10．同步電動機帶某一負載執行時功率因數為1，在不改變勵磁電流的情況下撤去負載，則此時該電機的電樞電流為 b 。
a．0； b．容性電流； c．感性電流； d．純有功電流。
二、 填空題
1．同步發電機並網的條件是：(1) 發電機的相序與電網的相序要一致 ；(2) 發電機的頻率應與電網相同 ；(3) 發電機的激磁電動勢應與電網電壓大小相等、相位相同、波形相同 。
2．同步發電機在過勵時向電網發出滯後無功功率，產生直軸去磁電樞反應；同步電動機在過勵時從電網吸收超前無功功率，產生直軸增磁電樞反應。(超前或滯後；直軸去磁或增磁)
3．同步電機功率角的物理意義在時間上為勵磁電動勢與電壓夾角 ；在空間上為主極軸線與氣隙合成磁場軸線夾角 。
4．在不考慮磁路飽和的情況下，如增加轉速，則同步發電機空載電壓增大 ；如增加勵磁電流，則空載電壓增大 。如勵磁電流增加10%，而速度減小10%，則同步發電機的空載電壓不變 。(減小、不變或增加)
5．一台同步電動機拖動一恆轉矩負載，額定執行時的功率因數為0.8(超前)，在其他條件不變的情況下增大勵磁電流，則帶來以下變化：電機的電樞電流增大 ，電磁轉矩不變 ，激磁電動勢增大 ，功率因數減小 。
(減小、不變或增加)
6．某公司電力裝置的總功率為6000kw，cosφ=0.75(滯後)。由於發展需要增添一台1500kw的同步電動機，並使系統的功率因數提高到0.
8(滯後)，則該同步電動機吸收 (吸收或發出)的無功功率為 333.5 kvar ；功率因數為 0.9798 ；容量為 1531 kva。
三、 簡答題
1．試述直軸同步電抗和交軸同步電抗的意義。（8分）
答：在凸極同步電機中，由於氣隙不均勻為了計算方便，將電樞磁動勢分解為和，分別除以直軸磁阻和交軸磁阻，可得到和，它們分別在定子繞組感應電動勢和，寫成電抗壓降形式，即
和分別稱為直軸電樞反應電抗和交軸電樞反應電抗，它們分別反映出上述直軸和交軸電樞反應磁通的強弱。
直軸同步電抗為
交軸同步電抗為
和表徵了當對稱三相直軸或交軸電流每相為時，三相總磁場在電樞繞組中每相感應的電動勢。
2．併聯於無窮大電網的汽輪發電機，忽略定子電阻，在正常勵磁時得到的相量圖如下所示。(1)保持有功功率不變，試畫出發動機在欠勵情況下的相量圖；(2)保持勵磁電流不變，試畫出增加有功功率時的相量圖。（16分）
答：(1)保持有功功率不變，則pe、p2不變。要保持不變；不變；由於相數m、xs與u不變，則e0sinδ與不變。在欠勵情況下，勵磁電流減小，e0減小，從而畫出下圖：
(2)保持勵磁電流不變，則激磁電動勢e0大小不變，即e0軌跡應在乙個圓上。增加有功功率，功率角增加，從而畫出下圖：
四、 計算題
一台隱極同步發動機，x*s=1，r*a=0，接在u*n=1的電網上，執行工況為i*n=1、cosφn=0.8(滯後)。試求額定情況下：
(1)內功率因數角ψ0n(4分)；(2)功率角δn(4分)；(3)激磁電動勢e*0n(4分)；(4)電磁功率p*en(4分)；(5)最大電磁功率p*en(max)(4分)；(6)過載能力kp(4分)。當電網電壓下降為u*=0.7時，為了維持有功功率不變，並使功率角保持在不大於300的範圍內，試求：
(7)激磁電動勢e*0(4分)；(8)電樞電流i*(4分)；(9)功率因數cosφ(4分)。
解：(14分)
(2)4分)(3)
4分）(44分)
另解：(5)，取最大值時，δm=900。
則4分)
(64分)
(7)保持有功功率不變，則不變、不變。
當電網電壓為u*=0.7時，為確保δ不大於300，則有：
所以4分)
(8)-(9)兩問
由向量圖知：
則： （i）
又由於：
則ii）
由上述（i）、（ii）兩式可得：
所以：功率因數cosφ=0.66634分)4分)
電機學課堂測驗5 同步電機
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