IA 6.2 10.5 12.3 13.46 14.1 1718 IfA 77.5 155 232 310 388 280 已知发电机的波梯电抗Xp?0.432?，基本铁耗pFe(U?UN)?138kW，定子基本铜耗线电压ULkV IfA pCua75?C(I?IN)?147kW，杂散损耗p??100kW，机械损耗p??260kW，试求发电
机的额定励磁电流和额定效率。
kVA（星形联结）6-14 一台SN?31250、cos?N?0.8（滞后）的汽轮发电机与无穷大电
网并联运行，已知发电机的同步电抗Xs?7.53?，额定负载时的激磁电动势E0?17.2kV（相），不计饱和与电枢电阻，试求：
1）发电机在额定时，端电压U、电磁功率Pe、功率角?N、输出的无功功率Q2及过载能力kp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，问此时的电磁功率Pe、功率角?、功率因数cos?、输出的无功功率Q2将变成多少？
kW 解：1）Pe?mUIcos??31250?0.8?25000??U??I?R?jI?X?U?0??jI????X 电压方程：E0ass从而
2E0??U?Isin?Xs?2??Icos?Xs?2 ???31250?103?31250?10332?????U?sin?Xs?cos?Xs?17.2?10????3U3U????22??33?????U?31250?10?0.6?7.53???31250?10?0.8?7.53??17.22 ????3U3U????22U4?201715000U2?6152441406250000?0 U?6.12?103V和U?12.816?103V（舍掉）
?25000000?7.53?0??arcsin????36.6 ??3?17200?6120??Q?mUIsin??SNsin??31250?0.6?18750kVA Pe?m11??1.677 sin?Nsin36.6012）Pe?mUIcos???25000kW?12500kW
2?PeXs?E0U12500000?7.53?0???arcsin?P?msin????arcsin???17.34 e?mE0UN??Xs?3?17200?6120?????U??jXI??17200E?17.34??6120?0?j7.53?I????I?1528?63.5?A kp?0s?PXE0Usin???N?arcsin?es?mE0UN?Xs?Q?mUIsin??3?6120?1528?sin63.5??25106560?25107kVA
kW，UN?10.5kV，cos?N?0.8（滞后）6-15 有一台三相汽轮发电机，PN?25000，Y*接线，同步电抗Xs?2.13，电枢电阻Ra?0。试求额定负载下发电机的空载相电动
?之间的夹角?及E?与U?与I?之间的夹角?，并画出相量图。 势E0、E000解：功率因数角：cos??0.8,sin??0.6,??36.870
?0?arctan?U?sin??I?XsU?cos??arctan0.6?2.13?73.67? 0.8额定功率角：?N??0???73.67??36.87??36.8? 激磁电动势：
???E0?U?cos??IdXd?
?cos36.8?sin?0?2.13?0.80?sin73.67?2.13?2.844??E0?E0UN?2.844?10.5?29.86kV（线电动势）
''??''?6-16 一台三相凸极同步发电机，测得各参数如下：Xd?1.0，Xd?0.2，Xq?0.21，
?X0?0.1，试求空载额定电压下发电机的三相、线间和单相稳态短路电流的标幺值
（电枢电阻忽略不计）。
6-17 为什么同步电动机无启动转矩？通常采用什么方法启动？
6-18 同步电动机的V形曲线说明了什么？同步电动机一般工作在哪种励磁状态？为什
么？
6-19 有一台同步电动机接到无穷大电网，电动机在额定电压下运行，已知同步电动机
??的同步电抗Xd?0.8，Xq?0.5，定子电阻忽略不计，定子电流为额定电流时功率
角?N?25?。试求：
?（1）此时的E0、Pe?和cos?N；
?（2）该E0下电动机的最大电磁功率Pe?max；
?（3）在电磁转矩为第（1）项的值时，电动机能保持同步运行的最低E0； （4）转子失去励磁时电动机的最大电磁功率（标幺值）。
6-20 某工厂电力设备的总功率为4500kW，cos??0.7（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），问此电动机的容量及功率因数应为多少（电动机的损耗略去不计）？
6-21 有一无穷大电网，受电端的线电压UN?6kV ，负载为一线电流I?1000A、
cos??0.8（滞后）的三相负载。今欲加装同步补偿机把线路的功率因数提高到0.95（滞后），问此时补偿机将输出多少滞后的无功电流？
第七章 电力拖动 思考题与习题
7-1 力拖动系统由哪几部分组成，各起什么作用？
7-2 电力拖动系统运行方程式中各量的物理意义是什么？它们的正、负号如何确定？ 7-3 什么叫负载转矩特性?典型的负载转矩特性有哪几种，各有什么特点？ 7-4 他励直流电动机的机械特性指什么?什么是固有机械特性和人为机械特性? 7-5 他励直流电动机一般为什么不能直接启动?对启动有哪些要求? 7-6 他励直流电动机有哪几种启动方法?
7-7 他励直流电动机的制动方法有哪几种?各有什么特点?适用于哪些场合? 7-8 他励直流电动机有哪几种调速方法?各有什么特点? 7-9 电动机的调速指标有哪些?
7-10 直流电动机能耗制动停车和能耗制动运行有何异同点? 7-11 流电动机电源反接制动和倒拉反接制动有何异同点?
V，IN?207.5A，Ra?0.067?。 7-12 一台他励直流电动机，PN?40kW，UN?220(1)若电枢回路不串电阻直接启动，则启动电流为额定电流的几倍？
(2)若将启动电流限制为1.5IN，求电枢回路应串入的电阻大小。 解：(1)Ist?U?Ea220?0??3283.58A Ra0.067Ist3283.58??15.82 即15.82倍。 IN207.5(2)串入电阻：R?U?Ea220?0?Ra??0.067?0.64? Ist1.5?207.5V，IN?92.5A，Ra?0.16?，7-13 一台他励直流电动机，PN?17kW，UN?220nN?1000rmin，电动机允许的最大电流Iamax?1.8IN，电动机拖动负载TL?0.8TN电动运行。求：
(1)若采用能耗制动停车，电枢回路应串入多大电阻？ (2)若采用反接制动停车，电枢回路应串入多大电阻？ 解：(1) 能耗制动停车：
Ce?N?UN?IaNRa220?92.5?0.16??0.2052
nN1000工作转速：n?UNR?aIa?220?0.16??0.8?92.5??1014.4r/min Ce?NCe?N0.20520.2052根据U?Ce?Nn??R?Ra?Ia得
Ce?n0.2052?1014.4R??Iab?Ra???1.8?92.5?0.16?1.09?
(2)反接制动停车：
根据?U?Ce?Nn??R?Ra?Ia
C?n?UN0.2052?1014.4?220?Ra??得R??eN?0.16?2.412?
Iab?1.8?92.5PN?7.5kW，UN?110V，IN?85.2A，nN?750rmin，7-14 他励直流电动机额定数据为：
Ra?0.13?，如采用三级启动，最大启动电流限制为2IN，求各段启动电阻。 解：起动过程的机械特性如图所示。
因为切换电流是额定电流的1.1～1.2倍，取1.2IN，则对应a点
2IN?UN
Ra?R1?R2?R3UN110??0.646? 2IN2?85.2Ra?R1?R2?R3?对应b点 UN?E1?1.2IN?Ra?R1?R2?R3?
对应c点 UN?E1?2IN?Ra?R1?R2?
1.2则 Ra?R1?R2??Ra?R1?R2?R3??1.2?0.646?0.388?
22对应d点 UN?E2?1.2IN?Ra?R1?R2?
对应e点 UN?E2?2IN?Ra?R1?
1.2则 Ra?R1??Ra?R1?R2??1.2?0.388?0.232?
22所以：R1=0.232－Ra=0.232－0.13=0.102Ω R2=0.388－(R a＋R1)=0.388－0.232=0.156Ω
R3=0.646－(R a＋R1＋R2)=0.646－0.388=0.258Ω
7-15 一台他励直流电动机，PN=5.5kw，UN=220V，IN=30.5A，Ra=0.45Ω，nN=1500r/min。
电动机拖动额定负载运行，保持励磁电流不变，要把转速降到1000r/min，求； (1)若采用电枢回路串电阻调速，应串入多大电阻? (2)若采用降压调速，电枢电压应降到多少? (3)两种方法调速时电动机的效率各是多少?
【解】
(1)电枢回路串电阻调速 根据n?UNR?R?aIa得 Ce?NCe?NUN?INRa220?30.5?0.45??0.1375
nN1500UN?Ce?Nn220?0.1375?1000?Ra??0.45?2.254?
IN30.5而Ce?N?所以：R? (2)采用降压调速
U?Ce?Nn?IaRa?0.1375?1000?30.5?0.45?151.2 V
(3) 电枢回路串电阻调速时的效率：
TNnC?In9.55Ce?Nn0.1375?1000P???62.5% ??2?9.55?TNN9.55?U220PUI9.55?UIN1NNNN采用降压调速的效率：
TNnPC?In9.55Ce?Nn0.1375?1000??2?9.55?TNN???90.9%
PUI9.55?UI9.55?U151.21NN
V，IN?158.5A，nN?1000rmin，7-16 他励直流电动机数据：PN?30kW，UN?220Ra?0.1?，TL?0.8TN，求：
(1)电动机的转速？
(2)电枢回路串入0.3?电阻时的稳态转速？ (3)电压降低188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速？ (4)将磁通减弱至80%?N时的稳态转速？ 解：(1) 电动机的转速：
Ce?N?n?UN?INRa220?158.5?0.1??0.2042
nN1000UNR2200.1?a?0.8IN????0.8?158.5?1015r/min Ce?NCe?N0.20420.2042(2)电枢回路串入0.3Ω电阻时的稳态转速： UNR?R?0.8IN??220?0.1?0.3?0.8?158.5?829r/min n??aCe?NCe?N0.20420.2042(3)电压降低188V时，降压瞬间的电枢电流： U?Ce?Nn188?0.2042?1015IA????192.63A
Ra0.1降压后的稳态转速：
n?UCe?N?Ra?0.8IN??188?0.1?0.8?158.5?858.6r/min Ce?N0.20420.2042V，R?0.1?， 7-17 一台并励直流电动机的数据为：PN?17kW，UN?220nN?1000rmin，IN?158.5A，电刷压降2?Us?2V，并励绕组与一变阻器串联使励磁电流为4.3A。当变阻器短路时，励磁电流为9A，转速降到n?850rmin，电
动机带有恒转矩负载，机械损耗和铁耗不计，试计算： (1)励磁绕组电阻和变阻器电阻；
(2)变阻器短路后，电枢电流的稳态值和电磁转矩值。 解：1）U?220V， 变阻器短路时If?U220220??9A，所以Rf??24.44? RfRf9