许晓峰《电机拖动》第六章习题答案

第六章同步电机6.1答：，为40极的同步电机，该机应为凸极结构。6.5答：电枢磁动势对电枢的转速为n，转向为顺时针方向。对定子的相对转速为零。6.6答：抽出转子时定子电流大，因为转子被抽出后，电机主磁路磁阻大增加，即原来转子铁心部位全部变成了气隙，建立同样大的磁通所需的电流加大。6.9解：以为基准相量，,则（φN=arccos0.85）（1）或（2）（3）（4）6.10解：（1）该发电机在额定状态下的电动势相量图如图6.10所示。（2）20150506060nfpUN01*UN8.311IN71.4084.285.115.28.31118.201****0jjjIXUENtNkVkVUEEN05.511884.2*00kVkVUEENPP48.2931884.2*0071.40NMWPPNem300533.171.40sin1sin1NAANNNNUPI83.1718.03.631500cos3168.2183.171363003IUZNNB1168.212.21*ZXXBdd65.0168.217.13*ZXXBqq以为参考相量，据求角，进而求出ψ角。所以，求与值：求：电压调整率：（3）电磁功率PemN6.11答：正常运行时，电机磁路处于饱和状态，所以Xd为饱和值。而短路时，由于电机内的去磁作用，使电机的磁路处于不饱和状态，故应采用不饱和值。UNIXUENqNQj*N51.20484.152.039.187.36165.001jjEQ51.20N38.5787.3851.20NNIIqd842.038.57sin1sinIId539.038.57cos1cosIIqEN*0779.11842.051.20cos1****0XIUEddqNU%9.77%1000.10.1779.1%100***0UUENNNU8.051.202sin1165.01251.20sin11779.12sin112sin12**2****0*NdqNNdNNemNXXUXUEPkWkWSPPNemNemN15008.015008.0*6.12答：当转速降为0.95nN时，对空载特性而言，同一励磁电流下所建立的空载电动势降低，故空载特性曲线下降；而对短路特性而言，由于空载电动势和同步电抗同时降低，使得同一励磁电流下的短路电流基本不变。故短路特性不变化。6.13答：因为同步发电机带感性负载时，将产生去磁性质的电枢反应，而且负载电流越大，电枢反应去磁作用越强，发电机端电压越低，再加之漏阻抗压降的影响，也使端电压下降，故外特性曲线是下降的。6.15解：输出80kW，cosφ=1时的：所以，所以，输出无功功率Q：6.16解：（1）励磁电动势及功角求同步发电机定子电流标么值：)(47.11514.0380cos3APIUNEN96.304.26956.138231047.1152.102310jjIjXUEtNVE4.269096.30sin2.12314.269310203129.0sin692.02.46cosAI75.41)var(882.202.46sin75.412313sin感性kImUQAANNNNUPI8.26148.0108.1331050cos336求虚构电动势（参阅图6.11）：求直轴电流：所以（2）保持有功功率输出不变，求失磁时的δ角，发电机能否稳定运行？图6.11题6.16图AAPIUN4.4180.1108.1331010cos33616.0*IIIN4.601.1112.01016.07.001****jjjIXUEqQ0178.04.6sin16.0sinsin***IIId014.115.10178.04.6cos1cos****0XIUEdd4.6δE0IXddjEQIjXqIXqqjIqIdIU所以，能稳定运行。6.17答：见教材图6.6.1，从发电机过渡到电动机运行，功角δ由正变负（由超前变为滞后），定子电流方向改变，电磁转矩由驱动性质变为制动性质。6.18解：故障前后输出的有功功率不变，则：6.19解：（1）取电压相量为基准，即：发电机输出的功率：视在功率：有功功率：无功功率2sin112**2**XXUPdqem16.08.01050101066*SPNemP2sin15.117.01216.01246.17572.02sinE0UUsinsin***02***01*XUEXUEPtNtNem25sin6.020sin1**02**01XEXEtt)349.125sin6.020sin*01*02倍(EE01*UN54.072.08.0arccos9.0*jI54.072.054.072.01****jjjQPIUSN72.0*P54.0*Q空载电动势：所以：功角：（2）以为基准相量额定时功率和电流：额定功率增至额定情况下110%时：功角：所以增加有功功率后，为：由电动势方程得：增加有功功率后的功率或电流：即无功功率：若增加有功功率而保持无功功率不变，则定子电流：1.2570.172.054.10.154.072.01****0jjjjXIUEtN70.1*0E1.25UN*6.08.0sincos****jjjIIQPNNNN01*UN88.01.18.0*P518.07.110.188.0sin*0***EUXPNt2.31E*088.045.12.31sin2.31cos7.1sincos*0*0jjjEE88.045.0188.045.1**0**0jjUEXIjtt45.088.0~jIUSN45.0Q54.088.0jI空载电动势：即，。额定运行时功率为：供90%额定电流时功率为：（3）无功功率增加10%：定子电流：空载电动势：功角：6.19解：（1）额定电流额定功率因数：7.2977.154.088.01**0jjjXIUEt7.2977.10E6.08.0jjQPNN54.072.0jjQP66.06.01.1Q66.072.0jI4.2381.1166.072.01**0jjjXIUEt4.23AAUSINNN3.17185.10331250387.368.0arccosN额定相电压：空载相电动势：功角：电磁功率：比整步功率：过载能力：（2）电磁功率：功角：VVUUN01786062031050003.93.3593.16398787.363.1718178.6062*0jjUXIEtN93.35kWkWNNemSP250008.031250cosradMWUmNtsynXEP/5.3493.35cos7178.606293.163983cos0704.193.35sin1sin1tMKkWkWPPemem12500102500021213sin7178.606293.163983sin0XEPtemUm06.17比整步功率：无功功率：功率因数：（3）电磁功率：功角：无功功率：radMWradMWUmXEPtsyn/8.40/06.17cos7178.606293.163983cos0var9.24980var7178.6062306.17cos7178.606293.163983cos220kkXUmXUEmttQ45.0125009.24980arctancosarctancoscosPemQkWPPemem10250003sin7178.606293.1639831.1sin1.10XEPtemUm2.32var9.23907var7178.606232.32cos7178.606293.1639831.1cos1.1220kkXUmXUEmttQ功率因数：定子电流：6.20解：电动机的输入功率：母线上总有功功率：同步电动机补偿有无功功率：解上式得：同步电动机的功率因数：72.0250009.23907arctancosarctancoscosPemQAAUPIem2.190972.0178.606231025000cos33kWkWP8009.07201kWkWP2800800200022cosQQcPPvar67.26661.53tan2000tankPQ2267.2666280028008.0Qcvar67.566kQc超前816.067.566800800cos22同步电动机的定子电流：6.22解：（1）换机前，水泵站需从电网吸收的视在功率和功率因数：（2）换机后，水泵站从电网吸收的视在功率和功率因数：两台异步电动机：两台同步电动机：两台异步电动机：AAUPIN3.94816.063800cos31AkVAkVNNPS5.118575.09.02004cos475.0coskWPPN44.44421AkVAkVPS6.59275.044.444cos11var97.391var661.06.592sin111kkSQkWPPN44.44422AkVAkVPS56.5558.044.444cos222var33.333var6.056.555sin222kkSQ两台同步电动机：视在功率：功率因数：（3）不更换电动机，装设一台同步调相机，将功率因数提高到0.9（滞后），调相机的容量为：kWPPN44.44421AkVAkVPS6.59275.044.444cos11kWPPN44.44422AkVAkVPS56.5558.044.444cos222var33.333var6.056.555sin222kkSQkWkWPPP88.88844.44444.44421var64.58var33.33397.39121kkQQQAkVAkVQPS81.89064.5888.8882222988.081.89088.888cosSPNAkVAkVPS5.118575.089.888cos111解得：var9.783var661.05.1185sin111kkSQ2211cosQQcPPvar8.353kQc