③当负载阻抗为Z=jx时,阻抗Z=jx+jx的阻抗角为中=90°,即空载电动势Eo和电枢电流I之间的相位 角ψ=900,所以电枢反应为直轴去磁电枢反应 6-2-3保持转子激磁电流不变,定子电流l,发电机转速一定,试根据电枢反应概念,比较:(1)空载; (2)带电阻负教;(3)带电感负载;(4)带电容负载时发电机端电压的大小?为保持端电压为额定 值,应如何调节 答:(1)空载时,端电压为空载电动势,即UN=E0 (2)和(3)情况下,电枢反应有直轴去磁作用,端电压将下降,低于空载电动势,但带纯感性负载 (参看上题等效电路),内功率因数角ψ=90,而带纯电阻负载时的ψ更接近00(见上题),故纯感性负载 时的电枢反应直轴去磁作用更强,端电压下降得更多; (4)种情况由于负载的容抗大于发电机的同步电抗,使内功率因数角中<00,接近-90,所以电枢反 应的性质为直轴助磁,使端电压上升,即U>E0 综上所述,电压从大到小的顺序为:U4>U1>U2>U3 欲保持端电压为额定值,当U>UN时,应减小励磁电流:当U<UN时,应增加励磁电流。 6-2-4同步电机的电枢反应电抗与异步电机的什么电抗相似?指出它们的相似处? 答:同步电机电枢反应电抗x与异步电机的励磁电抗xm相似 这两个电抗所对应的磁通都是由定子三相电流产生的,都通过气隙,既交链定子绕组,又交链转子绕 组,两个电抗都与气隙大小、电源频率、绕组匝数、铁心几何尺寸、材质及磁路的饱和程度有关 6-25同步电抗对应什么磁通?它的物理意义是什么? 答:同步电抗是电枢反应电抗和漏抗之和 物理意义:同步电抗是表征三相稳定运行时,电枢旋转磁场和漏磁场对电枢电路作用的一个综合参数:同 步电抗越大,表示一定负载电流时,电枢反应磁场和漏磁场越强,由它们在电枢绕组中引起的电抗压降越 大 6-2-6为什么同步电抗的数值一般都较大(不可能做得较小),试分析下列情况对同步电抗的影响? 1)电枢绕组匝数增加 2)铁心饱和程度增大 3)气隙加大; 4)激磁绕组匝数增加。 答:由于电机的气隙较小,磁阻Rn很小,由x=2m得,同步电抗较大 R (1)电枢绕组匝数增加,同步电抗增大 (2)铁心饱和程度提高,磁阻R增大,同步电抗减小 (3)气隙增大,磁阻R增大,同步电抗减小。 4)励磁绕组匝数增加,由于未改变电枢绕组的匝数及电机磁路的磁阻,所以同步电抗不变 6-27一台同步电机,定子绕组施以三相对称电压,并保持恒定,试问:抽出转子与使转子以同步速沿电 枢旋转方向旋转(激磁绕组开路)这两种情况下哪种情况定子电流大,为什么? 答:定子绕组施以三相对称低电压,将在绕组中产生三相对称电流并形成旋转磁场,定子侧的电动势方 同步电机-3同步电机-3 ③当负载阻抗为 ZL=jxL 时，阻抗 Z=jxt+jxL 的阻抗角为ψ=900，即空载电动势 . E0 和电枢电流 。 I 之间的相位 角ψ=90 0，所以电枢反应为直轴去磁电枢反应。 6-2-3 保持转子激磁电流不变，定子电流 I=IN，发电机转速一定，试根据电枢反应概念，比较：（1）空载； （2）带电阻负载；（3）带电感负载；（4）带电容负载时发电机端电压的大小？为保持端电压为额定 值，应如何调节？ 答：（1）空载时，端电压为空载电动势，即 UN=E0； （2）和（3）情况下，电枢反应有直轴去磁作用，端电压将下降，低于空载电动势，但带纯感性负载 （参看上题等效电路），内功率因数角ψ=900，而带纯电阻负载时的ψ更接近 0 0（见上题），故纯感性负载 时的电枢反应直轴去磁作用更强，端电压下降得更多； （4）种情况由于负载的容抗大于发电机的同步电抗，使内功率因数角ψ<0 0 , 接近-900，所以电枢反 应的性质为直轴助磁，使端电压上升，即 U>E0； 综上所述，电压从大到小的顺序为：U4>U1>U2>U3。 欲保持端电压为额定值，当 U> UN 时，应减小励磁电流；当 U< UN 时，应增加励磁电流。 6-2-4 同步电机的电枢反应电抗与异步电机的什么电抗相似？指出它们的相似处？ 答： 同步电机电枢反应电抗 xa与异步电机的励磁电抗 xm相似； 这两个电抗所对应的磁通都是由定子三相电流产生的，都通过气隙，既交链定子绕组，又交链转子绕 组，两个电抗都与气隙大小、电源频率、绕组匝数、铁心几何尺寸、材质及磁路的饱和程度有关。 6-2-5 同步电抗对应什么磁通？它的物理意义是什么？ 答：同步电抗是电枢反应电抗和漏抗 之和； 物理意义：同步电抗是表征三相稳定运行时，电枢旋转磁场和漏磁场对电枢电路作用的一个综合参数；同 步电抗越大，表示一定负载电流时，电枢反应磁场和漏磁场越强，由它们在电枢绕组中引起的电抗压降越 大。 6-2-6 为什么同步电抗的数值一般都较大（不可能做得较小），试分析下列情况对同步电抗的影响？ 1）电枢绕组匝数增加； 2）铁心饱和程度增大； 3）气隙加大 ； 4）激磁绕组匝数增加。 答： 由于电机的气隙较小，磁阻 Rm 很小，由 Rm N x f 2 = 2 得，同步电抗较大。 (1）电枢绕组匝数增加，同步电抗增大 ； （2）铁心饱和程度提高，磁阻 Rm 增大，同步电抗减小 （3）气隙增大，磁阻 Rm 增大，同步电抗减小。 （4）励磁绕组匝数增加，由于未改变电枢绕组的匝数及电机磁路的磁阻，所以同步电抗不变。 6-2-7 一台同步电机，定子绕组施以三相对称电压，并保持恒定，试问：抽出转子与使转子以同步速沿电 枢旋转方向旋转（激磁绕组开路）这两种情况下哪种情况定子电流大，为什么？ 答： 定子绕组施以三相对称低电压，将在绕组中产生三相对称电流并形成旋转磁场，定子侧的电动势方