同步電機(jī)課后習(xí)題ppt課件(已修改)
2025-01-26 11:14 本頁面
【正文】 同步電機(jī)課后習(xí)題 陳知前 2022年 12月 同步電機(jī) 61：汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)上有和區(qū)別？原因何在？ 答：汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上區(qū)別在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同， 汽輪發(fā)電機(jī)采用隱極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，水輪發(fā)電機(jī)采用凸極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 。另外，汽輪發(fā)電機(jī)一般采用臥式結(jié)構(gòu)，水輪發(fā)電機(jī)常采用立式結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)代汽輪發(fā)電機(jī)一般都是兩級(jí)的，同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min。由于轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子受到極大的機(jī)械應(yīng)力，為提高轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，將轉(zhuǎn)子做成隱極式的，即轉(zhuǎn)子鐵心采用整塊高強(qiáng)度合金鍛成，沿轉(zhuǎn)子表面約 2/3部分銑有軸向凹槽，勵(lì)磁繞組分散地嵌放在槽中，因此勵(lì)磁繞組的固定極為可靠，嵌線部分和未開槽的“大齒”構(gòu)成主磁極。這種隱極式的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度高，適合高速運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)。另外， 由于轉(zhuǎn)速高，汽輪發(fā)電機(jī)的直徑較小，長(zhǎng)度較長(zhǎng) ，所以一般為臥式結(jié)構(gòu)。 同步電機(jī) 水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)子離心力較小，轉(zhuǎn)子承受的機(jī)械應(yīng)力較小，故采用制造簡(jiǎn)單、勵(lì)磁繞組集中安放的凸極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為合理。另外，由于 大型水輪發(fā)電機(jī)極數(shù)多，轉(zhuǎn)速低，要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，故特點(diǎn)是直徑大，長(zhǎng)度短 ，大型水輪發(fā)電機(jī)通常采用立式結(jié)構(gòu)。 同步電機(jī) 62：同步電機(jī)有幾種運(yùn)行狀態(tài)？ 答：同步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)： 發(fā)電機(jī)狀態(tài)、補(bǔ)償機(jī)狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。 當(dāng)轉(zhuǎn)子主磁極超前于定子合成磁場(chǎng)，即功角 時(shí)，轉(zhuǎn)子由于要克服制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩而輸入機(jī)械功率，定子繞組向電網(wǎng)或負(fù)載輸出電功率，電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行。 當(dāng)轉(zhuǎn)子主磁極與定子合成磁場(chǎng)的軸向重合，即功角 時(shí)，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為零，此時(shí)電機(jī)內(nèi)沒有有功功率的轉(zhuǎn)換，電機(jī)只發(fā)出或吸收無功功率，電機(jī)處于補(bǔ)償機(jī)狀態(tài)或空載狀態(tài)。 當(dāng)轉(zhuǎn)子主磁極滯后于定子合成磁場(chǎng)，即功角 時(shí)，轉(zhuǎn)子上將受到一個(gè)與其轉(zhuǎn)向相同的驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。此時(shí)定子從電網(wǎng)中吸收電功率，轉(zhuǎn)子可以拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載而輸出機(jī)械功率，電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。 0??0??0??同步電機(jī) 63：試述同步電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式？ 答：同步電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式有以下兩種： 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁 。直流勵(lì)磁機(jī)通常與同步電機(jī)同軸聯(lián)結(jié)，其勵(lì)磁繞組采用并勵(lì)或他勵(lì)接法。當(dāng)采用他勵(lì)時(shí)，勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁由副勵(lì)磁機(jī)供給。為使同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持恒定，常在勵(lì)磁電路中加入一個(gè)反映負(fù)載大小的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即復(fù)式勵(lì)磁系統(tǒng)。 整流器勵(lì)磁 。整流器勵(lì)磁又分為靜止式和旋轉(zhuǎn)式兩種。靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)中的主勵(lì)磁機(jī)是一臺(tái)與同步發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接的三相交流發(fā)電機(jī)，其交流輸出經(jīng)靜止三相橋式不可控整流器整流后，通過集電環(huán)接到主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，供給其直流勵(lì)磁；主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁由交流副勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)靜止可控整流器整流后供給，副勵(lì)磁機(jī)是一臺(tái)中頻三相同步發(fā)電機(jī)， 同步電機(jī) 也與主發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)結(jié)，主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁通過電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)式整流器勵(lì)磁系統(tǒng)的主勵(lì)磁機(jī)是與主發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)結(jié)的旋轉(zhuǎn)式三相同步發(fā)電機(jī)，電樞的交流輸出經(jīng)與主軸一起旋轉(zhuǎn)的不可控整流器整流后，形成直流勵(lì)磁電流送到主發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組；因?yàn)橹鲃?lì)磁機(jī)的電樞、整流裝臵和主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組三者為同軸旋轉(zhuǎn)，不在需要集電環(huán)和電刷，所以這種系統(tǒng)又稱為無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。 同步電機(jī) 64：同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于什么？交軸和直軸電樞反應(yīng)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有何影響？ 答：同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于 電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁場(chǎng)在空間的相對(duì)位臵，即激磁電動(dòng)勢(shì)和負(fù)載電流之間的相角差(內(nèi)功率因數(shù)角 )。 交軸電樞反應(yīng)產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，與產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩及能量轉(zhuǎn)換直接相關(guān)；直軸電樞反應(yīng)產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)，起到增磁或者去磁的作用，與電機(jī)的無功功率和功率因數(shù)的超前或滯后相關(guān) 。 當(dāng) 時(shí)，既存在交軸電樞反應(yīng)，也存在直軸電樞反應(yīng) (去磁作用 )；當(dāng) 時(shí)，既存在交軸電樞反應(yīng)，也存在直軸電樞反應(yīng) (助磁作用 )；當(dāng) 時(shí)，只有交軸電樞反應(yīng)；當(dāng) 時(shí)，只存在直軸電樞反應(yīng) (去磁作用 )；當(dāng)
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