同步发电机原理1同步发电机原理自我评量选择

1、50 第 18 章 同步發電機原理第 18 章 同步發電機原理自我評量一、選擇題18-1同步發電機頻率、極數及轉速之關係（B） 1.交流發電機的磁場繞組(A) 以交流激磁(B) 以直流激磁(C) 以交流激磁，再改以直流激磁(D) 以直流激磁，再改以交流激磁。（C） 2.有一臺三相、4 極、36 槽同步發電機，其槽距為 (A)90 (B)60(C)20(D)10度電機角。（D） 3.有一臺 12 極同步發電機 ，產生 60Hz 的交流電，其角速率為(A)600(B)628(C)314(D)62.8 radsec（弳度秒）。解：4 f4 3.1460P1262.8（D） 4.一臺三相、 4 極同步

2、發電機，一個圓周的電機角共有幾度？(A)180 (B)360 (C)540 (D)720 。（ C ） 5. 一臺三相、 12 極交流發電機，欲產生三相、 60Hz、10kV 電源，轉速應控制在多少 rpm？ (A)5 (B)20 (C)600 (D)720 。120f12060解： nS12600rpmP（C） 6.三相同步發電機 ，各相電源之相角差為(A)60(B)90(C)120第 18 章同步發電機原理51(D)180 。（A） 7.同步交流發電機之轉速愈快，則輸出電源頻率(A) 愈高 (B) 愈低(C) 不一定(D) 不變。（A） 8.有 24 磁極之交流發電機，若轉速為每分鐘250

3、 轉，則產生交流頻率為 (A)50(B)60 (C)55 (D)70 Hz。PnS24 250解： f50Hz120 120（ B ） 9. 有一臺同步發電機，若頻率為 60Hz，轉速為 30rps，則該機的極數為 (A)2 (B)4 (C)6 (D)8 極。解： n 30rps30×60rpmn120f30 60120604PPP18-2同步發電機的感應電勢（D） 10.設每極之總磁通量為韋伯，電勢頻率為fHz，則 N 匝線圈所產生之感應電勢應為幾伏特？(A)4Nf(B)2Nf(C)2.22Nf(D)4.44Nf 。（A）11.一臺三相、 12 極、 Y 接同步發電機，其電樞繞組共

4、有210 匝，每一磁極磁通量為0.009 韋伯，轉速為 600rpm，則該發電機每相之感應電勢為 (A)168(B)225(C)336(D)503伏特。解： n 120ff n×600×N 210 P 12 60Hz，每相匝數P120120370 匝E 4.44 Nf4.44×70×60×0.009 168V（B） 12. 承上題，該發電機的線電壓約為(A)390(B)290(C)580(D)872 伏特。18-3同步發電機的繞組因數（ D ） 13. 三相同步發電機的電樞繞組，其感應電勢中各相的三次諧波，相位角相差幾度？(A)180(B)12

5、0(C)90(D)0 。52 第 18 章 同步發電機原理（D） 14. 同步發電機的電樞繞組，一般採用(A) 單層、短節距、集中繞組(B) 單層、短節距、分布繞組(C)雙層、全節距、集中繞組(D)雙層、短節距、分布繞組。（ A ） 15. 有一臺交流發電機，電樞繞組使用 150 度電機角的短節距繞，其節距因數為 (A)0.966 (B)0.875 (C)0.707 (D)0.6 。解： K psinsin1500.96622（B） 16. 欲消除第三次諧波電壓對電路之影響，在同步發電機中，其線圈繞組之節距可採用(A) 3(B) 2(C) 1(D)1。432解：欲消除第 n 次諧波必須使 K

6、pn sin n 0 所以由 sin3 0知223 180，故節距2120。23（B） 17.有一臺交流發電機，電樞繞組採用8 節距，表示每一個線圈的跨距9為 (A)180 (B)160 (C)150 (D)90度電機角。解：跨距 8180 1609（C） 18.三相交流發電機，其線圈若採用9 線圈節距時，則其節距因數應10為 (A)sin9(B)sin18(C)cos9 (D)cos18 。9180sin 10解： K p sin2sin81cos92（A） 19.全節距繞的同步發電機 ，其節距因數為(A)1(B)0 (C) 1 (D)不一定。第 18 章同步發電機原理53（C ）20.一臺

7、電機每極有18 槽，其第一個電樞繞組的線圈邊各在1號與 16號槽中，其基本諧波之節距因數為(A)cos60 (B)sin60(C)sin75 (D)cos75 。解：線圈跨距16115 線圈節距 151815180K psin2sin 18sin752（C） 21.全節距繞的電樞繞組，其線圈的兩個線圈邊相隔(A)0(B)90(C)180(D)360電機角。（C） 22.在同步發電機中，電樞繞組的節距電機角為120，可以消除幾次諧波電壓對電路之影響？(A) 一 (B) 二 (C) 三(D) 五次。解：各 n 次諧波之節距因數 K pn sin n ，若 120 ，則 n 3 時，2K p3sin

8、31200 。電路中，影響最大的就是三次諧波。2（A）23.一臺三相、 6極交流同步發電機，電樞共90 槽，若第一個電樞繞組的線圈邊各在1 號與 13 號槽中，則線圈節距因數為(A)sin72(B)sin60(C)sin45 (D)sin30 。解：極距90 5 槽線圈節距 514 槽364180144線圈節距因數 sin sin7252（B） 24.一臺三相、 8極同步發電機，電樞有 72槽，電樞繞組採用雙層疊繞，則繞組之分布因數為(A)6sin1013(B)(C)6sin102sin1054 第 18 章 同步發電機原理(D) 2sin10 。 3解： ms723槽P1 808 180qP

9、S722038K d110.9622msin23 sin 2022（A） 25.假設某交流同步發電機之電樞鐵心上有48槽，每槽有兩個線圈邊，如欲將之設計為三相4 極之電樞繞組，則其相鄰兩線槽間之相角差應為若干電機角度？(A)15(B)12(C)30(D)60 。解：P1804 180S1548（A） 26.已知一臺同步電機的分布因數為0.962，節距因數為0.966，則其繞組因數為(A)0.929(B)0.996(C)1.928(D)0.004 。（D）27.有一臺 Y 接的三相同步發電機 ，f60Hz，每極最大磁通量 m0.1韋伯，每相匝數 N 500 匝，繞組因數 0.9，試求其無載時之線

10、電壓為若干伏特？(A)13320 (B)11988(C)18706(D)20764。解：相電壓 V E 4.44KwNf m4.44×0.9×500×60×0.111988V線電壓 V 3V （Y 接）311988 20764V（A ）28.有一臺同步發電機為 8極、 72 槽、雙層繞組，若線圈節距為5 ，6則繞組因數為(A)0.93(B)0.97 (C)0.87 (D)0.91 。5180解： K p sinsin 60.96622第18 章同步發電機原理55m72 3，8180203872K d110.9622msin2 3sin2022K w Kp

11、 ×K d 0.966×0.962 0.93（ D ） 29. 發電機之電樞繞組每一線圈之兩線圈邊放置位置，與其應電勢大小，下列敘述何者正確？ (A) 兩線圈邊置於同一磁極下，應電勢為兩邊應電勢相乘 (B) 兩線圈邊置於同一磁極下，應電勢為兩邊應電勢相加 (C)兩線圈邊置於相鄰不同磁極下，應電勢為兩邊應電勢相乘 (D) 兩線圈邊置於相鄰不同磁極下，應電勢為兩邊應電勢相加。解：如圖所示。 (1) 線圈應電勢 e ea +eb ，為兩邊應電勢相加。 (2) 兩線圈邊置於相鄰不同磁極下。（C ）30.繞組因數K w，節距因數 K p，分布因數 K d 三者的關係是(A)K w K

12、 p+Kd(B)K w+K p+Kd 0 (C)K w K dK p(D)K w K d。K p二、問答題18-1同步發電機頻率、極數及轉速之關係1. 試利用轉磁式同步發電機來說明同步發電機發電的原理。解：旋轉磁場式二極同步發電機，轉子有磁場繞組接直流電產生磁場，磁場遍及轉子和定子，以外力讓發電機順時轉動，磁場便能夠順時旋轉，定子裝有一個電樞繞組，在磁場旋轉一周（360 電機角）的期間，電樞繞組即產生一個交流感應電勢E，同步發電機就是以這一個感應電勢發電的。56 第 18 章 同步發電機原理18-3同步發電機的繞組因數2. 何謂短節距繞？有何優點？解：所謂短節距繞，就是同一線圈的兩個線圈邊相隔

13、不到180 電機角。對於基本波而言，短節距繞會減少一些電壓值，但對於多次諧波而言，短節距繞更能減低這些多次諧波的電壓值，使發電機有較完整的正弦波輸出。3. 何謂分布繞？有何優點？解：所謂分布繞，是將同一相的線圈分成數個線圈，分別放置在相鄰的線槽中，因為位置不同，每一個線圈感應電勢的時相便不相同，各線圈感應電勢的向量和，便是該相的總應電勢。分布繞也可以減低多次諧波的電壓值，使發電機的輸出波形更接近正弦波。4. 有一臺三相、 6 極、 Y 接、 72 個電樞槽的同步發電機，每相電樞繞組串聯匝數為 40 匝，其電樞繞組節距為5，每極磁通量為0.025 韋伯，轉速為 1200rpm，6試求每相感應電勢為多少？輸出端電壓為多少？解： (1)每極每相的槽數 mS72（槽）4qP 3 6(2)相鄰兩槽的電機角總電機角P1806180總槽數S1572(3)分布因數 K d1115° 0.