南京理工大学紫金学院课程试卷答案

1、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 。 汽轮同步发电机稳定极限角3一、I.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。二.简答题4x 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

2、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：Fp1 0.9詈心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、|2s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

3、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，制成多极比拟容易，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隐极式转子那么没有明显凸出的磁极，隐极式转子制造工艺比拟复杂，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拟简单，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

4、外，一般都采用 凸极式。三.计算题70分1、 13分一台三相6极交流电机，定子是双层分布短距绕组，频率50 Hz,定子槽数乙 36槽，线圈节距是极距，定子绕组Y接，线圈匝数Ny 2匝，气隙基波每极磁通是10.80Wb，绕组并联支路数2a 2。求:1基波绕组系数kwi ； 2基波相电势Ep1 ；3基波线电势Eh。解:2p，y1kp1 siny2si4.5sin 6 20.965936每极每相槽数2 pm槽距角p 360Z3603630基波分布因数Kmsinq §qsi n230sin2 -乙 0.966 o . 302 sin 一2(1)基波绕组系数Kd1kp10.9659 0.966

5、 0.933(2)每相绕组串联匝数为相绕组基波电动势有效值N12pqNy 6 2 2a1E 1 4.44fN1k 1 1 4.44 50 24 0.933 0.8 3976.8192 (V)2 分3基波线电势有效值El1, 3E 1,3 3976.8192 6887.8509 (V)2. 12分有一台三相6极异步电动机，f 50 Hz, s0.045，试求：1旋转磁势的转速厲；2额定转速nN ;3转子转速n为960r/min时的转差率s；4n 1030 r/min时的转差率s；5启动瞬间的转差率s。解:60 f60 501000(r/min)32nNni(1Sn)1000(10.045)955

6、(r / min)345sg1000n1 n1000 10301000n n01000 01000 9600.03s1000n1 n0.043.12分有一台三相异步电动机，Pn16.0kW, f 50Hz , 2p=4, Un 380V,34A ,定子绕组为 丫连接。额定运行的各项损耗分别为P：u1820W ,1丨额定运行时的电磁转距;FCu2 750W , PFe 300W , Pm P 260W,试求:2额定运行时的输出转矩;3额定转速。解：1pMPcu 2PmPap217.01kw108.34NmPm2n604、23Snpcu2 / pM0.044092 “157 rad60101.9N

7、mTnnN n (1 Sn) 1433.87(r / min)12分有一台汽轮发电机， PN=12500kW, U n=6600V,定子绕组 Y接法，m=3, cos $ n=0.8滞后，Xs=4.0Q，发电机并网运行，输出额定频率 f=50Hz时，求：每相空载电势E;额定运行时的功角；最大电磁功率PMmax过载能力K。解:Pn<3U n cos n312500 10.3 6600 0.81366.87 Aarccos0.8 36.87E。66003810.62VUjIaXa3810.6j1366.8736.8744374 3232mUEXs3810.62 437412500.739kw

8、12500.739 sin 326624kwmaxkMPMN12500.7391.896624PM max sin5、 12分有一台三相凸极同步发电机并网运行，额定数据为：S=8750kVA,UN=10.5kV，定子绕组Y接法，cos© n5 滞后，同步电抗Xd=16Q, Xq=10 Q ,电阻不计，试求：额定状态运行时，发电机的功角3和每相励磁电势Eo?解:8750 103.3 10.53481.14A1032分IdIqE。10.5 103厂6062.35/2分arccos0.85IaXq arctanI a sinI a cosU cos32U sinU cosarc tan48

9、1.14 10 6062.35 sin326062.35 cos32762分7632481.14481.14IdXd44sin 76469.76Acos76 116.4A11877.0496 V6分二. 填空题10分，每空1分1 内功率因数角指的是丨之间的夹角，功角3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S汁口一填角度的大小范围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

10、大小与转子电阻 I有 关填有无关系。二.简答题4X5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：n n (1 s) 60f (1 s) P(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 改变绕线式异步电机的转子外串电阻； 改变绕线式异步电机的转子外串附加电势一一串级调速; 改变外施电压调速。3异步电动机等效电路中1 s3r/代表什么意义？能不能不用电阻而用一个电感或电容来s表示？

11、为什么?1 s、R/称为模拟电阻，其消耗的功率等于总的机械功率。s其不能用电阻电阻而用一个电感或电容代替。当0<S<1时，电机处于电动机状态，R/>0, pMEc0，电机轴上ss1 s输出机械功率；当 S<0时，电机处于发电状态R/<0, PMec 0,电机从轴上吸收机s1 s械功率；当S>1时，电机处于发电状态R/<0,电机从轴上吸收机械功率s4三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，Pn 4500kW，Un 10.5kV

12、，cos n 0.8，2p 4极，定子绕组丫接法，乙48槽，汕72匝，q 6槽，10 槽,f 50Hz，l1 IN，试求：1单相绕组所产生的基波磁势幅值 Fp1 ;2三相绕组所产生的合成磁势的基波幅值 F1 ；解In pnY 3U N COs N-=309.3A3 10.5 0.8482 pm 4 3p 36023604815482p121512103015kdcos20.96592 kp.4 sin20.9577154sin2kd p1kdkp10.925021分1分1分1分一相磁势幅值为9289.92 A 2 分F“0.9也kd"0.9 309.3 72 0.92502P2(2)

13、三相合成磁势幅值为F1 - 0.9I1N1 kdp1 13904.88A2 P2. 12分有一台三相异步电动机，输入功率R7.5kW，定子铜耗370W，铁耗PFe 170V15，试求：1电磁功率;2转子铜耗；3总机械功率。解：1PmR PCu1 PFe 6960w2巳.2 SR 104.4W3P (1 s)R.6855.6W3. : 12分有一台三相异步电动机,PN 17kW， f 50 Hz，2p=4, UN 380/,定子绕组为 丫连接。额定运行的各项损耗分别为P® 700W，Pcu2 500W，Re 450W，机械损耗Pm 150W，附加损耗P 200W试求：1额定运行时的额定

14、转速；2额定运行时的输出转矩；3空载转矩；4电磁转距。解：1PmPcu2 Pm Pa P217.85kWT 匹益 113.69Nm602SNPcu2 / Pm0.0283nNRi(1 SN)1458(r / min)4. 12分有一台三相凸极同步发电机,电枢绕组丫接法，每相额定电压2 n157 rad60TnP108.28NmupN 230/，额定相电流lpN 8.5A， cos 0.8滞后，该机运行于额定状态，每相励磁电势E。370/，内功率因数角60，不计电阻压降，试求:ld,lq,Xd和Xq各为多少?解：Id la sin5.1154A2分lqlacos6.8A2分N arccos0.837N232分U sinXq13.222分1 qEg UcosXd30.9432 分ld5. 12分一台凸极三相同步电动机， 丫接法，Un 6600V , fN 50Hz,nN 600r/min , In 65A，额定功率因数cos n 0.8超前，同步电抗Xd 55 ,Xq 40 ，不计电阻压降，试求：1额定负载时空载电势E0及功率角S n ；2