《电机学》习题解答(吕宗枢)-11章

1第11章思考题与习题参考答案11.1同步发电机感应电动势的频率和转速有什么关系?在频率为50HZ时，极数和转速有什么关系？答:频率与转速的关系为：60pnf当频率为Hz50时，30005060pn。11.2为什么汽轮发电机采用隐极式转子，水轮发电机采用凸极式转子？答：汽轮发电机磁极对数少（通常p=1），转速高，为了提高转子机械强度，降低转子离心力，所以采用细而长的隐极式转子；水轮发电机磁极对数多,转速低，所以采用短而粗的凸极式转子。11.3试比较同步发电机与异步电动机结构上的主要异同点。答：同步发电机和异步电动机的定子结构相同，都由定子铁心、定子三相对称绕组、机座和端盖等主要部件组成。但这两种电机的转子结构却不同，同步发电机的转子由磁极铁心和励磁绕组组成，励磁绕组外加直流电流产生恒定的转子磁场。转子铁心又分为隐极式和凸极式两种不同结构。异步电动机的转子分为笼型和绕线型两种结构形式，转子绕组中的电流及转子磁场是依靠定子磁场感应而产生的，故也称为感应电动机。11.4一台汽轮发电机，极数22p，MW300NP，kV18NU，85.0cosN，Hz50Nf，试求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率。解：（1）AUPINNNN6.1132085.01018310300cos336（2）MWPN300MVAPSNNN94.35285.0/300cos/var186527.094.352sinMSQNNN11.5一台水轮发电机，极数402p，MW100NP，kV813.UN，9.0cosN，Hz50Nf，求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率；（3）发电机的转速。解：（1）AUPINNNN553.46489.0108.13310100cos336（2）MWPN100MVAPSNNN11.1119.0/100cos/var44.48436.011.111sinMSQNNN2（3）min/15020506060rpfnN第11章自测题参考答案一、填空题1.三相对称、直流；2.3000、3600；3.隐极、凸极；4.2、3000；5.转子转向、改变；6.旋转磁极、旋转电枢；7.旋转磁极、旋转电枢；8.转子、定子磁场；9.相同、相同；10.笼型转子、抑制转子机械震荡二、选择题1.④2.④3.②4.④5.③三、简答题1.答:同步发电机定子铁心槽内安放着空间相差120的电角度的三相对称绕组。转子由磁极铁心和励磁绕组组成。当励磁绕组通入直流电流后，建立恒定的转子磁场。转子由原动机拖动以转速n匀速旋转时，转子磁场切割定子三相对称绕组，在三相绕组中产生三相对称的电动势。2.答：励磁方式分为：1）直流励磁机励磁系统：其优点是结构简单，直接获得直流电压；缺点是高转速、大容量的直流励磁机在制造和运行维护方面都存在一些困难，所以大容量汽轮发电机难以采用同轴直流励磁机励磁系统。2）静止半导体励磁系统：其优点是运行、维护方便，由于取消了直流励磁机，使励磁容量得以提高；缺点是励磁电流通过电刷和滑环引入励磁绕组，当励磁电流过大时，将使滑环产生高温而极易损坏。3）旋转半导体励磁系统：其优点是主励磁机实现了无刷化，避免了流经大电流的滑动接触，提高了电机运行的可靠性；缺点是转动部分的电压、电流难以测量，转子绕组保护比较困难。四、计算题解：（1）AUPINNNN82.458.0103.6310400cos333（2）kWPN400var30075.0400ktgPQNNN