电机学经典习题.pptx

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1、(2)两台变压器联结组号相同两台变压器联结组号相同,但变比不同但变比不同 会引起一定的环流会引起一定的环流,空载时二次侧环流由以下公式计算空载时二次侧环流由以下公式计算:例：两台变压器容量相等，联结组都是例：两台变压器容量相等，联结组都是Yd11,额定电压额定电压U1N/U2N=10/6.3kV,短路阻抗短路阻抗均为均为5.5%，但变比不等，但变比不等，k1=0.916,k2=0.9115,求并联运行时空载电流。求并联运行时空载电流。即即额定变比：额定变比：变比误差：变比误差：两台变压器并联运行，两台变压器并联运行，U1N/U2N=35/6.3kV,联结组都是联结组都是Yd11,额定容量：额定

2、容量：S1=6300kVA,S2=5000kVA,短路阻抗标幺值分别为短路阻抗标幺值分别为0.07、0.075，不计阻抗角差别。求并联组最大容量、最大输出，不计阻抗角差别。求并联组最大容量、最大输出电流、利用率。电流、利用率。解：由于变压器1短路阻抗的标幺值小，先达到满载，令故有，即两变压器并联组的最大容量并联组的最大输出电流并联绕组的利用率补补 有两台变压器并联运行有两台变压器并联运行,已知它们的联结组号相同已知它们的联结组号相同,变比相同变比相同.S1n=1000kVA,S2n=1250kVA,短路阻抗标幺分别是短路阻抗标幺分别是:0.06和和0.07.回答下列问题并说明理回答下列问题并说

3、明理 由：由：（1）哪台变压器负担的容量的绝对数量大？）哪台变压器负担的容量的绝对数量大？（2）不断增大总的负载，哪台变压器先达满载？）不断增大总的负载，哪台变压器先达满载？【补补】有三台变压器并联运行，已知有三台变压器并联运行，已知S1n=10kVA,S2n=20kVA,S3n=30kVA.Zk1=4%,Zk2=5%,Zk3=5%.设总负载为设总负载为50kVA，问每台变压器各负担多少？，问每台变压器各负担多少？(c=1/25,10,16,24)作业作业:2-23 2-241 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。答：若连接，将在变压器之间构成的

4、回路中引起极大的环流，答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。把变压器烧毁。1两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。A：大小成反比 B：标么值成反比 C：标么值成正比答：B2.一台Y/-12和一台Y/-8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。A能 B不能 C不一定 D不改接也能答：A1,某变电所有两台变压器，数据如下：第一台：SN1=3200kVA,U1N/U2N=35/6.3kV,uk=6.9%;第二台：SN2=5600kVA,U1N/U2N=35/6.3kV,uk=7.5%。试求：两台变压器并联运行，输出的总负载 8000kVA时，每台变压

5、器应分担多少？在没有任何一台变压器过载的情况下，输出的最大负载为多少？2,某工厂由于生产发展，用电量由500kVA增加到800kVA，原有的变压器SN=560kVA，U1N/U2N=6300/400V,yyn0连接组，uk=5%;.今有三台备用变压器，如下：变压器1：SN1=320kVA,U1N/U2N=6300/400V,yyn0连接组，uk=5%;变压器2：SN1=240kVA,U1N/U2N=6300/400V,yyn0连接组，uk=5.5%;变压器3：SN1=320kVA,U1N/U2N=6300/400V,yyn0连接组，uk=5.5%.试求：在不允许任何一台变压器过载的情况下，选哪

6、一台变压器进行并联运行最合适？如果负载再增加，要用三台变压器并联运行，再增加哪一台合适？这时最大负载容量是多少?各变压器的负载程度如何？px1791,变压器负载运行时，若增大负载电流，则变压器的铁耗将_(a.减小；b.不变；c.增大)；变压器的铜耗将_(a.减小；b.不变；c.增大)。2,假定某台变压器的额定电压、额定频率和铁心结构已经不可变更，今测试发现其铁心过饱和，为了减小饱和程度。应该（）。a.减少一次侧绕组匝数；b.减少二次侧绕组匝数；c.增大一次侧绕组匝数；d.增大二次侧绕组匝数；e.a或者b;f.c或者d。1,bc2c3,变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r1很小，因此电

7、流很大。（）答：4,变压器空载和负载时的损耗是一样的。（）答：5,变压器的变比可看作是额定线电压之比。（）答：6,只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。（）答：补补一台单相变压器一台单相变压器,铁心中没有剩磁铁心中没有剩磁.空载合闸时电源电压恰好过最大值空载合闸时电源电压恰好过最大值,问一次绕问一次绕 组中是否会产生冲击电流组中是否会产生冲击电流,为什么为什么?【补补】如果磁路不饱和，变压器空载合闸的最大电流是多少？如果磁路不饱和，变压器空载合闸的最大电流是多少？【补补】两台完全一样的单相变压器，一台铁心中没有剩磁，另一台有剩磁。当它们分两台完全一样的单相变压器，一台铁心中没

8、有剩磁，另一台有剩磁。当它们分 别空载合闸时，都产生了冲击电流。问在最极端的情况下，哪台变压器的别空载合闸时，都产生了冲击电流。问在最极端的情况下，哪台变压器的冲击冲击 电流的幅值更大些？电流的幅值更大些？补充补充变压器空载分闸：可能产生过电压。变压器的突然短路变压器空载分闸：可能产生过电压。变压器的突然短路:分析方法与空载合闸类似分析方法与空载合闸类似.漏电保护器漏电保护器:原理类似变压器原理类似变压器.交流电焊机交流电焊机:是一台漏抗很大的变压器是一台漏抗很大的变压器.一台800kVA、10/6.3kV的三相变压器，YD11联接，短路损耗PKN=11.45kW，阻抗电压uk=0.055。试

9、求：1,高压绕组稳态短路电流及其倍数；2,当=0时发生突然短路，短路电流的最大值。（为合闸时电压的初始角。）复习题1、两台三相变压器，组号分别为、两台三相变压器，组号分别为 Y/y0-12 和和Y/y0-8，变比相等，短路阻抗标么值也相等，改变出线，变比相等，短路阻抗标么值也相等，改变出线端标志可使其并联运行。端标志可使其并联运行。2、变压器负载电流变化与变压器副边电压、变压器负载电流变化与变压器副边电压变化率无关。变化率无关。4、两两台台连连接接组组号号不不同同的的变变压压器器并并联联，副副边边并并联联回回路路中中会会出出现现 ，不不利利于于变变压器运行。压器运行。环流环流5、变压器原、副边

10、电流计算要利用、变压器原、副边电流计算要利用 图图中中副副边边折折算算到到 ，图图中中各各参参数可通过数可通过 实验获得。实验获得。等效电路图等效电路图,原边原边空载和短路空载和短路7、变压器折算法的依据是、变压器折算法的依据是功率平衡关系不变。功率平衡关系不变。磁动势平衡关系不变磁动势平衡关系不变，8、两台变压器并联的条件是什么两台变压器并联的条件是什么?各变压器各变压器变比变比k k相等；相等；各变压器的连接组号相同；各变压器的连接组号相同；各变压器的短路阻抗标么值相等，各变压器的短路阻抗标么值相等，其阻抗角也应相等。其阻抗角也应相等。9、变压器额定频率为、变压器额定频率为60Hz，如改接

11、到频率为，如改接到频率为50Hz，原边电压仍为电网电压，则对激磁电流、，原边电压仍为电网电压，则对激磁电流、铁耗、漏抗及电压变化率等有何影响？铁耗、漏抗及电压变化率等有何影响？答答：U14.44fN1 m，U1不变，则不变，则f m乘积不变。乘积不变。激磁电流、铁耗增加，激磁电流、铁耗增加，X1、Xm与与频率成正比频率成正比，随着频率的减小而减小，随着频率的减小而减小，XK减小，电压变化率减小。减小，电压变化率减小。10、并联运行的变压器若短路、并联运行的变压器若短路阻抗标么值不等，阻抗标么值不等，则其对容量大的变压器是大些好还是小些好？则其对容量大的变压器是大些好还是小些好？为什么？（假定变

12、压器带感性负载）。为什么？（假定变压器带感性负载）。答：答：并联变压器短路并联变压器短路阻抗标么值不相等，阻抗标么值不相等，会出会出现并联变压器负载分担不均衡的现象。现并联变压器负载分担不均衡的现象。到满载，充分利用大容量变压器。到满载，充分利用大容量变压器。容量大的变压器，希望容量大的变压器，希望小，使其先达小，使其先达11.变压器短路阻抗大小与短路电流大小有何关系，变压器短路阻抗大小与短路电流大小有何关系，为什么大容量变压器把短路阻抗设计得小一点？为为什么大容量变压器把短路阻抗设计得小一点？为了限制短路电流，短路阻抗的取值应该怎样？了限制短路电流，短路阻抗的取值应该怎样？答：答：因为因为

13、，所以短路电流大小与短路阻抗大，所以短路电流大小与短路阻抗大小成反比。小成反比。因为，因为，所以为了限制短路电流，应将所以为了限制短路电流，应将 设计得较大。设计得较大。12.为什么自耦变压器的变比大小决定了它的优越为什么自耦变压器的变比大小决定了它的优越性？试说明原因。性？试说明原因。答：答：自耦变压器，电磁容量若若ka=3，则，则SM=0.67SNA；若若ka太大，则它将失去省材料、重量轻、太大，则它将失去省材料、重量轻、尺寸小、铜耗小的优点。尺寸小、铜耗小的优点。总结总结:笼型转子感应电机由于电机结构的限制笼型转子感应电机由于电机结构的限制,一般只能在定子侧想办法来改善起动一般只能在定子

14、侧想办法来改善起动 性能性能.(3)特殊电源起动特殊电源起动:如使用异步电机软起动器如使用异步电机软起动器,变频器等变频器等.异步电机软起动器的原理仍然是降压起动异步电机软起动器的原理仍然是降压起动,只不过在起动过程中根据电流大小可只不过在起动过程中根据电流大小可以动态实时调节电压的大小以动态实时调节电压的大小.变频器起动的原理是起动过程中定子频率是逐步升高的变频器起动的原理是起动过程中定子频率是逐步升高的,使电机始终运行在小转使电机始终运行在小转差的范围内差的范围内.*（4）并联电容器起动）并联电容器起动电机起动电流的大部分由电容器提供。电机起动电流的大部分由电容器提供。一台笼型异步感应电动

15、机，一台笼型异步感应电动机，Pn=1000kW,Un=3000V,In=235A,n=593rpm,起动电流倍数起动电流倍数kI=6,起动转矩倍数起动转矩倍数kt=1.0,最大允许冲击电流为最大允许冲击电流为950A，负载要求起动转矩不小于，负载要求起动转矩不小于7500Nm,试计算在采用下列起动方法时的起动电流和起动转矩：试计算在采用下列起动方法时的起动电流和起动转矩：（1）直接起动）直接起动（2）定子串电抗器起动）定子串电抗器起动（3）采用星三角起动器起动）采用星三角起动器起动（4）采用自耦变压器（）采用自耦变压器（64%，73%）起动）起动判断上述方法哪一种能满足要求？判断上述方法哪一种

16、能满足要求？解：额定转矩解：额定转矩 1.直接起动 线路不能承受这样大的冲击电流。2.定子串电抗器起动 设起动电流，则起动转矩小于负载转矩，不满足要求。3.用Y-启动器起动虽然起动电流满足要求，但起动转矩小于负载转矩。4.采用自耦变压器起动(1)采用64%档起动电流满足要求，但起动转矩小于负载转矩。(2)采用73%档起动电流、起动转矩均能满足要求。总结总结:绕线转子感应电动机不仅可绕线转子感应电动机不仅可 以在定子侧想办法改善起以在定子侧想办法改善起动动 性性 能能,而且可以在转子侧而且可以在转子侧想想 办法改善起动性能办法改善起动性能.自看例自看例5-6,5-6,讨论讨论5-25-23.一台

17、三相绕线式异步电动机参数为：2若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。答：减小，减小3深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。答：集肤效应，功率因数4绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。答：减小，增大5三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时=，转子总电阻值约为 。答：1，CA绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（）。A起动转矩增大，起动电流增大；B起动转矩增大，起动电流减小；C起动转矩增大，起动电流不变；D起动转矩减小，起动电流增大。B作业：作业：5-23 5-25 5-26C1三相异步电动机的最大转矩与

18、转子电阻 。(无关)2增大绕线式异步电动机转子回路的电阻，其临界转差率_。(增大)3鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子回路串电抗器起动、星-三角换接起动和_起动。(自耦变压器)例例】一一 台感应电动机，台感应电动机，380V，60HZ，用变频器供电。，用变频器供电。（1）当频率调为）当频率调为30HZ时，电压大约应该调为多少？如果电压仍然保持在时，电压大约应该调为多少？如果电压仍然保持在380V，电，电机会发生什么情况？机会发生什么情况？（2）当频率调为）当频率调为120HZ时，电压大约应该调为多少时，电压大约应该调为多少?(537V)当转速为50Hz时,变频器的输出电压为380V,电流为3

19、0A.这时如果增大输出频率到60Hz,变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A.很显然输出功率不变.所以我们称之为恒功率调速.380*1.414=537B2绕线式感应电动机在转子回路串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？所串电阻是否越大越好？答：从等效电路可以看出，增加转子电阻使总的阻抗增加了，所以起动电流减小(2)。转子电阻增加，使得提高；起动电流减小使得定子漏抗电压降低；电势增加，使气隙磁通增加。起动转矩与气隙磁通、起动电流、成正比，虽然起动电流减小了，但气隙磁通和增加，使起动转矩增加了(2)。如果所串电阻太大，使起动电流太小，起动转矩也将减小(1)。1.同步发电

20、机稳态运行时，若所带负载为感性 ，则其电枢反应的性质为（）。A交轴电枢反应；B直轴去磁电枢反应；C直轴去磁与交轴电枢反应；D直轴增磁与交轴电枢反应。答：C2在同步电机中，只有存在电枢反应才能实现机电能量转换。答：交轴例题3同步电机的功角有双重含义，一是和之间的夹角；二是和空间夹角。答：励磁电动势，电压主极轴线，气隙合成磁场轴线，复习题3.同步发电机带有阻感负载时的电枢反应是（）。A.直轴去磁；B.直轴加磁；C.交轴及直轴加磁；D.交轴及直轴去磁；4.同步发电机并网联运行时，在下列哪种情况下其稳定性较好（）。A.正常励磁运行；B.欠励运行；C.过励运行；D.重载运行；5.负载并网运行的水轮发电机

21、只减小励磁电流，发出的功率将（）A.不变；B.减小；C.增大；D.不确定；6.单台水轮同步发电机带负载独立运行时，若水轮机的输出功率减小，而励磁电流和负载阻抗值不变时，发电机输出功率将（）。A.不变；B.减小；C.增大；D.不确定；7.凸极同步电机，其直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq相比（）。A.XdXq；D.XdXq；3.D；4.C；5.A；6.B；7.C；复习题8.中小型交流电机，消除定子绕组中齿谐波电动势常采用的方法是（）。A.采用短距线圈；B.采用分布绕组；C.改善主极磁场分布；D.采用斜槽；9.三相异步电动机拖动恒转矩负载运行时，若电源电压下降10%，转速将（）。A.增大；B.不变

22、；C.减小；D.减小10%；10.为消除交流绕组中的5次和7次谐波电动势，可取y1等于（）。A.4/5T；B.5/4T；C.5/6T；D.5/7T；11.三相异步电动机转子电流所产生的磁动势相对于转子的转速为（）A.ns；B.n；C.sns；D.0；12.正常运行为接线的三相异步电动机，常见的起动方法是（）。A.直接起动；B.自耦变压器降压起动；C.Y-换接起动；D.定子串电阻起动；8.D；9.C；10.C；11.C；12.C；复习题15.空载的变压器若电源电压不变，频率由50Hz变为60Hz，其铁心磁通将（）A.不变；B.变大；C.变小；D.不确定；16.一台配电变压器，保持一次侧额定电压不

23、变，若二次侧空载电压和额定负载时电压相等，则这台变压器负载性质可能为（）。A.阻感性；B.纯感性；C.纯阻性；D.阻容性；15.C；16.D；22.同步发电机实用的并网方法有两种，分别是_和。23.减小同步发电机励磁电流，其功率角将_。24.同步发电机转子阻尼绕组的作用是_。25.绕线式异步电动机转子串电阻起动的优点是_和_。复习题（5）升高异步电机的定子电压，最大转矩将_（减小，不变，增大）；在转子回路中串电阻，最大转矩将_（减小，不变，增大）。（答案：增大；不变）（6）一台380V、50Hz的感应电动机，把它接在380V、60Hz的电源上运行，则电机的主磁通将_（下降，不变，上升）；电机的

24、最大转矩将_（下降，不变，上升）。（答案：下降；下降）（7）在异步电动机的绕线转子中串入适当的电阻，则电机的最大转矩将_（下降，不变，上升）；电机的临界转差率将_（下降，不变，上升）。（答案：不变；上升）复习题例题例6-1一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步电抗的标幺值为，电枢电阻略去不计，试计算该机在额定电压、额定电流、(滞后)时激磁电动势的标幺值(不计饱和)思考题：凸极同步电机转子励磁匝数增加使 和将 ；凸极同步电机气隙增加使 和 将 答：不变，减小复习题40.某三相水轮发电机PN=15000kW，UN=6.3kV，Y接，cosN=0.8（滞后），已知：标么值Xd=1.0，Xq=0.65，

25、电枢电阻Ra忽略不计。试求：额定运行时的功率角。2两台额定电压相同的变压器并联运行，已知：SNI=3000kVA，uKI=5%；SNII=3000kVA，uKII=10%。(1)总负载为3000kVA时，两台变压器的负载分别是多少？(2)为了不使任一台变压器过载，两台变压器的最大总输出容量是多少。解 从气隙线上查出，If280A时，激磁电动势 ；在同一励磁电流下，由短路特性查出，短路电流I1718A；所以同步电抗为 习题习题7同步发电机并网的条件是：（1）；（2）；（3）。答：发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致10同步发电机与电网

26、并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁功率为 。答：7同步发电机的额定功率指（）。A转轴上输入的机械功率；B转轴上输出的机械功率；C电枢端口输入的电功率；D电枢端口输出的电功率。答：D习题为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大？答：感应电机的励磁电流由电源供给，需要从电网吸取感性无功功率，如果气隙大，则励磁电流大，电机的功率因数低，因此在机械允许的条件下，气隙要尽量小一些(2)。同步电机的气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励，从同步电机运行稳定性考虑，气隙大，同步电抗小，短路比大，运行稳定性高。但气隙大，转子用铜量增大，制造成本增加。气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这

27、两方面的要求(3)。习题7同步发电机在过励时从电网吸收，产生电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出，产生电枢反应。答：超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁2.在直流电机中，EU还是EU是判断电机作为发电机还是电动机运行的依据之一，在同步电机中，这个结论正确吗？答：在同步电机中，励磁电动势E0和电机端电压U都是相量，不能根据它们的大小来判断电机的运行状态，而应根据气隙合成磁场轴线与主磁极轴线的相对位置来决定。当主磁极轴线超前气隙合成磁场轴线时，为发电状态；重合时为调相状态；滞后时为电动机状态。习题 一汽轮发电机，额定功率因数为0.8（滞后），同步电抗为xs*=1.0，并联在无穷大电网上

28、运行（1）供给90%额定电流时的输出有功和无功（额定功率因数），空载电动势E0和功角；（2）调节机械输入，使输出有功功率达到额定的110%，如励磁保持不变，则角和无功如何变化；（3）如需无功保持不变，如何调节励磁电流，求此时的空载电动势E0和功角。一汽轮发电机，额定功率因数为0.8（滞后），同步电抗为xs*=1.0，并联在无穷大电网上运行分析：1.并联在无穷大电网上，不论输入机械功率、励磁电流和负载如何变化，则输出电压保持为额定电压；2.计算空载电动势 需先知道输出电流的相量解：90%额定电流，且有额定功率因数，则输出有功功率为0.72，无功功率为0.54空载电动势习题 一汽轮发电机，额定功率因数为0.8（滞后），同步电抗为xs*=1.0，并联在无穷大电网上运行（1）供结90%额定电流时的输出有功和无功（额定功率因数），空载电动势E0和功角；（2）调节机械输入，使输出有功功率达到额定的110%，如励磁保持不变，则角和无功如何变化；思考题发电机的定子电流的功率因数的确定发电机的定子电流的功率因数的确定1.单独给对称负载供电时，由负载阻抗决定2.与大电网并联时，负载由电网供给，发电机担负的有功由其原动机的功率大小决定；担负的无功功率决定于发电机的励磁电流，过励时功率因数滞后，欠励时超前。思考题同步电机的内功率与电磁功率有何关系？磁阻转矩应可看同步转矩还是异步转矩？