励磁，此时转子磁场和定子磁场的转速非常接近，依靠这两个磁场的相互 作用力，便可把转子拉入同步速旋转。2 .答：同步调相机也称同步补偿
6、机，本质上是不带机械负载的同步电动机，它仅仅从电网吸收少许有 功功率供给空载损耗，但通过调节它的励磁电流，可以改变它从电网吸收的无功功率大小和性质。过励时， 它从电网吸收容性无功功率（或者说发出感性无功功率）；欠励时，它从电网吸收感性无功功率（或者说发出容性无功功率）。3 .答：隐极同步电动机输入感性电流时的相量图如下图所示，此时电枢反应性质为交磁兼直轴助磁。4 .答：凸极同步电动机输入感性电流时的相量图如下图所示，此时电枢反应性质为交磁兼直轴助磁。四、计算题1.解：原设备的各量：cos0.7 （滞后）P14500kWPi45002Qisin1 0.74590.92kVar （感性）cos0.
7、7增加电动机后，总设备的各量：cos 0.9 （滞后）P P1 P2 4500 500 5000kWQ Psin5000 t1 0.92 2421.61kVar （感性）cos0.9新增电动机的无功功率为Q2 Q Q12421.61 4590.922169.31kVar （容性）新增电动机的容量为S2. P22 Q25002 2169.312 2226.2kVA新增电动机的功率因数为P2500上cos - 0.2246 （超前）S22226.22.解：（1）当 cos0.5 P 1000kW 时曰P 1000发电机的容量为 S 1000 2000kVAcos 0.5（2）完全补偿无功功率时，调相机的容量（发出的感性无功功率）为PQ sincos10000.51 0.521732kVar此时发电机的功率因数为cos 1cos0.8发电机供给的感性无功QP10002sin1 0.82 cos0.8调相机的容量（发出的次鼾生无功）Q Q Q 1732 750P 1000发电机的容量 S1000 1250kVA750kVar982kVar发电机的容量变为S10001000kVAcos 1(3)当 cos 0.8 时