第五章 同步电动机.docVIP

习题五 5-1、什么叫同步电动机？转速1500r/min，50HZ的同步电动机是几极的？是隐极结构，还是凸极结构？ 答：电动机转子转速与旋转磁场转速相同的电动机称为同步电动机。 由n=可得p===2，则其为4极同步电动机。是隐极结构。 5-2、何谓同步电动机的电枢反应？电枢反应与电—机能量转换有何关系？ 答：电枢磁场对励磁磁场的影响称为电枢反应。 电枢反应除使气隙磁场发生畸变外，还有去磁或增磁作用（同步电动机励磁电流If的变化能引起定子电流的变化）。对恒定负载来说，同步电动机气隙磁场是由励磁电流和电枢电流共同建立的，当调节励磁电流使磁能达不到所需值时，电动机就从定子侧电源中吸取一部份滞后的无功电流来补充，这时电动机增磁呈感性；若调节励磁电流多与所需值，电动机则从定子侧电源中吸取一部分超前的无功电流来去磁，这时电动机呈电容性。 5-3、某工厂自6000KV电网上吸取cosφ=0.6的电功率为2000KW，今装一台同步电动机，容量为720KW，效率为0.9，星形联结，求：功率因数提高到0.8时，同步电动机的额定电流和cosφ。 解：由P1=2000KW cosφ=0.6 得：φ=53.13° tgφ=1.33 Q1= P1 tgφ=2000×1.33=2660Kvar 由：cosφ1=0.8 得：φ=36.87° tgφ1=0.75 则：Q1‘= P1 tgφ1=2000×0.75=1500 Kvar 同步电动机提供的无功功率为： Q2= Q1- Q1‘=2660-1500=1160 Kvar 由P2N=720KW 得P2= P2N/η=720/0.9=800KW 则 cosφ2= P2/S2=800/=0.56 则：I2N= P2/UN cosφ2=800/×6000×0.56=0.13KA 5-4、有一水泵站原有四台PN=200KW，cos =0.75（滞后）的异步电动机，如将其中两台换为PN=200KW，cos =0.8（超前）的同步电动机，假设电动机均处于额定运行状态，问：（1）换机前，水泵站需要从电网吸取的视在功率和功率因数是多少？（2）换机后，水泵站需从电网吸取的视在功率和功率因数又是多少？（3）若不换电动机，而装设一台调相机，欲使水泵站的功率因数提高到0.9（滞后），则调相机的容量应为多大？（设两台电动机的额定效率均为0.9）。 解：1）PN1=4 PN=4×200=800KW 则P1= PN1/η=800/0.9=888.89 KW cosφN=0.75 φN=41.410 tgφN=0.88 Q1= P1 tgφN=888.89×0.88＝782.22Kvar SN===1184KW cosφ===0.75 2）换机后： 两台电动机：P2===444.44KW Q2= P2tgφN=444.44×0.88=391.11 Kvar 两台同步电动机：P2`===444.44KW cosφ2`=0.8 φ2`=36.860 Q2·= P2`tgφ2`=444.44×tg36.860＝333.21 Kvar 则：P总= P2＋P2`＝444.44＋444.44＝888.88 KW Q总= Q2＋Q2·=391.11+333.21=724.32 Kvar S===1146 KW cosφ`===0.77 3）同步调相机只提供无功功率 cosφ1=0.9 φ1=25.840 Q3= P1tgφ1=888.88×tg25.840=430.47 Kvar 则同步调相机提供的无功功率为： QT= Q1-Q3=782.22-430.47=351.75Kvar 同步调相机容量为：ST= QT=351.75Kvar ? 5-5、一台三相隐极同步电动机，三角形联结，UN=400V，IN=37.5A，cosφN =0.85（滞后），Xt=2.38 （不饱和值），不计电阻，当电动机运行在额定状态下，求：（1）不饱和的励磁电动势E0；（2）功率角 ；（3）电磁功率Pem；（4）过载能力λ 。 解：1）由cosφN =0.85 得φN= 31.79○ sinφN＝0.53 E0===454V 2）tgψ＝==55.65 则ψ=88.97° 功率角 θ＝ψ－φN=88.97ο－31.79○＝57.18ο 3）Pem=3sinθ=3××sin57.18ο=192.368KW 4）过载能力 λ＝＝＝1.19 5-6、某工厂变压器的容量为2000KV.A，该厂电力设备的平均负载为1200KW，co