电机学(英汉双语教材)习题-重点要求做的

第一章 直流电机习题

（带有星号的习题，是重点要求做的。思考题见教材，不要求上交。）

*2、一台直流电动机，已知额定功率PN=17kW，UN=220V，nN=1500r/min，ηN=0.85，试求该电动机的额定电流IN、额定输入功率P1各为多少？

*3、一台直流发电机，已知额定功率PN=100kW，UN=230V，nN=1450r/min，试求该发电机的额定电流IN为多少？

*16、一台4极直流发电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通Φ=3.5?10-2Wb，总导体数N=157，求：

(1)当电机转速为1200r/min时，电机的空载电动势为多少？

(2)当每条支路电流为50A时，电机的电磁转矩为多少？

*17、一台并励直流电动机，已知UN=220V，IN=80A，Ra=0.1Ω，额定励磁电压Uf=220V，励磁绕组电阻Rf=88.8Ω，电刷接触压降为2V，附加损耗为额定功率的1％，ηN=0.85，试求：

(1)电动机的额定输入功率为多少？ (2)电动机的额定输出功率为多少？ (3)电动机的总损耗为多少？ (4)电枢回路的铜耗为多少？ (5)电动机的附加损耗为多少？

(6)电动机的机械损耗与铁耗之和为多少？

*18、一台并励直流发电机，已知PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.921Ω，励磁绕组电阻Rf=177Ω，2△US=2V，铁耗和机械损耗之和为313.9W，附加损耗为60W，试求： (1)电机额定负载时的输入功率为多少？ (2)电机额定运行时的电磁功率为多少？ (3)电机额定运行时的电磁转矩为多少？ (4)电机额定运行时的效率为多少？

19、一台并励直流发电机，已知PN=90kW，UN=230V，Ra=0.04Ω，励磁绕组电阻Rf=60Ω，铁耗和机械损耗之和为2kW，附加损耗为额定功率的1％，试求： (1)电机额定负载时的输入功率为多少？ (2)电机额定运行时的效率为多少？

*20. 一台8极，25- kW，120V的直流发电机，其电枢绕组为单叠绕组，电枢绕组有64个线圈，每个线圈16匝，电机的额定转速为2400r/min。

(a) 要让该电机在空载时产生额定电压，其每极磁通应该为多少？ (b) 发电机在额定负载时的支路电流为多少？ (c) 电机在额定负载时的电磁转矩为多少？

(d) 如果每匝导体的电阻为0.011Ω，则该电机的电枢电阻为多少？ 21、一台并励直流电动机，已知PN=17kW，UN=220V，nN=3000r/min，IN=89.9A，Ra=0.114Ω，励磁绕组电阻Rf=181.5Ω，若忽略电枢反应试求： (1)电动机的额定输出转矩为多少？ (2)电动额定负载时的电磁转矩为多少？ (3)电动机额定负载时的效率为多少？

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(4)当电枢电流Ia=0时，电动机的理想空载转速为多少？

*22、一台并励直流电动机，已知UN=220V，Ra=0.316Ω，理想空载转速n0=1600r/min，试求当电枢电流Ia=50A，电动机的转速和电磁转矩各为多少？

*23、一台并励直流发电机，铭牌数据为：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，Ra=0.1Ω，励磁绕组电阻Rf=57.5Ω，若不计电枢反应和磁路饱和，将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接在220V的直流电源上，运行时维持电枢电流为额定值，试求：

(1)电动机的转速为多少？ (2)电动机的电磁功率为多少？ (3)电动机的电磁转矩为多少

24、一台他励直流电动机的额定数据为：UN=220V，IN=41.1A，nN=1500r/min，Ra=0.4Ω，保持额定负载转矩不变，求：

(1)若在电枢回路串入1.65Ω电阻，问串入的瞬间，电枢电流的数值为多少？当电机达到稳定运行后，电动机的电枢电流和转速各为多少？

(2)若将电源电压下降为110V，问降低的瞬间，电枢电流的数值为多少？当电机达到稳定运行后，电动机的电枢电流和转速各为多少？

(3)若将磁通减弱为额定磁通的90％，问减弱的瞬间，电枢电流的数值为多少？当电机达到稳定运行后，电动机的电枢电流和转速各为多少？

*25.一台5.5kW，115V的并励直流电动机的额定转速为1750 rpm, 额定线电流为57.6A。

Ra=0.15?,Rf=144?,在电机额定运行时，突然在电枢回路串入0.5欧姆的电阻，计算串

入电阻瞬间 (a) 电枢感应电势 (b) 电枢电流 (c) 电机的电磁转矩，并计算电机达稳态运行时的转速？

*26. 一台5.5kW，115V的并励直流电动机的额定转速为1750 rpm, 额定线电流为57.6A。

Ra=0.15?,Rf=144?,在电机额定运行时，突然将每极磁通减小15%，计算磁通减小瞬间

(a) 电枢感应电势 (b) 电枢电流 (c) 电机的电磁转矩，并计算电机达稳态运行时的转速？

27. 一台120V的并励直流电动机，其额定转速为900 rpm，额定电枢电流为150A，电枢回路电阻为0.025欧姆，计算该电机带恒转矩负载，且磁通保持恒定时，在下列情况下，电机的稳定转速为多少？ (a)电枢电压增加15%；(b) 电枢电压降低15% 。

28.一台220V的并励直流电动机运行于1000 rpm时的电枢电流为25A，电机的电枢电阻ra=0.2?. 当电机带恒转矩负载、电枢回路串入0.8欧姆的电阻时，电机的稳定转速是多少？ *29、一台他励直流电动机，已知PN=2.2kW，UN=220V，nN=1500r/min，IN=11.26A，Ra=0.5?，试求：

(1)电动机的理想空载转速？

(2)电动机在额定负载下的电磁转矩？ (3)当Ia=0.5IN时，电动机的转速为多少？

(4)当转速nN=1530r/min时，电动机的电枢电流为多少？

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*30、一台他励直流电动机，已知PN=10kW，UN=220V，nN=1500r/min，IN=53.4A，Ra=0.4?，忽略电刷的接触压降，电动机带额定负载运行。试求： (1)额定运行时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩。 (2)理想空载转速和实际空载转速。

(3)当电枢端电压为额定电压的一半时电动机稳定时的转速和电枢电流。 (4)当磁通为额定磁通的0.8时，电动机稳定后的转速和电枢电流。 (5)当电枢回路串入1.5?电阻时，电动机稳定后的转速和电枢电流。

31、一台他励直流电动机，已知PN=22kW，UN=220V，nN=1500r/min，IN=115A，Ra=0.1?，

当电动机拖动额定转矩负载TL＝TN运行时，要求把转速降到1000r/min，不计电动机的空载转矩。试求：

(1)当采用电枢回路串电阻调速时，应串入多大的电阻？ (2)当采用降低电源电压调速时，应将电源电压降为多少？

(3)上述两种情况下，拖动系统输入的电功率和输出的机械功率为多少？ *32、一台他励直流电动机，已知PN=30kW，UN=220V，nN=1000r/min，IN=158.5A，Ra=0.1?，

负载转矩TL＝0.8TN，试求： (1)电动机的转速？

(2)电枢回路串入0.3?电阻时，电机的稳定转速？

(3)电压降到188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后电机的稳定转速？ (4)将磁通减弱为额定磁通的0.8倍时，电机的稳定转速和电枢电流？

33. 一台5.5kW，115V的并励直流电动机，额定转速为1750 rpm, 额定线电流为57.6A，励磁绕组电阻为144 欧姆，电枢回路电阻为0.15欧姆。要使该电动机带15Nm的负载运行于900 rpm时，需要在电枢回路串入多大的电阻？

*34. 一台19kW，120V 的并励直流电动机的额定转速为900 rpm，额定电枢电流为175A，电枢回路电阻ra=0.026?. 计算（1）该电机的电磁转矩为多少？（2）要使电机在半载时运行于700 rpm ，需要在电枢回路串入多大的电阻？假定磁通保持恒定。

第二章 变压器习题

*6.一台额定容量SN为5000kVA的三相变压器，额定电压为U1N/U2N＝10/6.3kV，Y，d连接，试求其高、低压绕组的额定电流、额定相电流（I1N?和I2N?）和额定相电压（U1N?和

U2N?）

*7. 一台额定频率为60Hz的单相变压器接在50Hz的电网上运行，若额定电压不变，问主磁通、空载电流、铁耗、漏抗和激磁电抗各如何变化？

*18. 一台2kVA、 220/110V的单相变压器，其等效电路参数r1=1Ω，x1=6Ω，r2=0.25Ω，x2=1.5Ω。 当负载阻抗ZL=28+j28Ω时，计算变压器原、副边的电流各为多少？此时变压器的电压变化率为多少？

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*19.一台单相变压器，SN＝4.6kVA，U1N/U2N＝380/115V。空载和短路试验数据如下：

试验名称 电压 /V 电流/A 功率/W 备注 空载 短路 115 15.6 3 12.1 60 172 电源加在低压侧 电压加在高压侧 试求：（1）折算到高压侧的激磁阻抗和短路阻抗；（2）额定负载及功率因数为0.8（滞后）和功率因数为0.8（超前）两种情况的电压变化率和效率；（3）功率因数为0.8（滞后）时变压器的最大效率。

*20.一台三相变压器，额定容量SN＝125000kVA，50Hz，额定电压U1N/U2N＝110/11kV，Y，d接线。在低压侧加额定电压做空载试验，测得空载电流I0＝131.22A，空载损耗p0＝133kW；在高压侧加电源做短路试验，当短路电流为额定电流时，测得短路电压UkN＝11550V，短路损耗pkN＝600 kW，试求：（1）激磁阻抗和短路阻抗的标幺值和折算到高

*压侧的实际值。（2）半载（I2=0.5）时，功率因数为1、功率因数为0.8（滞后）和功率

因数为0.8（超前）三种情况的电压变化率，并分析结果；（3）功率因数为0.8（滞后），半载和满载两种情况的效率和最大效率，并分析结果。

*21. 一台单相变压器的额定数据为20-kVA，20,000/480-V，60-Hz，其空载实验与短路实验的数据如下表所示，计算变压器等效电路参数的标幺值（60 Hz）。

空载实验 短路实验 (低压侧进行) (高压侧进行) VCC=480 V IOC=1.60 A POC=305 W VSC=1130 V ISC=1.00 A PSC=260 W 22. 一台单相变压器的额定数据为：1000-VA，230/115-V， 空载实验与短路实验的数据如下表所示，且所有实验均在原边（高压侧）进行。

空载实验 IOC=0.45 A 短路实验 ISC=8.7 A VCC=230 V VSC=19.1 V POC=30 W PSC=42.3 W (a) 计算折算到低压侧的等效电路参数。

(b) 计算该变压器在负载功率因数分别为(1) 0.8 （滞后）, (2) 1.0 , (3) 0.8 （超前）时的电压变化率。

(c) 计算变压器在额定负载且功率因数为0.8 （滞后）时的效率。

*23. 一台 5000-kVA，230/13.8-kV 的单相变压器，其短路电阻的标幺值为0.01，短路电抗的标幺值为0.05。在低压侧进行空载实验的数据为：

VOC=13.8 kV IOC=15.1 A POC=44.9 kW

(a) 计算折算到低压侧的变压器的等效电路参数；

(b) 如果副边所接负载的电压为13.8 kV，功率为4000 kW，功率因数为0.8 （滞后），计算变压器的电压变化率和效率各为多少？

24. 一台750kVA、10/0.4kV、Y, y0连接的三相变压器，其空载实验和短路实验的数据如下表所示，计算该变压器等效电路参数的标幺值。

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空载实验 短路实验 线电压/V 400 440 线电流/A 三相功率/W 60 43.3 3800 10900 实验侧 低压侧 高压侧 *25. 一台5600kVA, 10/6.3kV, Y,d11连接的三相变压器，其空载实验与短路实验的数据如下表所示，计算该变压器等效电路参数的标幺值。 空载实验 短路实验 线电压/V 6300 550 线电流/A 7.4 323 三相功率/W 6800 17900 实验侧 低压侧 高压侧 26. 三相变压器组由三台单相变压器组成，已知每台单相变压器的容量为600 kVA，高低压侧的电压分别为34.5/13.8-kV。当将此三台单相变压器分别接成(a) Y-Y；(b) Y-△；(c) △-Y；(d) △-△连接时，计算接成后变压器组原、副边的额定电压、变压器的额定容量和变比。

*27. 一台100,000-kVA, 230/115-kV，△-△连接的三相变压器，其短路电阻标幺值为 0.02，短路电抗的标幺值为0.055。激磁支路的激磁电阻标幺值为RC =110，激磁电抗标幺值为XM =20。

(a) 当变压器的负载功率为80 MVA，功率因数为0.85（滞后）时，绘制变压器的相量图。 (b) 在上述负载条件下，该变压器的电压变化率为多少？ (c) 计算折算到低压侧的等效电路参数，并绘制该等效电路。

*28. 三台单相变压器连接成△-Y的三相变压器组，单相变压器的额定数据为25-kVA，24,000/277-V。在三相变压器组的低压侧进行空载实验的数据为：

Vline,OC=480 V Iline,OC=4.10 A P3?,OC=945 W 在三相变压器组的高压侧进行短路实验的数据为：

Vline,SC=1600 V Iline,SC=2.00 A P3?,SC=1150 W

(a) 计算变压器组等效电路参数的标幺值。

(b) 当变压器组接功率因数为0.9（滞后）的额定负载时，变压器的电压变化率？ (c) 计算变压器组在上述负载条件下的效率？

29.一台三相变压器，SN＝100kVA，U1N/U2N＝6000/400V，Y，y0接线。空载时测得

（1）激磁I0%?6.5%，p0?600W；短路时测得UkN?5%，pkN?1800W。试求：

阻抗和短路阻抗的标幺值和折算到低压侧的实际值；（2）满载时，功率因数为0.8（滞后）

的二次电压和效率；（3）功率因数为0.8（滞后）时的最大效率和此时的负载电流。

*30. 一台三相变压器，其额定数据为：1000kVA, 10/6.3kV, Y,d11。变压器额定运行时的铁耗为4.9kW，短路损耗为15kW. 计算该变压器在额定负载且cosφ2=0.8 (滞后)时的效率和最大效率各是多少？

*31.分别画出连接组标号为（1）Y，y2；（2）Y，d3；（3）Y，d5；（4）Y，d7的三相变压器的绕组连接图和相量图。

32. 用相量图判别下图中所示的三相变压器的连接组标号。

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第三章 交流电机共同理论习题

*5. 三相单层绕组，Q =24，2p =4，a =2，画出三相绕组的展开图并计算绕组因数。 *6. 三相双层短距叠绕组，Q =24，2p =2，y1?绕组因数。

*12.一台三相同步发电机，2p=6，定子为双层叠绕组，Q1?54,y1?7,a=1,星形联接，每个线圈的匝数为10匝，试求：

(1)若在绕组中通入频率为50Hz、有效值为10 A的三相对称电流，其基波旋转磁势的幅值和转速。

(2)若每极磁通?m=0.11 Wb，其相电势的有效值。

*13. 一台三相感应电动机，2p=4，定子为双层叠绕组，Q1?24,y1?5,a=1,星形联接，每相串联匝数N?72。当通入对称三相电流，每相电流的有效值为20A时，试求三相合成磁动势的基波以及5、7次谐波的幅值以及转速。

*14. 一台三相、Y接、50-Hz的2极同步电机，定子每相串联总匝数为2000匝，绕组因数kw=0.966，为要使电机的电枢端电压为6kV，每极磁通应该为多少？

*15.一台2极、三相、Y接、60-Hz的同步发电机，定子每相串联总匝数为18匝，绕组因数kw=0.933。每极的基波磁通为3.31Wb，电机转速为3600 r/min。计算发电机空载端电压的有效值为多少？

16. 一台2极、60Hz、Y接的三相同步发电机，定子每相串联总匝数为45匝，绕组因数kw=0.93，每极磁通为2.1Wb，电枢电流为20A。试求 (a) 电枢绕组感应电势的幅值和有效值各为多少？

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5?，a =1，画出A相绕组的展开图并计算6(b) 电枢一相绕组基波磁动势的幅值为多少？ (c) 电枢三相绕组基波磁动势的幅值为多少？

第4章 感应电机习题

*24. 一台感应电动机在额定状态运行，当负载转矩增大时，以下物理量将如何变化？(1) 电机转速; (2)转差率; (3) 转子感应电压; (4)转子电流; (5)转子电流频率; (6)同步转速; (7) 转子铜耗.

*25. 一台220V、三相2极、50Hz的感应电动机，当其转差率为5%时，试求: (1) 旋转磁场每分钟的转速为多少？ (2) 转子每分钟的转速为多少？ (3) 转子的转差速度为多少？ (4) 转子电流的频率为多少？

*26. 一台480V、三相4极、60Hz的感应电动机，当其转差率为3.5%时，试求: (1) 旋转磁场每分钟的转速为多少？ (2) 转子每分钟的转速为多少？ (3) 转子的转差速度为多少？ (4) 转子电流的频率为多少？

27. 一台60Hz三相感应电动机，空载运行转速为890r/min，满载运行转速为840r/min。试

求：

(1) 电机的极数是多少？

(2) 电机满载时的转差率为多少？

(3) 电机带1/4额定负载时的转速是多少？

(4) 电机带1/4额定负载时的转子电流的频率是多少？

*28. 一台60Hz的三相感应电动机，空载运行转速为1198 r/min，满载运行转速为1112 r/min 。试求：

(1) 电机的极数是多少？

(2) 电机满载时的转差率为多少？ (3) 转子电流的频率？

(4) 转子磁场相对于转子的转速和相对于定子的转速各为多少？

29. 一台50kW、440V、50-Hz、6极感应电动机，额定运行时的转差率为6% 。摩擦损耗为

300W，铁耗为600W。试求电机在额定负载下: (1) 电机转子的转速; (2) 电机的输出功率; (3) 电机的输出转矩; (4) 电机的电磁转矩; (5) 转子电流的频率.

*30. 一台三相感应电动机：PN=7.5kW，UN =380V，IN=15.6A，nN=1426r/min，fN=50Hz， cos?N =0.87（滞后），试求：（1）电动机的极数是多少？（2）额定负载下的转差率是多少？（3）额定负载下的效率是多少？

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31. 一台 460V、37kW、60Hz、4极感应电动机，额定转速为1755r/min，当该电动机带额定负载运行时，试求： (a) 转子的转差率？ (b) 转子电流的频率？

(c) 定子旋转磁场相对于定子的转速？定子旋转磁场相对于转子的转速？ (d) 转子旋转磁场相对于定子的转速？转子旋转磁场相对于转子的转速？

*32.一台三相感应电动机：PN=150kW，fN=50Hz，2p=4，满载运行时的转子铜耗为4.8kW，机械损耗为700 W，杂散损耗为1500 W，求电动机的电磁转矩和输出转矩。

*33. 一台三相感应电动机：UN =380V , fN =50Hz , nN=1426r/min ，定子绕组三角形联结，

?=2.82Ω, X2??=11.75Ω, Xm=202Ω, Rm忽略不计，试用R1=2.865Ω，X1?=7.71Ω, R2?。 “T”形等效电路计算额定负载时的I1, P1, cos?1和I2

*34. 一台三相感应电动机：PN =7.5kW，UN =380V， fN =50Hz, nN=962 r/min, 定子绕组三角形联结，额定负载时cos?N=0.827,定子铜耗为470 W，铁耗为234 W，机械损耗为45 W，杂散损耗为80 W。试计算在额定负载时：

（1） 转差率； （2） 转子电流的频率； （3） 转子铜耗； （4） 效率； （5）定子电流。

35. 一台三相感应电动机：PN=17kW，UN=380V，fN=50Hz, 定子绕组三角形联结，

?=0.416Ω, X2??=3.03Ω, Xm=75Ω, Rm=6.2Ω，机械损耗R1=0.715Ω，X1?=1.74Ω, R2p?=139W，额定负载时的杂散损耗p?=320 W。试计算额定负载时的转差率、定子电流、

定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。

36. 一台三相感应电动机：PN=10kW，U1N=380V， fN=50Hz, 定子绕组星形联结，已知R1=0.5Ω；空载试验数据：IN=19.8A。UN=380V，I10=5.4A，P10=425W，p?=170W；短路试验数据如下： U1k (线)/V 200 I1k/A P1k/W 36 160 27 120 80 290 40 40 18.1 10.5 4 3680 2080 920 ?(设X1?=X2??和R2??)； 试求：(1) Xm、Rm、X1?、X2 (2) 用T形等效电路确定额定电流I1N和额定功率因数cos?N(设p?=1%PN)。

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*37. 一台11kW、208V、2极、60 Hz、Y接绕线转子感应电动机，其等效电路参数为：R1=0.2?，R2=0.120?，XM=15.0?，X1=0.410?，X2=0.410?；机械损耗为250W，铁耗为180W，不计附加损耗，当电机的转差率为0.05时，试求：

(a) 定子线电流；(b) 定子铜耗；(c) 电磁功率；(d) 总机械功率；(e) 电动机的电磁转矩；(f) 电动机的输出转矩；(g) 电动机的效率; (h) 电动机最大电磁转矩时的临界转差率；(i) 电动机的最大电磁转矩

38. 一台定子绕组Y连接的三相6极笼型感应电动机，其技术数据如下：额定电压UN＝380V，

?额定转速nN＝957r/min，额定频率fN＝50Hz，定子电阻R1＝2.08?，转子电阻折算值R2??＝4.25?。试求：＝1.53?，定子漏电抗X1?＝3.12?，转子漏电抗折算值X2（1）额定

电磁转矩；（2）最大转矩及过载能力；（3）临界转差率。

*39. 一台三相8极笼型感应电动机，其技术数据如下：额定功率PN＝260kW，额定电压UN

＝380V，额定转速nN＝722r/min，额定频率fN＝50Hz，过载能力?m＝2.13。试求：（1）额定转差率；（2）额定电磁转矩；（3）最大转矩；（4）临界转差率；（5）当s=0.02时的电磁转矩。

*40. 一台三相笼型感应电动机的技术数据为：额定功率PN＝320kW，额定电压UN＝600V，额定转速nN＝740r/min，额定电流IN＝40A，额定功率因数cos?N=0.83，起动转矩倍数KI=5.04，起动电流倍数KT=1.93，?m＝2.2，定子绕组Y接法。试求：（1）直接起动时的起动电流与起动转矩；（2）把起动电流限定在160A时，应在定子回路每相串入多大的电阻？起动转矩是多少？

41. 一台三相2极笼型感应电动机的技术数据为：额定功率PN＝11kW，额定电压UN＝380V，额定电流IN＝21.8A，额定转速nN＝2930r/min，额定频率fN＝50Hz，采用变频调速拖动TL＝0.8TN的恒转矩负载，若采用U1/f1=常数的变频调速方式，忽略空载转矩T0。试求当频率降低为0.8fN时电动机的转速是多少？

第五章 同步电机复习题

*1. 同步电机的频率、极对数和同步转速之间有什么关系？一台f = 50Hz、nN = 3000r/min

的汽轮发电机的极数是多少？一台f = 50Hz、2p = 100的水轮发电机的转速是多少？

*2. 一台三相同步发电机的数据如下：额定容量SN = 20kVA，额定电压UN = 400V，额定功

率因数cos?N = 0.8(滞后)，试求该发电机的额定电流IN及额定运行时发出的有功功率PN和无功功率QN。

*12. 某工厂需要同步发电机提供300kW、60-Hz的电源，但目前只有50 Hz的电源，技术

人员拟进行如下改造：用一台50 Hz的同步电动机拖动一台同步发电机，使同步发电机发出60Hz的电能，请问：两台电机的极数应该各是多少，才能满足上述要求将50Hz的电源转换为60Hz？

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*16. 一台同步电机的同步电抗为2.0?，电枢电阻为0.4?，当EA?460??8?V ，

U??480?0?V时，请判断该电机是运行于发电机状态还是电动机状态？电机输出/

吸收的有功功率和无功功率各为多少？

*19. 一台25-MVA、三相、13.8-kV、2极、60 Hz、Y接同步发电机，其电枢电阻为0.24?。

对发电机进行空载实验和短路实验，相关的实验数据如下表所示： 空载实验 励磁电流/ A 线电压/ kV 短路实验 励磁电流/ A 电枢电流/A 320 365 380 475 570 1040 1190 1240 1550 1885 320 13.0 365 380 475 15.2 22.8 570 16.0 27.4 13.8 14.1 17.5 18.3 推算的气隙电压/kV 15.4 试求：

1) 发电机不饱和同步电抗的实际值和标幺值。

2) 当励磁电流为380A时，发电机饱和同步电抗的实际值和标幺值。 3) 当励磁电流为475A时，发电机饱和同步电抗的实际值和标幺值。 4) 发电机的短路比。

*20. 一台1500kW的三相水轮发电机，额定电压UN = 6300V(星形连接)，额定功率因数cos?N

= 0.8(滞后)，已知电机参数Xd = 21.3?，Xq = 13.7?，忽略电枢电阻，不计磁饱和，试求： (1) Xd和Xq 的标幺值；

(2) 额定运行时发电机的功率角? 和激磁电动势E0。

21.一台70000kVA、60000kW、13.8kV(星形连接)的三相水轮发电机，直、交轴同步电抗的

标幺值分别为Xd*= 1，Xq*= 0.7，试求额定负载时发电机的激磁电动势E0*、功率角? 和电压调整率?u（不计磁饱和与电枢电阻）。

*22. 一台与无穷大电网并联运行的三相隐极同步发电机，SN = 31250kVA，UN = 10.5kV(星形

连接)，cos?N =0.8(滞后)，定子每相同步电抗Xs= 7.0?，忽略电枢电阻且不计磁饱和，发电机额定运行，试求：

1) 功率角?、电磁功率Pe、比整步功率Psyn和过载能力kP；

2) 若维持额定励磁电流不变而输出有功功率减半时，求?、Pe和功率因数角? ，此时输出无功功率怎样变化？

3) 若仅将其励磁电流增大10%，求?、Pe和? ，此时输出无功功率怎样变化？

*23. 一台13.8-kV、10-MVA、60Hz, 2极、Y接、功率因数为0.8（滞后）的汽轮发电机与

无穷大电网并联运行，电机的同步电抗为12?，每相电枢电阻为1.5?，试求电机额定运行时

(a) 激磁电动势E0 。 (b) 功率角。

(c) 如果励磁电流不变，发电机的最大输出功率是多少？发电机满载时的功率和转矩是

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多少？

(d) 在最大功率点，发电机发出或消耗的无功功率是多少？请画出励磁电流不变时发电机的相量图。

24. 一台100-MVA、12.5-kV、0.85（滞后）、50-Hz、2极、Y接的同步发电机，同步电抗的标幺值为1.1，电枢电阻标幺值为0.012。试求： (a) 发电机同步电抗和电枢电阻的实际值。

(b) 发电机额定运行时的激磁电动势和功率角。

(c) 若忽略发电机的损耗，原动机输出给发电机的转矩是多少？

*25. 一台三相Y接同步发电机，额定数据为120 MVA、13.2 kV、60 Hz、功率因数为0.8（滞后），电机的同步电抗为0.9?，忽略电枢电阻。试求： (a) 发电机的电压调整率。

(b) 若发电机工作于50Hz，且保持与60Hz时具有相同的电枢电流和励磁电流，则发电机的额定端电压和视在功率各为多少？

(c) 发电机工作于50Hz时的电压调整率为多少？

*27. 一台三相隐极同步电动机，额定电压UN = 380V(星形连接)，同步电抗Xs = 5?，忽略电

枢电阻，当功率角? = 30?时，电磁功率Pe = 16kW，试求： 1）每相激磁电动势E0；

2）保持励磁电流不变，求最大电磁功率。

28. 一台三相同步电动机，额定功率PN = 2000kW，额定电压UN = 3000V(星形连接)，额定

功率因数cos?N = 0.85(超前)，额定效率?N = 95%，极对数p =3，定子每相电阻Ra= 0.1?，同步电抗为1?，试求：

（1）额定运行时定子输入的电功率P1； （2）额定电流IN；

（3）额定电磁功率Pe； （4）额定电磁转矩Te。

29. 一台同步电动机在额定电压下运行，从电网吸收功率因数为0.8(超前)的额定电流，该机直、交轴同步电抗的标幺值分别为Xd*= 0.8，Xq*= 0.5，试求激磁电动势E0*和功率角?，说明这台电动机运行于“过励”状态还是“欠励”状态（不计磁饱和与电枢电阻）。

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