（2）SN?n1?nN1500?1426??0.0493 n11500 f2?sf1?0.0493?50?2.47HZ 与5.31一样

（4）Pem?spcu2

pcu2?3I2?2R2??3?5.822?2.82?286W

?pem?Tem?pcu2286??5812.6W s0.0493pem5812.6?60??37N.m ?12??15005．42 一台三相4极绕线式异步电动机，f1?50Hz，转子每相电阻R2?0.015?，额定

运行时转子相电流为200A，转速nN?1475r/min，试求： （1）额定电磁转矩；

?1475?0.01667 SN?150015002 Pem?m2I2R2S0.015?3?2002?0.01667?10800(W)

Tem?Pem?110800 ?2??1500?688(N?m) （2）在转子回路串入电阻将转速降至1120r/min，求所串入的电阻值（保持额定电磁转

矩不变）；

?1120?0.2533 SN?15001500

R2SN?R2?R?S

0.2533 R??(SS?1)R2?(0.01667?1)?0.015?0.213(?)

N （3）转子串入电阻前后达到稳定时定子电流、输入功率是否变化，为什么？ ∵保持电磁转矩Tem不变，而Tem

?Pem?1 ∴Pem不变

Pem?P1?Pcu1?PFe 电压不变 ∴PFe不变， E1不变（E1?U1）

I1?U1?E1R1?jX1?不变， ∴Pcu1不变，∴P1不变。

5．43 一台三相6极笼型异步电机，PN?3kW，UN?380V，定子绕组Y接法，

???4.25?，Rm?4.12?，??1.525?，X2R1?2.08?，X1??3.12?，R2

Xm?62?。当转差率s从1变化到0时，假设电机参数不变，试计算电磁转矩的

大小并画出Tem?f?s?曲线。 T2?

P2??60?9999.72m) ??2??1440?66.3(Ng2?n60 n?(1?s)n1?1440(rmin)

第六章 同步电机

6．1 同步电机和异步电机在结构上有哪些区别？

同步电机：转子直流励磁，产生主磁场，包括隐极和凸极

异步电机：转子隐极，是对称绕组，短路，绕组是闭合的，定子两者都一样。

6．2 什么叫同步电机？怎样由其极数决定它的转速？试问75r/min、50Hz的电机是几极的？

同步电机：频率与电机转速之比为恒定的交流电机n1?60fp，P?60fn1?50 ?6075?40（极）

6．3 为什么现代的大容量同步电机都做成旋转磁极式？

∵励磁绕组电流相对较小，电压低，放在转子上引出较为方便，而电枢绕组电压高 ，电流大，放在转子上使结构复杂，引出不方便，故大容量电机将电枢绕组作为定子，磁极作为转子，称为旋转磁极式。

6．4汽轮发电机和水轮发电机的主要结构特点是什么？为什么有这样的特点？

气轮发电机：转速高，一般为一对极，n?3000rmin，考虑到转子受离心力的作用，为很好的固定励磁绕组，转子作成细而长的圆柱形，且为隐极式结构。转子铁心一般由高机械强度和磁导率较高的合金钢锻成器与转轴做成一个整体，铁心上开槽，放同心式励磁绕组。

水轮发电机：n低，2P较多，直径大，扁平形，且为立式结构，为使转子结构和加工工艺简单，转子为凸极式，励磁绕组是集中绕组，套在磁极上，磁极的极靴行装有阻尼绕组。 6．5 伞式和悬式水轮发电机的特点和优缺点如何？试比较之。 6．6 为什么水轮发电机要用阻尼绕组，而汽轮发电机却可以不用？

水轮发电机一般为凸极结构，为使转子产生异步转矩，即能异步起动，加阻尼绕组。 汽轮发电机一般为隐极结构，它起动时的原理与异步机相同，∴不必加起动绕组。 6．7 一台转枢式三相同步发电机，电枢以转速n逆时针方向旋转，对称负载运行时，电枢反应磁动势对电枢的转速和转向如何？对定子的转速又是多少？

对电枢的转速为n，为定子的转速为0，方向为顺时针。原因是：要想产生平均转矩，励磁磁势与电枢反应磁势必然相对静止，而现在励磁磁势不变。∴电枢反应磁势对定子也是相对静止的，而转子逆时针转，∴它必须顺时针转，方能在空间静止。 6．8 试分析在下列情况下电枢反应的性质。 （1）三相对称电阻负载；

?? （2）纯电容性负载XC?0.8，发电机同步电抗Xt?1.0；

（3）纯电感性负载XL?0.7；

?? （4）纯电容性负载XC?1.2，同步电抗Xt?1.0。

? 6．9 三相同步发电机对称稳定运行时，在电枢电流滞后和超前于励磁电动势E0的相

位差大于90?的两种情况下（即90????180?和?90?????180?）， 电枢磁动势两个分量Fad和Faq各起什么作用？

?a 6．10 在凸极同步电机中，如果?为一任意锐角，用双反应理论分析电枢反应磁通??是否还差90?？ ?a与它所感应的电动势E和电枢反应磁动势Fa两个矢量是否还同相？?a 6．11 试述交轴和直轴同步电抗的意义。为什么同步电抗的数值一般较大，不可能做

得很小？请分析下面几种情况对同步电抗有何影响？ （1）电枢绕组匝数增加； （2）铁心饱和程度提高； （3）气隙加大；

（4）励磁绕组匝数增加。

Xd ，Xq表征了当对称三相直轴或交轴电流每相为1A时，三相联合产生的总磁场（包

括在气隙中的旋转电枢反应磁场和漏磁场）在电枢绕组中每相感应的电动势气隙大，同步电抗大，短路比大，运行稳定性高，但气隙大或同步电抗小，转子铜量大，成本增加，∴同步电抗不能太小。Xd?Xad?X? Xq?Xaq?X?

（1）电枢绕组匝数增加，产生的直轴交轴电枢反应磁通增大，∴Xd ，Xq增加，（∵

E?N∴Ead,Eaq?电流不变Xad,Xaq?）

（2）铁心饱和程度提高，??磁阻增大，∴Xd ，Xq减小。 （3）气隙加大，磁阻增大，Xd ，Xq减小。

（4）同步电抗反应的是电枢电流产生的磁场性质与励磁绕组无关，不管什么电抗都

2有，X?WN?al

6．12 试根据不饱和时的电动势相量图证明下列关系式。 （1）隐极同步发电机 tan??IXt?Usin?

IRa?Ucos? E0?Ucos??IRacos??IXtsin? （2）凸极同步发电机

tan??IXq?Usin?IRa?Ucos?

E0?Ucos??IRacos??IXdsin?

?的夹角；?为U??的夹角，?滞后于E??其中，?为I滞后于U即功率因数角；滞后于E?为I00的夹角，且有?????。