15章 同步电动机和同步调相机

15章 同步电动机和同步调相机 第15章 思考与习题参考 15.1 从同步发电机过渡到同步电动机时，功角、定子电流、电磁转矩的大小和方向有何变化, ，，，UU答:功角由正变负(由超前于变为滞后于)，电磁转矩方向改变，由制动转矩变为驱动转矩，E0 定子电流有功分量方向改变，由发出功率变为吸收功率。 15.2 当滞后时，电枢反应在发电机中有去磁作用而在电动机中却有助磁作用，为什么, cos, 答:在发电机中，当滞后时，发电机发出感性无功功率，发电机处于过励磁状态，电枢电流滞后cos, 于空载电动势，电枢反应有去磁作用;在电动机中，当滞后时，电动机吸收感性无功功率，即发出容cos, 性无功功率，所以电枢反应有助磁作用。 15.3 磁阻电动机的转矩是怎样产生的,为什么隐极电机不会产生这种转矩, 答:磁阻电动机的转矩是由于电机的交、直轴磁阻不等(即)而产生的。隐极电机交、直轴X,Xdq对称，X,X，所以不会产生磁阻转矩。 dq cos,,115.4 同步电动机带额定负载运行时，如，若保持励磁电流不变，使电机空载运行，如cos, 何变化, 答:将减小到接近于零，电动机吸收容性无功功率和很少的有功功率以供空载损耗。 cos, cos,,0.6515.5 某工厂变电所变压器的容量为，该厂电力设备总功率为，(滞2000kVA1200kW cos,,0.8,,95%后)，今欲新增一台、(超前)、的同步电动机，当此同步电动机满载时全厂500kW 的功率因数是多少,变压器是否过载, 解:原有电力设备消耗的有功功率和无功功率分别为 P,1200kW1 P120021Q,sin,,，1,0.65,1403kVar 1cos0.65, 新增同步电动机消耗的有功功率和无功功率(超前)分别为 P5002,P,,,526.3kW 1,0.95 ,P526.321,,Q,,sin,,,，1,0.8,,394.7kVar 1,cos0.8, 新增同步电动机后，消耗总的有功功率和无功功率分别为 1 , P,P，P,1200，526.3,1726.3kW11 , Q,Q，Q,1403,394.7,1008.3kVar11 2222S,P，Q,1726.3，1008.3,1999.2kVar消耗总的容量 P1726.3总的功率因数 cos,,,,0.8635S1999.2 变压器不过载，但几乎满载。 为1000A，求: 15.6 有一台发电机向一感性负载供电，有功电流分量为1000A，感性无功电流分量 (1)发电机的电流和; Icos, (2)在负载端接入同步调相机后，如果将提高到O.8，发电机和调相机电流各为多少? cos,(3)如果将功率因数提高到=l，发电机和调相机电流又各为多少? cos, 2222解:(1) I,I，I,1000，1000,1414.2Aar I1000acos,,,,0.707 I10002 I1000a,I,,,1250A (2)发电机电流为 ,,cos0.8 ,,,发电机无功电流分量 I,Isin,,1250，0.6,750Ar ,,,调相机电流为 I,I,I,1000,750,250Arrr I1000a,,I,,,1000A(3)发电机电流为 ,,,cos1 ,,,调相机电流为 I,I,1000Arr 2 第15章 自测题参考答案 一、填空题 1. 超前、滞后; 2. 容、感; 3. 去磁、助磁; 4. 感性无功、容性无功; 5. 起动、抑制 二、选择题 1.? 2.? 3.? 4.? 5.? 三、简答及作图题 1. 答: 起动时，转子不加励磁，并将励磁绕组通过一个电阻短接。当定子加上电压后，定子旋转磁场在转子起动绕组中产生感应电流，此电流与定子磁场相互作用产生异步转矩，拖动转子旋转。当转速上升到接近同步转速时，给转子加上励磁，此时转子磁场和定子磁场的转速非常接近，依靠这两个磁场的相互作用力，便可把转子拉入同步速旋转。 答:同步调相机也称同步补偿机，本质上是不带机械负载的同步电动机，它仅仅从电网吸收少许有2. 功功率供给空载损耗，但通过调节它的励磁电流，可以改变它从电网吸收的无功功率大小和性质。过励时，它从电网吸收容性无功功率(或者说发出感性无功功率);欠励时，它从电网吸收感性无功功率(或者说发出容性无功功率)。 3. 答:隐极同步电动机输入感性电流时的相量图如下图所示，此时电枢反应性质为交磁兼直轴助磁。 4. 答::凸极同步电动机输入感性电流时的相量图如下图所示，此时电枢反应性质为交磁兼直轴助磁。 3 四、计算题 1. 解:原设备的各量: cos,,0.7(滞后) P,4500kW1 P450021Q,sin,,，1,0.7,4590.92kVar(感性) 1cos0.7, 增加电动机后，总设备的各量: ,cos,,0.9(滞后) P,P，P,4500，500,5000kW12 P50002,Q,sin,,，1,0.9,2421.61kVar (感性) ,cos0.9, 新增电动机的无功功率为 (容性) Q,Q,Q,2421.61,4590.92,,2169.31kVar21 新增电动机的容量为 2222S,P，Q,500，2169.31,2226.2kVA 222 新增电动机的功率因数为 P5002,,cos,,,,0.2246(超前) S2226.22 cos,,0.52. 解:(1)当 P,1000kW时 P1000S,,,2000kVA发电机的容量为 ,cos0.5(2)完全补偿无功功率时，调相机的容量(发出的感性无功功率)为 P10002Q,sin,,，1,0.5,1732kVar cos0.5, ,cos,,1此时发电机的功率因数为 4 P1000,S,,,1000kVA发电机的容量变为 ,,cos1 ,,cos,,0.8(3)当时 P1000,,S,,,1250kVA发电机的容量 ,,,cos0.8 P10002,,,Q,sin,,，1,0.8,750kVar发电机供给的感性无功 ,,cos0.8, ,,,Q,Q,Q,1732,750,982kVar调相机的容量(发出的感性无功) 5