??Im?I1Z2Zm?'Z2'?18.6??26.40020.9?8.330激磁电流：
6.2?j75?20.7?j3.030
?18.6??26.4020.9?8.3382.5?710?4.71?89.1A22定子铁耗：pFe?m1ImRm?3?4.71?6.2?413W
电磁功率：Pe?P1?pcu1?pFe?18999?742?413?17844W
同步转速：ns?1500r/min，?s?电磁转矩：Te?Pe?s?17844157.08ns?2?60?157.08rad/s
?113.6N?m
总机械功率：P???1?s?Pe??1?0.02008??17844?17486W 输出功率：P2?P???p??p???17486??138?320??17028W 输出转矩：T2?效率：?N?P2P1P2??P22??1?sN?ns601702818999?170282???1?0.02008??150060?110.6N?m
?100%??100%?89.6%
例5-6、P175
5-23（24）、有一台三相绕线型感应电动机，PN?155kW,nN?1450r/min,U1N?380V,定
''转子均为Y联结，cos?N?0.89,?N?0.89，参数R1?R2?0.012?,X1??X2??0.06?，ke?ki?1.73，激磁电流略去不计。现要把该机的起动电流限制在1.5I1N，试计算起动电
阻的值以及起动转矩倍数。 解：额定输入功率：P1N?额定输入容量：SN?额定输入电流：I1N?P1Ncos?NSNPN?N???1550.890.89?174.16kW ?195.68kW
?297.5A174.16195.683UN3?380起动电流：Ist?1.5I1N?1.5?297.5?446.3A?
忽略激磁电流，根据I1??U1?'I2???U1?Z1??cZ2'Ist?'?R1?R2'?Rst???X1?2?X2?'?2?Rst?'?U1??I?st????2?X1??X2?2?'?2??R1?R'2?
2??3803??446.3???????0.06?0.06???0.012?0.012??0.453?起动电阻：Rst?Tst?Rstkekim1?s3?'?0.4531.732?0.151?
U1R2?Rst2?''??
2起动转矩：
??2''2'R1?R2?Rst?X1??X2???2??150060??380?0.012?0.0123?0.0122?0.453???0.453?2??0.06?0.06??1766.9N?m额定转矩：TN?起动转矩倍数：
PN?N??1550002??145060?1020.8N?m
TstTN1766.91020.8?1.731
5-26（27）、有一台三相四极的绕线型感应电动机，额定转速nN?1485r/min，转子每相电
'阻R2设负载转矩保持为额定值不变，今欲把转速从1485r/min下调到1050r/min，?0.012?。
问转子每相应串入多大的调速电阻？
'2R2U122mUmUs?11?11解：转矩转差率特性：Te?2?s??sR'?sR''?222'?R?cR2??X1??cX2?s?1?s??sm1
??负载转矩保持为额定值不变，则：
mUsmU1sssTeN?11N?1?N?
''''''?s?R2R2R2?RstsR2?Rst1500?1485?0.01 额定转差率：sN?15001500?1050?0.3 调速后转差率：s?1500s0.3'''?R2?R2??0.012?0.012?0.348? 应串电阻：RstsN0.0122
第六章 同步电机
6-1、汽轮发电机和水轮发电机在结构上有何区别？原因何在？
解：汽轮发电机转子采用隐极式结构，转子细而长； 水轮发电机转子采用凸极式结构，转子短而粗，有明显的磁极； 因为：
汽轮发电机转速高，转子细而长的隐极式转子转动惯量小，运行稳定； 水轮发电机转速低，凸极式结构转子短而粗，转动惯量大，运行平稳；
6-8、有一台SN?70000kVA、PN?60000kW、UN?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Xd?1.0,Xq?0.7，试求额定负载时发电机的激磁电
?动势E0（不计磁饱和与定子电阻）。
解：额定功率因数：cos?N?sin??1?cos2PNSN?6000070000?67?0.8571，
??0.5151
?arctan??0?arctanUN?sin??IN?XqUN?cos??IN?Ra???UN?sin??IN?XqUN?cos??IN?Ra??????????arctan?0.5151?0.70.8571?54.8
0激磁电动势：E0?U?IRa?jIdXd?jIqXq?U?jIdXd?jIqXq 以激磁电动势为参考相量：
??Id?INsin54.8??90?00?sin54.8??90
00???0000Iq?INcos54.8?0?cos54.8?0
????E0?U?j?1??54.8??IdXd?j0???IqXq??0?31??jsin54.80??900?1.0?jcos54.80?00?0.7
?0.915?j0.4035?0.8171?j0.4035?1.732
??6-15（19）、有一台Xd?0.8,Xq?0.5的凸极同步发电机与电网并联运行，已知发电机的
U??1,I??1,cos??0.8（滞后），电枢电阻略去不计，试求发电机的：1）E0???N??；
??2）Pe??max???（E0保持为上值）。
解：1）功率因数角：cos??0.8,sin??0.6,??36.870
?0?arctanU?sin??IXqU????arctan0.6?0.50.80?53.97
cos?额定功率角：?N??0???53.970?36.870?17.10
????0?Ucos??IdXd?cos17.1?sin?0?0.8?0.9558?0.6470?1.603 激磁电动势：E02）保持激磁电动势不变，Pe?1?max?和Pe?2?max?分别为
?Pe1?max??E0U?Xd???1.603?10.8?2.004
?Pe2?max???U?2?2?1?1?11??1???????0.375????20.50.8??XXd?q?
于是有
Pe2?max??Pe1?max?0.3752.007?0.1871 Pe?max?Pe1?max????由图6-40 查得，此时
?1.07，所以有Pe??max??1.07Pe?1?max??1.07?2.004?2.114
6-17、一台31250kVA（星形联结）、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？
解：1）Pe?mUIcos??31250?0.8?25000kW
电压方程：E0?U?IRa?jIXs?U?00?jI????Xs 从而
E0??U?Isin?Xs???Icos?Xs?3?31250?10??U?sin?X?3U?22222??????s???31250?103??cos?X?3U?2??s???17.2?102? 32?3???U?31250?10?0.6?7.53???3U???31250?103????0.8?7.53???3U??250000?0
?17.22
U4?201715000U32?6152441406U?6.12?10V和U?12.816?103V（舍掉）
?25000000?7.53?0??arcsin????36.6??3?17200?6120???PXesPe?msin???N?arcsin??mEUXs0N??E0U
Q?mUIsin??SNsin??31250?0.6?18750kVA
11kp???1.677
0sin?Nsin36.62）Pe?mUIcos??Pe?m??12?25000kW?12500kW
?12500000?7.53?0??arcsin????17.34??3?17200?6120??0E0U?PXessin????arcsin??mEUXs0N???0
E0?U?jXsI?17200?17.34?6120?0?j7.53?I????I?1528?63.5A0Q?mUIsin??3?6120?1528?sin63.5?25106560?25107kVA
