转子侧频率 总机械功率
所以电磁功率
转子铜耗 输入功率
效率
定子电流
第六章 同步电机的稳态分析
6-4 同步发电机电枢反应的性质取决于什么？交轴和直轴电枢反应对同步发电
机的运行有何影响？
答：同步发电机电枢反应的性质取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置，即激磁电
动势
和负载电流之间的相角差
。交轴电枢反应产生交轴电枢磁动势，与产生
电磁转矩及能量转换直接相关；直轴电枢反应产生直轴电枢磁动势，起到增磁或者去磁的作用，与电机的无功功率和功率因数的超前或滞后相关。
6-6 为什么分析凸极同步电机时要用双反应理论？凸极同步发电机负载运行
时，若
既不等于
，又不等于
，问电枢磁
场的基波与电枢磁动势的基波在空间是否同相，为什么（不计磁饱和）？
答：因为凸极电机的气隙不均匀，分析时需用双反应理论。
当负载运行时，若
既不等于
，又不等于
，电
枢磁场的基波与电枢磁动势的基波在空间的相位不同，因为交、直轴的磁路不同，相同大小的磁势产生的磁通不同，如右图。
6-8 有一台70000KVA，60000KW，13.8KV，(星形联结)的三相水轮发电机，
交直轴同步电抗的标幺值分别为激磁电动势
试求额定负载时发电机的
(不计磁饱和与定子电阻)。
解：额定功率因数设 ，则
6-15 有一台=0.8， 的端电压和负载为试求发电机的：(1)
解：(1)设
，则
即
（2） 令，得取cos>0则
，
5的凸极同步发电机与电网并联运行，已知发电机，，
（滞后），电枢电阻略去不计。
，
；(2)
( 保持上面的值)。
此时：
6-17 一台31250KVA(星形联结)，
网并联运行，已知发电机的同步电抗
(滞后) 的汽轮发电机与无穷大电
，额定负载时的激磁电动势
(相)，不计饱和与电枢电阻，试求：（1）发电机的额定负载时，
端电压U、电磁功率
、功率角
、输出的无功功率
及过载能力各为多
少？（2）维持额定励磁不变，减少汽轮机的输出，使发电机输出的有功功率减少一半，问此时的
、、
及
将变成多少?
解：（1）额定情况下忽略电阻，则电磁功率等于输出功率
设电网相电压为U为参考向量，则
，即
，
得方程的解
由数学和原理上讲，两组答案均可以 考虑（2）If不变，所以
取第一组答案
，电网电压U不变
又
设则
6-24 某工厂电力设备的总功率为4500kW，（滞后）。由于
生产发展，欲新添一台1000kW的同步电动机，并使工厂的总功率因数提高到0.8（滞后），问此电动机的容量和功率因数应为多少（电动机的损耗忽略不计）？
解：添加前：
，
（滞后）
，
添加后：
（滞后）
所以新添加的电动机：
，
（超前）
答：（1）用电磁功率表达Tem?
Pem ?1P? ? （2）用总机械功率表达Tem??cos?2 （3）用主磁通，转子电流和转子的内功率因数表达Tem?CT?1I2
5-13 有一台Y联结，380V，50Hz，额定转速为1444r/min的三相绕线型感应电
''动机，其参数为R1=0.4?，R2=0.4?，X1?=X2?=1?，Xm=40?，Rm略
去不计，定，转子的电压比为4。试求：(1)额定负载时的转差率；(2)额定负载时的定，转子电流；(3)额定负载时转子的频率和每相电动势值。
解：（1）额定转差率
sN?ns?nN1500?1444??0.0373 ns1500（2）T形等效电路图如右
设U1??UN?0??219.39?0?v，则 3219.39?0?I1??A'0.4R'j40(?j1)jxm(2?jx2?)0.0373s0.4?j1?R1?jx1??'0.4R2'?j41?j(xm?x2?)0.0373s?U1??20.11??24.20?AI2??I1??'?jxmR'?j(xm?x2?)s'2??20.11??24.20??A0.4?j41(3)
0.0373j40?18.98?170.46?所以I2?ki?I2?4?18.98A?76A
'