6．13 试证明不考虑饱和时Xad和Xaq的公式为 Xad2?0?lN2kN1?4mfkd

?k??p2?0?lN2kN1?4mfkq

?k??p Xaq6．15 为什么Xd在正常运行时应采用饱和值，而在短路时却采用不饱和值？为什么Xq一般总只采用不饱和值？

正常运行时d轴是饱和的，∴用Xd 的饱和值，而在短路时，由于Id的去磁作用，使d轴不饱和，∴用不饱和值。

6．16 测定同步发电机空载特性和短路特性时，如果转速降为0.95nN，对实验结果将有什么影响？如果转速降为0.5nN，则实验结果又将如何？

'∵E0?n，当n?0.95nN，则E0?0.95E0同步电抗与频率成正比也降为0.95倍，∴

短路电流Ik?E0Xd不变。当n?0.05nN时，∵E0和Xd都与转速成正比减小，而Ra与转速

无关，∴IRa在电动势方程中所占分量已较大，不能忽略∴随n?，Ik?

6．17 为什么同步发电机三相对称稳态短路特性为一条直线？

∵短路时，电极磁势基本上是一个纯去磁作用的直轴磁势，即F??Ff?Fad合成电动

''&?jIx&所以起对应的气隙合成磁通很大，电机磁路不饱和，而F'?E?I F?I 势E????ad''∴Ff?F??Fad?I ∴Ik?f(If)是一条直线。

6．18 什么叫短路比？它的大小与电机性能及成本的关系怎样？为什么允许汽轮发电机的短路比比水轮发电机的小一些？

同步发电机在额定转速下运行时，产生空载额定电压与产生额定稳态短路电流所需的励磁电流之比，它等于在产生空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路电流的标么值，即

kc?If0(U0?UN)Ifk(Ik?IN)?Ik0IN kc小，?U大，稳定度较差，但电机造价较便宜，增大气隙，可减小Xd

使短路比增大，电机性能变好，但转子用铜量增大，造价高。

气轮机的kc小一些，水轮机kc?0.8:1.8∵水电站输电距离长，稳定问题较严重。

6．19 一台同步发电机的气隙比正常气隙的长度偏大，Xd和?U将如何变化？

?? Xd? ?U?

6．20 同步发电机发生三相稳态短路时，它的短路电流为何不大？

同步稳态短路时，短路电流主要由直轴同步电抗Xd限制，而Xd值一般较大，即去磁作用的电枢反应磁动势较大，使气隙合成磁动势较小，气隙电动势较小，∴短路电流不是很大。

6．21 同步发电机供给一对称电阻负载，当负载电流上升时，怎样才能保持端电压不变？

电阻负载，说明输出为有功功率，要增大负载电流，端电压不变，而增大有功功率输出，∴应增加原动机的输入功率。

6．22 为什么从开路特性和短路特性不能测定交轴同步电抗？

&?U&?IR&?jI&X?jI&X 当U?0时，凸极同步发电机的电势平衡方程式：E0addqq&&?jI&X?jI&X是纯感性的，即??90o I&?0 I?Id Ra=X ∴ E0ddqqq&?jI&X?jIX& ∴由空载特性测出E和短路特性测出I可求出直轴同步电抗X（不∴E0ddd0d

饱和值），而此时Iq?0 ∴不能从空载和短路特性求出Xq

6．23 低转差法测量Xd和Xq的原理是什么？如果在实验时转差太大，对测量结果会造成什么影响？

6．24 三相同步发电机投入并联运行的条件是什么？如果不满足条件会产生什么后果？

①相序一致②频率相同③电压大小相等，相位相同。如不满足条件，在发电机和电网间产生环流，导致发生电磁冲击和机械冲击。

6．27 并联于无穷大电网的隐极同步发电机，当调节有功功率输出时欲保持无功功率输出不变，问此时?角及励磁电流If是否改变，此时I和E0各按什么轨迹变化？

6．28 一台同步发电机单独供给一个对称负载（R及L一定）且转速保持不变时，定子电流的功率因数cos?由什么决定？当此发电机并联于无穷大电网时，定子电流的cos?又由什么决定？还与负载性质有关吗？为什么？此时电网对发电机而言相当于怎样性质的电源？

6．29 画出凸极同步发电机失去励磁（E0?0）时的电动势相量图，并推导其功角特性，此时?角代表什么意义？

6．30 为何在隐极电机中定子电流和定子磁场不能相互作用产生转矩，但是在凸极电机中却可以产生？

6．33 试证明在计及定子电阻时，隐极发电机的输出功率P2、电磁功率Pem和功率角?的关系式各为

mE0UU2 P2?sin??????msin?

ZtZt

2mE0UE0 Pem?sin??????msin?

ZtZt式中，??arctanRa22；Zt为同步阻抗的模，即Zt?Ra?Xt。 Xt6，37 同步电动机带额定负载时，如cos??1，若在此励磁电流下空载运行，cos?如何变？

6．38 从同步发电机过渡到电动机时，功率角?、电流I、电磁转矩Tem的大小和方向有何变化？

6．39 为什么当cos?滞后时电枢反应在发电机的运行里为去磁作用而在电动机中却为助磁作用？

6．40 一水电厂供应一远距离用户，为改善功率因数添置一台调相机，此机应装在水电厂内还是在用户附近？为什么？

6．41 有一台同步电动机在额定状态下运行时，功率角?为30?。设在励磁保持不变的情况下，运行情况发生了下述变化，问功率角有何变化（定子电阻和凸极效应忽略不计）： （1）电网频率下降5%，负载转矩不变； （2）电网频率下降5%，负载功率不变；

（3）电网电压和频率各下降5%，负载转矩不变。

6．42 同步电动机为什么没有起动转矩？其起动方法有哪些？

6．43 为什么变压器的正、负序阻抗相同而同步电机的却不同？同步电机的负序阻抗与感应电机相比有何特点？

6．44 负序电抗X?的物理意义如何？它和装与不装阻尼绕组有何关系？

6．45 有两台同步发电机，定子完全一样，但一个转子的磁极用钢板叠成，另一个为实心磁极（整块锻钢），问哪台电机的负序阻抗要小些？

6．46 为何单相同步发电机通常都在转子上装阻尼作用较强的阻尼绕组？ 6．55 步进电动机的原理是怎样的？步进电动机的相数与极数有何联系？

6．56 有一PN?25000kW、UN?10.5kV、Y联接、cos?N?0.8（滞后）的汽

??轮发电机，Xt?2.13，电枢电阻略去不计，试求额定负载下发电机的励磁电动势E0及E0?与I的夹角?。

6．57 有一PN?72500kW、UN?10.5kV，Y联接、cos?N?0.8（滞后）的水

????轮发电机，Ra?0，Xd?1，Xq?0.554，试求额定负载下发电机的励磁电动势E0及E0?的夹角。 与U 6．58 有一台三相1500kW水轮发电机，额定电压为6300V，Y联接，额定功率因数

cos?N?0.8（滞后），已知它的参数Xd?21.2?，Xq?13.7?，电枢电阻可略去不计，

试绘相量图并计算发电机在额定运行状态时的励磁电动势E0。

6．60 某三相72500kW水轮发电机，UN?10.5kV，Y联接，cos?N?0.8（滞后），

?Xq?0.554。电机的空载、短路和零功率因数特性如下：

空载特性 ?U0 0．55 0．52 1．0 1．0 1．21 1．51 1．27 1．76 1．33 2．09 I?f 短路特性 Ik? 0 0 1 0．965 I?f 零功率因数特性（I?IN时）

U ?1．0 2．115 I?f 设X??0.9Xp，试求：

（1）Xd（不饱和值），Xd（饱和值），Xaq和短路比； （2）IfN和?U。

???? 6．61 一台12000kW的2极汽轮发电机，UN?6300V，Y联接，cos?N?0.8（滞后）。已知定子有48槽，每槽两个导体，绕组节距y1?20槽，一条并联支路，转子励磁绕组每极240匝。Ra略去不计，kf?1.0，空载特性如下：

U0（线）/V If/A 0 0 4500 60 5500 80 6000 92 6300 102 6500 111 7000 130 7500 160 8000 200 8400 240 短路特性为一过原点的直线。在Ik?IN时，If?127A,试求： （1）同步电抗Xt（不饱和值）；