南京理工大学紫金学院课程考试答案

1、南京理工大学紫金学院课程考 试答案作者:日期: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S=U .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

2、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：Fp1 0.9罟心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、2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

3、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

4、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I 0.80 Wb，绕组并联支路数2a 2。求：（1）基波绕组系数kw1 ；（ 2）基波相电势Ep1 ；（3）基波线电势EII。解:Z2pkp1siny Sin2Sin 0.96596 2每极每相槽数Z 36 2pm 6槽距角P 360Z3603630基波分布因数kd1Sinqgqsi n30sin2 -J

5、0.966O . 302 Sin 一2（1）基波绕组系数kd1kp10.9659 0.9660.933（2）每相绕组串联匝数为N12PqNy 6 律 2412相绕组基波电动势有效值E14.44fN1k114.44 50 24 0.933 0.83976.8192 (V)2 分(3)基波线电势有效值El1 . 3E I J3 3976.8192 6887.8509 (V)2 分2. (12分)有一台三相6极异步电动机，f 50 HZ, SN 0.045 ,试求：(1)旋 转磁势的转速n1 ； （2）额定转速nN ； （3）转子转速n为960rmin时的转差率s；（4） n 1030rmin时的转

6、差率s； （5）启动瞬间的转差率SO解:(I) n60 fP60 5031000(r/min)(2)nNm(1SN)1000(10.045)955(r/min)3 分(3)Sn1 n1000 9600.042分1000(4)Sn1 n1000 10300.032分1000(5)S0n n1000 012分n100050Hz , 2p=4, UN 380V ,3. （12分）有一台三相异步电动机，PN 16.0kW ,IN 34A ,定子绕组为 Y连接。额定运行的各项损耗分别为FCu1 820W ,FCu2 750W , PFe 300W , Pm P 260W ,试求：（1）额定运行时的电磁转

7、距;（2）额定运行时的输出转矩；（3）额定转速。解：（1 ）PMPcu2PmPA P217.01kw3分T-PM1寺 10834Nm2分60(2)SNPcu2 PM0.044093分260N 157radTN鱼101.9Nm2分(3)nNn (1 SN) 1433.87( r / min)2分4、（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=0.82隐极同步发电机适合（）速旋转的（）发电机。额定运行时的功角；最大电磁功率PMmaX过载能力KMo解:PN（U：3U N cos N312500 10.3 6600 0.81366

8、.87 AE0arccos0.8 36.8766003810.62V 、3jaXa3810.6j1366.8736.8744374 3232mUE2XS3810.62 437412500.739kwPM max Sin12500.739 Sin 326624kwPM max12500.7391.8966245、（ 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 n=0.85 （滞后），同步电抗Xd=16, Xq=10 Q ,电阻不计，试求：额定状态运行时，发电机的功角和每相励磁电势Eo?解:_8750_103_10.5

9、103481.14A（2 分）10.5 1036062.35/（2 分）arccos0.85 32IaXq U Sinarcta nU cosarc tan481.14 10 6062.35 sin 326062.35 cos3276（2 分）763244IdI a Sin481.14Sin 76469.76A（6分）IqIaCOS481.14cos76116.4AE。U cosIdXd11877.0496/二. 填空题（10分，每空1分）3 水轮同步发电机稳定极限角Vu（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

10、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2值_无关，起动转矩的大小与转子电阻匕有 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PO2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 n1(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

11、势-一串级调速;改变外施电压调速。1 S3异步电动机等效电路中R/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?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，1-sR>0，PMEC m221sR' 0 ,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, PMEC0,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

12、，（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，CoSN 0.8，2p 4极，定子绕组 Y接法，乙48槽，N172匝，q 6槽，丫110槽，f 50Hz, 1 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 FN、3U N COS N4500,3 10.5 0.8309.3AZ 482pm 4 3g皿15Z48Z2p4812y1512 1030.4 15 SInkdCOS-20.96592 kp2C QR

13、"7"70.95/15 4sin 2kd p1kdkp10.925024一相磁势幅值为Fp10.9-1NIkdPIP0.9 3°93 7220.925029289.92 A（2）三相合成磁势幅值为Fi0.9 J-1NIkdPIP13904.88 A2. （12分）有一台三相异步电动机，输入功率P 7.5kW ,定子铜耗Pcu1370W，铁耗 PFe 170W，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）PMPPcu 1 PFe 6960 w(2) Pcu2SFM104.4W(3) P (1 S)PM6855.6W3.（ 1

14、2分）有一台三相异步电动机,PN 17kW , f 50Hz , 2p=4, UN380V ,定子绕组为 Y连接。额定运行的各项损耗分别为PCUl 70CW , Pcu2 500W ,FFe 450W ,机械损耗Pm 150W ,附加损耗P 200W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。PMPcu2 Pm PA P2 17.85kWT 皿 f 11369Nm60(2)SNPcu2Pm0.028(3)nNn1(1 SN )1458(r / min)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UPN 230V ,额定

15、相电流IPN 8.5A , CoS N 0.8 （滞后），已知该机运行于额定N 157rad60TNPL 108.28Nm状态，每相励磁电势Eo 37CV ,内功率因数角60,不计电阻压降,试求:d,q,Xd和Xq各为多少?解:Id IaSi n 5.1154AIq IaCoS 6.8AN arccos0.83723XqU Sin13.22XdE0 U cosId30.9435.（12分）一台凸极三相同步电动机,接法，U N6600V , fN50 HznN600rmin , I N 65A ,额定功率因数CoSN 0.8（超前），同步电抗Xd 55Xq40,不计电阻压降，试求：（1）额定负载时空载电势E0及功率角 N ； （2）额定负载时的电磁功率