南京理工大学紫金学院课程试卷答案
一. 填空题(10分,每空1分)
[1]从电磁角度来看,一个磁极对应电机圆周的电角度为 。
[2]为了使三相对称,通常令一个极域内每相所占的圆弧区域相等,这个区域称 。
[3] 异步电动机根据转子结构的不同可分为 鼠笼式 和 绕线式 两类。
[4] 绕线式异步电动机转子串入适当电阻起动时,起动转矩将 增加 ,起动电流将 减小 ,其原因是 提高了转子的功率因数 。
[5] 汽轮同步发电机稳定极限角δ .
[6] 同步发电机与无穷大电网并联运行,过励时向电网发出 感性 无功功率,欠励时从电网吸收 感性 无功功率。
三. 简答题(4×5分)
1.为了得到三相对称的基波电势,对三相绕组安排有什么要求?
1、三相绕组的构成(包括串联的匝数、节距、分布等)应相同,而且三相绕组轴线在空间应分别互差1200电角度。
2、两相绕组通以两相电流是否会产生旋转磁势?单相绕组的磁势的振幅是多少?它具有什么性质?
两相绕组通以两相电流会产生旋转磁势。单相绕组的磁势是脉振磁势,振幅为:
3、异步电机转子静止与转动时,转子边的电量与参数有何变化?
答: 异步电机转子静止时转子边的电量与参数有E2、X2、I2他们的频率都是f1
异步电机转转动时转子边的电量与参数有E2s、X2s、I2s不仅他们的大小与转子静止时不等, 而且都是他们的频率f2=s f1.
4、同步电动机中的隐极式和凸极式各有什么特点?
答: 同步电动机的转子,按照它的磁极结构特点,可分为凸极式和隐极式两种。
(1)凸极式转子有明显凸出的磁极,凸极电机的特点是气隙不均匀,转子磁极中心附近气隙最小,磁阻也小。而在转子磁极的几何中线处气隙最大,磁阻也大,磁导最小。凸极式转子结构简单,制造方便,制成多极比较容易,但机械强度较低,所以它适用于低速、多极同步电机。同步电动机大多数也是容量较大、转速较低的凸极同步电机。
(2)隐极式转子则没有明显凸出的磁极,隐极式转子制造工艺比较复杂,但它的机械强度较好,适用于极数少、速度高的同步电机。
由于凸极式转子的结构和加工工艺比较简单,而且在过载能力和运行的稳定性方面都比隐极式转子好,所以除了高速的大容量的同步电动机采用隐极外,一般都采用凸极式。
三. 计算题(70分)
1、(13分)已知一台三相6极交流电机,定子是双层分布短距绕组,频率Hz,定子槽数槽,线圈节距(是极距),定子绕组Y接,线圈匝数匝,气隙基波每极磁通是Wb,绕组并联支路数。求:(1)基波绕组系数;(2)基波相电势;(3)基波线电势。
解: , 1分
1分
每极每相槽数 1分
槽距角
基波分布因数 1分
(1) 基波绕组系数 1分
(2) 每相绕组串联匝数为 1分
相绕组基波电动势有效值
(V) 2分
(3)基波线电势有效值 (V) 2分
2.(12分)有一台三相6极异步电动机, Hz,,试求:(1)旋转磁势的转速;(2)额定转速;(3)转子转速为960r/min时的转差率s;(4)r/min时的转差率s;(5)启动瞬间的转差率s。
解: (1) 3分
(2) 3分
(3) 2分
(4) 2分
(5) 2分
3.(12分)有一台三相异步电动机,,,2p=4, , , 定子绕组为Y连接。额定运行的各项损耗分别为,,,,试求:(1)额定运行时的电磁转距;(2)额定运行时的输出转矩;(3)额定转速。
解:(1) 3分
2分
(2) 3分
2分
(3) 2分
4、 (12分)有一台汽轮发电机,PN=12500kW, UN=6600V,定子绕组Y接法,m=3, cosφN=0.8 (滞后),XS=4.0Ω,发电机并网运行,输出额定频率f=50HZ时,求:⑴每相空载电势EO;⑵额定运行时的功角;⑶最大电磁功率PMmax; ⑷过载能力KM。
解:
5、(12分)有一台三相凸极同步发电机并网运行,额定数据为:SN=8750kVA,UN=10.5kV,定子绕组Y接法,cosφN=0.85 (滞后),同步电抗Xd=16Ω,Xq=10Ω,电阻不计,试求:额定状态运行时,发电机的功角δ和每相励磁电势EO?
解:
(1) (2分)
(2分)
(2分)
(6分)
二. 填空题(10分,每空1分)
[1] 内功率因数角指的是( )之间的夹角,功角δ指的是( )之间的夹角。
[2]隐极同步发电机适合( )速旋转的( )发电机。
[3]水轮同步发电机稳定极限角δ (填角度的大小范围).
[4] 感应电动机运行时,总要从电源吸收一个 滞后 性质的无功电流。
[2] 同步发电机主磁极的极对数一定时,其 感应电动势的频率 与 电机的转速 之间有着严格不变的关系。
[10] 三相异步电动机最大电磁转矩的大小与转子电阻值 无 关,起动转矩的大小与转子电阻 有 关(填有无关系)。
二. 简答题(4×5分)
1、 电角度的意义是什么?它与机械角度有怎样的关系?
电角度的意义是:转子在旋转时每经过一对磁极就相应地变化一个周期,即为360度电角度.
电角度是机械角度乘以磁极对数P。
2异步电动机调速方法有那些?
a) 异步电动机调速方法有那些?
依据公式:
(1) 变极调速
(2) 变频调速
(3) 改变机械特性曲线的形状(及改变S调速)
1 改变绕线式异步电机的转子外串电阻;
2 改变绕线式异步电机的转子外串附加电势——串级调速;
3 改变外施电压调速。
3异步电动机等效电路中/代表什么意义?能不能不用电阻而用一个电感或电容来表示?为什么?
、/ 称为模拟电阻,其消耗的功率等于总的机械功率。
其不能用电阻电阻而用一个电感或电容代替。
当0时,电机处于电动机状态, />0,,电机轴上输出机械功率;当S<0时,电机处于发电状态/<0, ,电机从轴上吸收机械功率;当S>1时,电机处于发电状态/<0,电机从轴上吸收机械功率
4三相同步发电机投入并联时应满足哪些条件?
(1) 双方应有相同的相序,
(2) 双方应有相同的电压
(3) 双方应有相等或接近与相等的频率。
三. 计算题(70分)
1. (12分)有一台三相同步发电机,,,,极,定子绕组Y接法,槽,匝,槽,槽, Hz,,试求:(1)单相绕组所产生的基波磁势幅值;(2)三相绕组所产生的合成磁势的基波幅值;
解 (1) 1分
1分
1分
1分
1分
1分
一相磁势幅值为
2分
(2) 三相合成磁势幅值为
2分
2.(12分)有一台三相异步电动机,输入功率,定子铜耗,铁耗,转差率s=0.015,试求:(1)电磁功率;(2)转子铜耗;(3)总机械功率。
解:(1) 4分
(2) 4分
(3) 4分
3.(12分)有一台三相异步电动机,,,2p=4, ,定子绕组为Y连接。额定运行的各项损耗分别为,,,机械损耗,附加损耗,试求:(1)额定运行时的额定转速;(2)额定运行时的输出转矩;(3)空载转矩;(4)电磁转距。
解:(1) 2分
3分
(2) 3分
2分
(3) 2分
4.(12分)有一台三相凸极同步发电机,电枢绕组Y接法,每相额定电压,额定相电流,(滞后),已知该机运行于额定状态,每相励磁电势,内功率因数角,不计电阻压降,试求:和各为多少?
解: 2分
2分
2分
2分
2分
5.(12分)一台凸极三相同步电动机,Y接法,,,,,额定功率因数(超前),同步电抗,,不计电阻压降,试求:(1)额定负载时空载电势E0及功率角δN;(2)额定负载时的电磁功率和电磁转矩。
解:
(1) (1分)
(2分)
(2分)
(2分)
(2分)
(2) (2分)
(2分)
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/f8cd3e765acfa1c7aa00cc88.html
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