【正文】 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？為什么有這樣的特點(diǎn)？氣輪發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)速高，一般為一對(duì)極，考慮到轉(zhuǎn)子受離心力的作用，為很好的固定勵(lì)磁繞組，轉(zhuǎn)子作成細(xì)而長(zhǎng)的圓柱形，且為隱極式結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子鐵心一般由高機(jī)械強(qiáng)度和磁導(dǎo)率較高的合金鋼鍛成器與轉(zhuǎn)軸做成一個(gè)整體，鐵心上開槽，放同心式勵(lì)磁繞組。水輪發(fā)電機(jī)：低，2P較多，直徑大，扁平形，且為立式結(jié)構(gòu)，為使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和加工工藝簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子為凸極式，勵(lì)磁繞組是集中繞組，套在磁極上，磁極的極靴行裝有阻尼繞組。 6．5 傘式和懸式水輪發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)如何？試比較之。6．6 為什么水輪發(fā)電機(jī)要用阻尼繞組，而汽輪發(fā)電機(jī)卻可以不用？水輪發(fā)電機(jī)一般為凸極結(jié)構(gòu)，為使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，即能異步起動(dòng)，加阻尼繞組。汽輪發(fā)電機(jī)一般為隱極結(jié)構(gòu)，它起動(dòng)時(shí)的原理與異步機(jī)相同，∴不必加起動(dòng)繞組。6．7 一臺(tái)轉(zhuǎn)樞式三相同步發(fā)電機(jī)，電樞以轉(zhuǎn)速n逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)電樞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何？對(duì)定子的轉(zhuǎn)速又是多少？對(duì)電樞的轉(zhuǎn)速為，為定子的轉(zhuǎn)速為0，方向?yàn)轫槙r(shí)針。原因是：要想產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，勵(lì)磁磁勢(shì)與電樞反應(yīng)磁勢(shì)必然相對(duì)靜止，而現(xiàn)在勵(lì)磁磁勢(shì)不變?！嚯姌蟹磻?yīng)磁勢(shì)對(duì)定子也是相對(duì)靜止的，而轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)，∴它必須順時(shí)針轉(zhuǎn)，方能在空間靜止。6．8 試分析在下列情況下電樞反應(yīng)的性質(zhì)。 （1）三相對(duì)稱電阻負(fù)載； （2）純電容性負(fù)載，發(fā)電機(jī)同步電抗； （3）純電感性負(fù)載； （4）純電容性負(fù)載，同步電抗。 6．9 三相同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，在電樞電流滯后和超前于勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)的相位差大于的兩種情況下（即和），電樞磁動(dòng)勢(shì)兩個(gè)分量和各起什么作用？ 6．10 在凸極同步電機(jī)中，如果為一任意銳角，用雙反應(yīng)理論分析電樞反應(yīng)磁通和電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)兩個(gè)矢量是否還同相？與它所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)是否還差？ 6．11 試述交軸和直軸同步電抗的意義。為什么同步電抗的數(shù)值一般較大，不可能做得很??？請(qǐng)分析下面幾種情況對(duì)同步電抗有何影響？ （1）電樞繞組匝數(shù)增加； （2）鐵心飽和程度提高； （3）氣隙加大；（4）勵(lì)磁繞組匝數(shù)增加。 ，表征了當(dāng)對(duì)稱三相直軸或交軸電流每相為1A時(shí)，三相聯(lián)合產(chǎn)生的總磁場(chǎng)（包括在氣隙中的旋轉(zhuǎn)電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng)）在電樞繞組中每相感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)氣隙大，同步電抗大，短路比大，運(yùn)行穩(wěn)定性高，但氣隙大或同步電抗小，轉(zhuǎn)子銅量大，成本增加，∴同步電抗不能太小。 （1）電樞繞組匝數(shù)增加，產(chǎn)生的直軸交軸電樞反應(yīng)磁通增大，∴ ，增加，（∵∴電流不變） （2）鐵心飽和程度提高，磁阻增大，∴ ，減小。 （3）氣隙加大，磁阻增大， ，減小。 （4）同步電抗反應(yīng)的是電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)性質(zhì)與勵(lì)磁繞組無關(guān)，不管什么電抗都有， 6．12 試根據(jù)不飽和時(shí)的電動(dòng)勢(shì)相量圖證明下列關(guān)系式。 （1）隱極同步發(fā)電機(jī) （2）凸極同步發(fā)電機(jī) 其中，為滯后于的夾角，即功率因數(shù)角；為滯后于的夾角；為滯后于的夾角，且有。 6．13 試證明不考慮飽和時(shí)和的公式為 6．15 為什么在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)采用飽和值，而在短路時(shí)卻采用不飽和值？為什么一般總只采用不飽和值？正常運(yùn)行時(shí)軸是飽和的，∴用 的飽和值，而在短路時(shí)，由于的去磁作用，使軸不飽和，∴用不飽和值。6．16 測(cè)定同步發(fā)電機(jī)空載特性和短路特性時(shí)，如果轉(zhuǎn)速降為，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將有什么影響？如果轉(zhuǎn)速降為，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果又將如何？∵，當(dāng)，∴短路電流不變。當(dāng)時(shí)，∵和都與轉(zhuǎn)速成正比減小，而與轉(zhuǎn)速無關(guān)，∴在電動(dòng)勢(shì)方程中所占分量已較大，不能忽略∴隨，6．17 為什么同步發(fā)電機(jī)三相對(duì)稱穩(wěn)態(tài)短路特性為一條直線？∵短路時(shí)，電極磁勢(shì)基本上是一個(gè)純?nèi)ゴ抛饔玫闹陛S磁勢(shì)，即合成電動(dòng)勢(shì)所以起對(duì)應(yīng)的氣隙合成磁通很大，電機(jī)磁路不飽和，而 ∴ ∴是一條直線。6．18 什么叫短路比？它的大小與電機(jī)性能及成本的關(guān)系怎樣？為什么允許汽輪發(fā)電機(jī)的短路比比水輪發(fā)電機(jī)的小一些？同步發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生空載額定電壓與產(chǎn)生額定穩(wěn)態(tài)短路電流所需的勵(lì)磁電流之比，它等于在產(chǎn)生空載額定電壓的勵(lì)磁電流下三相穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)么值，即 小，大，穩(wěn)定度較差，但電機(jī)造價(jià)較便宜，增大氣隙，可減小使短路比增大，電機(jī)性能變好，但轉(zhuǎn)子用銅量增大，造價(jià)高。氣輪機(jī)的小一些，水輪機(jī)∵水電站輸電距離長(zhǎng)，穩(wěn)定問題較嚴(yán)重。6．19 一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的氣隙比正常氣隙的長(zhǎng)度偏大，和將如何變化？ 6．20 同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，它的短路電流為何不大？ 同步穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，短路電流主要由直軸同步電抗限制，而值一般較大，即去磁作用的電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)較大，使氣隙合成磁動(dòng)勢(shì)較小，氣隙電動(dòng)勢(shì)較小，∴短路電流不是很大。6．21 同步發(fā)電機(jī)供給一對(duì)稱電阻負(fù)載，當(dāng)負(fù)載電流上升時(shí)，怎樣才能保持端電壓不變？電阻負(fù)載，說明輸出為有功功率，要增大負(fù)載電流，端電壓不變，而增大有功功率輸出，∴應(yīng)增加原動(dòng)機(jī)的輸入功率。6．22 為什么從開路特性和短路特性不能測(cè)定交軸同步電抗？凸極同步發(fā)電機(jī)的電勢(shì)平衡方程式： 當(dāng)時(shí)， ∴ 是純感性的，即 ∴ ∴由空載特性測(cè)出和短路特性測(cè)出I可求出直軸同步電抗（不飽和值），而此時(shí) ∴不能從空載和短路特性求出 6．23 低轉(zhuǎn)差法測(cè)量和的原理是什么？如果在實(shí)驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)差太大，對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)造成什么影響？6．24 三相同步發(fā)電機(jī)投入并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么？如果不滿足條件會(huì)產(chǎn)生什么后果？①相序一致②頻率相同③電壓大小相等，相位相同。如不滿足條件，在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)間產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致發(fā)生電磁沖擊和機(jī)械沖擊。6．27 并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的隱極同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)調(diào)節(jié)有功功率輸出時(shí)欲保持無功功率輸出不變，問此時(shí)角及勵(lì)磁電流是否改變，此時(shí)和各按什么軌跡變化？ 6．28 一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)單獨(dú)供給一個(gè)對(duì)稱負(fù)載（R及L一定）且轉(zhuǎn)速保持不變時(shí)，定子電流的功率因數(shù)由什么決定？當(dāng)此發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)時(shí)，定子電流的又由什么決定？還與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)嗎？為什么？此時(shí)電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)而言相當(dāng)于怎樣性質(zhì)的電源？ 6．29 畫出凸極同步發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁（）時(shí)的電動(dòng)勢(shì)相量圖，并推導(dǎo)其功角特性，此時(shí)角代表什么意義？ 6．30 為何在隱極電機(jī)中定子電流和定子磁場(chǎng)不能相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但是在凸極電機(jī)中卻可以產(chǎn)生？6．33 試證明在計(jì)及定子電阻時(shí)，隱極發(fā)電機(jī)的輸出功率、電磁功率和功率角的關(guān)系式各為 式中，；為同步阻抗的模，即。6，37 同步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，如，若在此勵(lì)磁電流下空載運(yùn)行，如何變？ 6．38 從同步發(fā)電機(jī)過渡到電動(dòng)機(jī)時(shí)，功率角、電流、電磁轉(zhuǎn)矩的大小和方向有何變化？ 6．39 為什么當(dāng)滯后時(shí)電樞反應(yīng)在發(fā)電機(jī)的運(yùn)行里為去磁作用而在電動(dòng)機(jī)中卻為助磁作用？ 6．40 一水電廠供應(yīng)一遠(yuǎn)距離用戶，為改善功率因數(shù)添置一臺(tái)調(diào)相機(jī)，此機(jī)應(yīng)裝在水電廠內(nèi)還是在用戶附近？為什么？ 6．41 有一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，功率角為。設(shè)在勵(lì)磁保持不變的情況下，運(yùn)行情況發(fā)生了下述變化，問功率角有何變化（定子電阻和凸極效應(yīng)忽略不計(jì)）： （1）電網(wǎng)頻率下降5%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變； （2）電網(wǎng)頻率下降5%，負(fù)載功率不變； （3）電網(wǎng)電壓和頻率各下降5%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變。 6．42 同步電動(dòng)機(jī)為什么沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？其起動(dòng)方法有哪些？ 6．43 為什么變壓器的正、負(fù)序阻抗相同而同步電機(jī)的卻不同？同步電機(jī)的負(fù)序阻抗與感應(yīng)電機(jī)相比有何特點(diǎn)？ 6．44 負(fù)序電抗的物理意義如何？它和裝與不裝阻尼繞組有何關(guān)系？ 6．45 有兩臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，定子完全一樣，但一個(gè)轉(zhuǎn)子的磁極用鋼板疊成，另一個(gè)為實(shí)心磁極（整塊鍛鋼），問哪臺(tái)電機(jī)的負(fù)序阻抗要小些？ 6．46 為何單相同步發(fā)電機(jī)通常都在轉(zhuǎn)子上裝阻尼作用較強(qiáng)的阻尼繞組？6．55 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理是怎樣的？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)與極數(shù)有何聯(lián)系？ 6．56 有一、Y聯(lián)接、（滯后）的汽輪發(fā)電機(jī)，電樞電阻略去不計(jì)，試求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)及與的夾角。 6．57 有一、Y聯(lián)接、（滯后）的水輪發(fā)電機(jī)，，試求額定負(fù)載下發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)及與的夾角。 6．58 有一臺(tái)三相1500kW水輪發(fā)電機(jī)，額定電壓為6300V，Y聯(lián)接，額定功率因數(shù)（滯后），已知它的參數(shù)，電樞電阻可略去不計(jì)，試?yán)L相量圖并計(jì)算發(fā)電機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)。6．60 某三相72500kW水輪發(fā)電機(jī)，Y聯(lián)接，（滯后）。電機(jī)的空載、短路和零功率因數(shù)特性如下： 空載特性0．551．01．211．271．330．521．01．511．762．09短路特性0100．965零功率因數(shù)特性（時(shí)）1．02．115設(shè)，試求：（1）（不飽和值），（飽和值），和短路比；（2）和。 6．61 一臺(tái)12000kW的2極汽輪發(fā)電機(jī)，Y聯(lián)接，（滯后）。已知定子有48槽，每槽兩個(gè)導(dǎo)體，繞組節(jié)距槽，一條并聯(lián)支路，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組每極240匝。略去不計(jì)，空載特性如下：（線）/V0450055006000630065007000750080008400/A0608092102111130160200240短路特性為一過原點(diǎn)的直線。在時(shí)，,試求： （1）同步電抗（不飽和值）； （2）額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流及電壓調(diào)整率。6．64 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，（滯后），電樞電阻可以忽略不計(jì)。該發(fā)電機(jī)并聯(lián)在額定電壓的無窮大電網(wǎng)上。不考慮磁路飽和程度的影響，試求：（1）保持額定運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流不變，當(dāng)輸出有功功率減半時(shí)，定子電流標(biāo)幺值和功率因數(shù)各等于多少？解：設(shè) 輸出有功功率減半時(shí)，有 ∴∴∴定子電流標(biāo)么值： （2）若輸出有功功率仍為額定功率的一半，逐漸減小勵(lì)磁到額定勵(lì)磁電流的一半，問發(fā)電機(jī)能否靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行？為什么？此時(shí)和又各為多少？時(shí)， 能穩(wěn)定運(yùn)行 = 6．65 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)，額定負(fù)載時(shí)功率角，現(xiàn)因外線發(fā)生故障，電網(wǎng)電壓降為，問：為使角保持在，應(yīng)加大勵(lì)磁使上升為原來的多少倍？6．67 一臺(tái)50000kW、13800V（Y聯(lián)接）、（滯后）的水輪發(fā)電機(jī)并聯(lián)于一無窮大電網(wǎng)上，其參數(shù)為，，并假定其空載特性為一直線，試求：（1）當(dāng)輸出功率為10000kW、時(shí)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流及功率角； ∵空載特性為一直線。（2）若保持此輸入有功功率不變，當(dāng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁時(shí)等于多少？發(fā)電機(jī)還能穩(wěn)定運(yùn)行嗎？此時(shí)定子電流、各為多少？發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁 則 ∴ ∵ ∴發(fā)電機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行。由相量圖： （超前）6．69 三相隱極式同步發(fā)電機(jī)額定容量，Y聯(lián)接，。當(dāng)電機(jī)過勵(lì)，（滯后），時(shí)， （1）作相量圖，求，； （2）移去愿動(dòng)機(jī)，不計(jì)損耗，作相量圖，求； （3）改作同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，和同第（1）項(xiàng)，作相量圖； （4）機(jī)械負(fù)載不變，同第（1）項(xiàng)，使，作相量圖，求此時(shí)的。