第六章習(xí)題答案電機(jī)學(xué)華科

1、6.2答：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與電源的頻率之間保持嚴(yán)格的關(guān)系的交流電機(jī)稱為同步pfnn1160??電機(jī)。其轉(zhuǎn)速與它的極數(shù)成反比。75rmin、50Hz的電機(jī)其極數(shù)為80。（注意：p為極對(duì)數(shù)，而不是極數(shù)）6.4答：汽輪發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，外形細(xì)長(zhǎng)。由于汽輪機(jī)等熱力機(jī)械只有在高轉(zhuǎn)速下才有較高的效率，因此汽輪發(fā)電機(jī)的一般做成轉(zhuǎn)速最高的兩極式。由于轉(zhuǎn)速較高，不允許轉(zhuǎn)子表面有凸起的磁極，因此做成隱極式。由于轉(zhuǎn)速較高，離心力大，轉(zhuǎn)子的直徑較小。由知，當(dāng)電

2、樞匝數(shù)一定時(shí)，為了產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，??11144.4nkfNE電機(jī)必須有一定的磁通。為了滿足對(duì)磁通的要求，電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑又比較小，只有增加電機(jī)轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度（），故隱極發(fā)電機(jī)外形細(xì)長(zhǎng)。而水輪發(fā)電機(jī)由于?BlBA???轉(zhuǎn)速較低，其轉(zhuǎn)子為凸極式，外形短粗。6.7答：電樞反應(yīng)以同步轉(zhuǎn)速相對(duì)于電樞順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，相對(duì)于定子靜止不動(dòng)。6.8答：電樞反應(yīng)與負(fù)載的關(guān)系為：當(dāng)負(fù)載為純電阻性時(shí)（此處的負(fù)載指的是包括電樞繞組的同步阻抗在內(nèi)的總負(fù)載阻抗），電樞反應(yīng)

3、為純交軸電樞反應(yīng)；當(dāng)負(fù)載為純電感性負(fù)載時(shí)電樞反應(yīng)為直軸去磁電樞反應(yīng)；當(dāng)負(fù)載為純電容性時(shí)電樞反應(yīng)為直軸助磁電樞反應(yīng)。（1）負(fù)載為純電阻，但由于電樞繞組有同步電抗，故電樞反應(yīng)既有交軸電樞反應(yīng)，又有直軸去磁電樞反應(yīng)。（2）負(fù)載為純電容性，但由于，而電機(jī)的同步電抗，因此總的8.0?CX0.1?tX負(fù)載仍呈純電感性（忽略電樞電阻），電樞反應(yīng)為直軸去磁電樞反應(yīng)。（3）純電感性負(fù)載，電樞反應(yīng)仍為直軸去磁電樞反應(yīng)。（4）由于容抗大于感抗，故總的負(fù)載的性

4、質(zhì)為電容性，電樞反應(yīng)為直軸助磁電樞反應(yīng)。6.12根據(jù)隱極發(fā)電機(jī)和凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖的幾何關(guān)系證明，證明過程略。6.17答：忽略電樞電阻時(shí)，短路時(shí)電樞反應(yīng)的性質(zhì)為直軸去磁電樞反應(yīng)，因此磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式就變成了簡(jiǎn)單的代數(shù)相加的關(guān)系。合成電動(dòng)勢(shì)afδFFF???FFFaf??，即短路時(shí)合成電動(dòng)勢(shì)僅與電樞繞組?????????????.11..44.4NttkNjXIjXIjUE的漏抗壓降相平衡，電樞繞組的漏抗非常小，因此漏抗壓降也不大，故

5、磁路遠(yuǎn)未飽和，故，由于，所以。又由于，且??F??IIXEt???IF???FFFaf??I?aF，故。而為勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)其大小與勵(lì)磁電流成正比，因此，也即三IFf?fFfkII?相同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱穩(wěn)態(tài)短路特性為一條直線。6.18答：參閱課本第313頁(yè)。。11112fpfp??????（1）電網(wǎng)頻率下降5%，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)有，可??sinsin1010???ttXUEmXUEm求出?36.28??（2）電網(wǎng)頻率下降5%，而負(fù)載功率不變由功率

6、的計(jì)算公式可求出功角不變。（3）電網(wǎng)電壓和頻率和下降5%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，則有，??sinsin1010???ttXUEmXEUm其中，，代入上式可得，功xtXXEEUU95.095.095.000???1195.0???角不變。6.47答：如在定子對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子由外加電源通入2f電流時(shí)，只會(huì)在定子繞組中引起3f的交流。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組中通入2f的交流電流時(shí)，由于勵(lì)磁繞組只有一相，因此產(chǎn)生的是一個(gè)脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)可分解成兩個(gè)幅值大小相等，

7、轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的兩個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以三倍的同步轉(zhuǎn)速相對(duì)于定子繞組正向旋轉(zhuǎn)，因此在定子繞組中產(chǎn)生三相對(duì)稱的頻率為3f的諧波電動(dòng)勢(shì)，由于電機(jī)運(yùn)行于對(duì)稱狀態(tài)，在對(duì)稱的電動(dòng)勢(shì)作用下，定子的諧波電流也是對(duì)稱的，其轉(zhuǎn)速為，與轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)中分解出來(lái)的正向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)靜止，因此不會(huì)133360npfn??在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出高于2f的交流電流，因此定子繞組中沒有高于3f的高次諧波。6.49答：當(dāng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)生突然短路時(shí)，定子繞組為了維持

8、磁鏈?zhǔn)睾?，因此在定子繞組的短路電流中包括周期性的電流分量（即交流分量）以抵消由于轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)引起的定子繞組中的磁鏈的交變，另外還有一個(gè)非周期性的電流分量（即直流分量）以維持短路瞬間的磁鏈不變。定子繞組中周期性的電流分量產(chǎn)生的電樞反應(yīng)為直軸去磁電樞反應(yīng)，使得轉(zhuǎn)子繞組中的磁鏈減小，轉(zhuǎn)子繞組為了維持磁鏈?zhǔn)睾?，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生了一個(gè)附加的非周期性的電流以維持轉(zhuǎn)子繞組的磁鏈?zhǔn)睾?，將定子繞組的電樞反應(yīng)磁鏈擠到了轉(zhuǎn)子繞組的漏磁路上，使定子短路電流增大

9、。定子繞組的短路電流中的非周期性的電流分量產(chǎn)生的磁鏈在空間靜止不動(dòng)，相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組來(lái)講，該磁鏈周期性交變，因此在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)周期性的電流分量。定子繞組的短路電流中的超瞬變分量與阻尼繞組的非周期性的電流分量相對(duì)應(yīng)，與阻尼繞組的非周期性的電流分量一同以阻尼繞組的時(shí)間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律衰減；定子繞組的短“dT路電流中的瞬變分量與勵(lì)磁繞組的附加的非周期性的電流分量相對(duì)應(yīng)，與勵(lì)磁繞組中的附加的非周期性的電流分量一同以阻尼繞組的時(shí)間常數(shù)按指數(shù)