专题三十一 同步电动机的启动方法（专项练习） -河南省对口招生《电压与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题三十一 同步电动机的启动方法 一、填空题 1.同步电动机工作时，定子绕组通入三相交流电建立______，转子绕组通入直流电产生固定磁极。 答案：旋转磁场 解析：定子三相电流产生的旋转磁场与转子直流磁场相互作用，是同步电动机运行的基础。 2.同步发电机负载运行时，电枢磁场对主极磁场的影响称为______，会改变气隙磁场的分布。 答案：电枢反应 解析：电枢反应是定子电流磁场与转子主磁场的相互作用，影响电机的电磁性能。 3.同步电机的“同步”是指转子转速与______转速相同。 答案：定子旋转磁场 解析：同步电机运行时，转子与定子旋转磁场无相对运动，这是“同步”的核心含义。 4.我国电网标准频率为______Hz，此时磁极对数p=4的同步电动机转速为______r/min。 答案：50；750 解析：由转速公式n=60f/p，代入f=50Hz、p=4，得n=60×50/4=750r/min。 5.同步电动机的______是转子磁场与定子旋转磁场的夹角，随负载增大而增大。 答案：功角（或功率角） 解析：功角反映负载大小，是同步电动机稳定运行的关键参数。 6.同步补偿机是一种空载运行的同步电动机，主要用于改善电网的______。 答案：功率因数 解析：同步补偿机过励时吸收容性无功功率，补偿电网感性无功，提高功率因数。 7.同步发电机三相电动势的频率公式为______，其中p为磁极对数，n为转子转速。 答案：f=pn/60 解析：该公式体现频率与磁极对数、转速的定量关系，是同步发电机的基本公式。 8.同步电动机处于______状态时，从电网吸收滞后的感性无功功率。 答案：欠励 解析：欠励时电枢电流滞后，吸收感性无功；过励时则吸收容性无功。 9.当同步电动机负载力矩超过______时，会发生失步现象。 答案：磁拉力力矩 解析：磁拉力力矩是定子与转子磁场的吸引力矩，负载超限则无法维持同步运转。 10.同步电动机V形曲线的最低点对应______励磁状态，此时功率因数为______。 答案：正常；1（或unity） 解析：正常励磁时电枢电流全为有功电流，无功分量为零，功率因数最大。 二、判断题 1.同步发电机空载运行时，定子绕组中没有感应电动势。（ ） 答案：错误 解析：空载时转子旋转磁场仍切割定子绕组，产生感应电动势，只是无电流输出。 2.同步电动机的转速与负载大小无关，仅由电源频率和磁极对数决定。（ ） 答案：正确 解析：同步转速n=60f/p，负载在允许范围内变化时转速保持恒定。 3.电枢反应会使同步发电机的气隙磁场增强。（ ） 答案：错误 解析：电枢反应可能使气隙磁场增强或削弱，取决于负载性质，并非一定增强。 4.同步电动机过励时，功率因数超前，可向电网提供感性无功功率。（ ） 答案：错误 解析：过励时同步电动机吸收容性无功功率，相当于向电网提供感性无功补偿。 5.同步发电机的电枢磁场转速始终等于转子转速。（ ） 答案：正确 解析：负载运行时，电枢磁场与转子磁场同速同向，相对静止，符合“同步”特性。 6.功角为零时，同步电动机输出的电磁功率最大。（ ） 答案：错误 解析：功角为零时对应理想空载，电磁功率为零，随功角增大功率先增后减。 7.同步补偿机必须带负载运行才能改善功率因数。（ ） 答案：错误 解析：同步补偿机空载运行，通过调节励磁吸收无功功率，实现功率因数改善。 8.同步电动机的V形曲线中，过励状态下电枢电流比正常励磁时大。（ ） 答案：正确 解析：过励时电枢电流包含超前的无功分量，总电流大于正常励磁时的纯有功电流。 9.同步发电机的电动势频率由负载大小决定。（ ） 答案：错误 解析：频率由磁极对数和转子转速决定，与负载无关，负载仅影响电流和功率。 10.所有同步电机的转子都必须通入直流电励磁。（ ） 答案：正确 解析：同步电机转子需直流励磁以建立恒定磁场，这是其与异步电机的核心区别之一。 三、选择题 1.同步发电机将机械能转换为电能的关键是（ ） A.定子绕组通入交流电 B.转子磁场切割定子绕组 C.电枢反应增强磁场 D.负载电流产生转矩 答案：B 解析：转子旋转磁场切割定子绕组产生感应电动势，实现能量转换，这是发电机的核心原理。 2.某同步电动机磁极对数p=2，电源频率f=50Hz，则其同步转速为（ ） A.750r/min B.1000r/min C.1500r/min D.3000r/min 答案：C 解析：由n=60f/p=60×50/2=1500r/min，计算可得正确转速。 3.同步电动机功角增大的原因是（ ） A.负载减小 B.励磁电流增大 C.负载增大 D.电源频率降低 答案：C 解析：功角随负载增大而增大，反映电磁转矩与负载转矩的平衡关系。 4.同步电动机“过励”是指（ ） A.励磁电流等于额定值 B.励磁电流大于额定值 C.励磁电流小于额定值 D.无励磁电流 答案：B 解析：过励即励磁电流超过正常励磁值，此时电枢电流超前，吸收容性无功。 5.同步发电机负载运行时，电枢磁场与转子磁场的关系是（ ） A.转速相同，转向相反 B.转速不同，转向相同 C.转速相同，转向相同 D.转速不同，转向相反 答案：C 解析：两者同速同向，相对静止，这是“同步”的体现，确保能量稳定转换。 6.下列关于同步补偿机的说法正确的是（ ） A.输出有功功率 B.必须带机械负载 C.过励时吸收感性无功 D.改善电网功率因数 答案：D 解析：同步补偿机空载运行，过励吸收容性无功，用于补偿电网感性无功，提高功率因数。 7.同步电动机失步后会（ ） A.转速升高 B.转速不变 C.停止转动 D.转速降低 答案：C 解析：失步时转子无法跟随定子旋转磁场，最终停止转动，导致电机无法工作。 8.同步发电机三相电动势的频率取决于（ ） A.励磁电流 B.定子绕组电阻 C.转子转速和磁极对数 D.负载大小 答案：C 解析：由f=pn/60可知，频率仅由转子转速n和磁极对数p决定。 9.同步电动机的V形曲线反映的是（ ）的关系 A.励磁电流与输出功率 B.电枢电流与功率因数 C.励磁电流与电枢电流 D.功角与电磁功率 答案：C 解析：V形曲线是恒定功率下，励磁电流与电枢电流的关系曲线，呈“V”形。 10.同步电动机正常励磁时，电枢电流的性质为（ ） A.纯有功电流 B.超前的容性电流 C.滞后的感性电流 D.无功电流为主 答案：A 解析：正常励磁时功率因数为1，电枢电流全为有功电流，无无功分量。 11.电枢反应对同步发电机的影响是（ ） A.仅增强主磁场 B.仅削弱主磁场 C.不影响主磁场 D.改变主磁场的大小和位置 答案：D 解析：电枢反应使气隙磁场的大小和空间位置发生变化，影响电机性能。 12.同步电动机的转速公式n=60f/p中，各参数的单位正确的是（ ） A.f的单位为r/s，p为对数，n的单位为r/min B.f的单位为Hz，p为对数，n的单位为r/min C.f的单位为Hz，p为个数，n的单位为r/s D.f的单位为r/min，p为对数，n的单位为Hz 答案：B 解析：公式中f为频率（Hz），p为磁极对数（无单位），n为转速（r/min），单位匹配正确。 13.下列哪种情况会导致同步电动机功角减小（ ） A.负载增大 B.励磁电流减小 C.负载减小 D.电源频率升高 答案：C 解析：功角随负载增大而增大，负载减小则功角减小，体现负载与功角的正相关关系。 14.同步发电机空载运行时，能量转换的特点是（ ） A.有机械能向电能转换 B.只有损耗由原动机供给 C.定子绕组有电流输出 D.电枢反应强烈 答案：B 解析：空载时无电磁功率转换，原动机仅提供铁芯损耗、机械损耗等。 15.同步电动机与异步电动机的根本区别是（ ） A.同步电动机转速恒定 B.异步电动机有转差率 C.同步电动机需直流励磁 D.异步电动机无需励磁 答案：C 解析：同步电动机转子需直流励磁建立磁场，异步电动机转子磁场由感应产生，这是核心区别。 16.同步补偿机运行在过励状态时，相当于（ ） A.电阻负载 B.电感负载 C.电容负载 D.电源 答案：C 解析：过励的同步补偿机吸收容性无功功率，相当于向电网提供感性无功，功能类似电容器。 17.同步发电机的电枢磁场由（ ）产生 A.转子励磁电流 B.定子三相电流 C.剩磁 D.永磁体 答案：B 解析：电枢磁场是定子绕组中的三相电流产生的旋转磁场，与转子磁场相互作用。 18.当同步电动机的功角超过稳定极限时，会出现（ ） A.转速升高 B.功率因数提高 C.失步 D.效率提高 答案：C 解析：功角超过稳定极限后，电磁转矩无法平衡负载转矩，导致转子失步。 19.同步电动机的功率因数可以通过调节（ ）来改变 A.负载大小 B.电源电压 C.励磁电流 D.磁极对数 答案：C 解析：改变励磁电流（过励、欠励、正常励磁）可调节同步电动机的功率因数，这是其重要特性。 20.同步发电机的“电枢”指的是（ ） A.转子绕组 B.定子绕组 C.励磁绕组 D.磁极 答案：B 解析：同步发电机中，定子绕组是产生感应电动势的部分，称为电枢。 21.下列关于同步电机转速的说法正确的是（ ） A.磁极对数越多，转速越高 B.电源频率越高，转速越低 C.转速与磁极对数成反比 D.转速与电源频率成反比 答案：C 解析：由n=60f/p可知，转速与磁极对数p成反比，与频率f成正比。 22.同步电动机空载时，功角的大小为（ ） A.0° B.很小的角度 C.90° D.180° 答案：B 解析：空载时存在轴承摩擦等阻力，转子磁极略滞后于定子磁场，功角很小。 23.同步发电机负载增大时，其输出的三相电流（ ） A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定 答案：C 解析：负载增大时，为满足功率需求，定子电流增大，以输出更多电能。 24.同步电动机的电磁功率与功角的关系称为（ ） A.工作特性 B.机械特性 C.功角特性 D.负载特性 答案：C 解析：功角特性描述励磁电流不变时，电磁功率随功角变化的规律，是同步电动机的重要特性。 25.同步电机的定子结构与（ ）的定子结构相同 A.直流电机 B.异步电机 C.变压器 D.永磁电机 答案：B 解析：同步电机与异步电机的定子均为分布绕组，嵌放在定子铁心槽中，结构相似。 四、简答题 1.简述同步发电机和同步电动机在“同步”含义上的共性与差异。 答案：共性：两者均指转子转速与定子旋转磁场转速相同，无相对运动。差异：发电机中，转子由原动机拖动达到同步转速，转子磁场“带动”电枢磁场；电动机中，定子旋转磁场“拖着”转子磁场以同步转速转动，实现电能到机械能的转换。 2.同步电动机为何能改善电网功率因数？简述其原理。 答案：同步电动机可通过调节励磁电流改变功率因数：欠励时吸收感性无功，过励时吸收容性无功。电网多为感性负载，过励的同步电动机吸收容性无功，补偿电网感性无功，减少无功传输，从而提高电网功率因数。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题三十一 同步电动机的启动方法 一、填空题 1.同步电动机工作时，定子绕组通入三相交流电建立______，转子绕组通入直流电产生固定磁极。 2.同步发电机负载运行时，电枢磁场对主极磁场的影响称为______，会改变气隙磁场的分布。 3.同步电机的“同步”是指转子转速与______转速相同。 4.我国电网标准频率为______Hz，此时磁极对数p=4的同步电动机转速为______r/min。 5.同步电动机的______是转子磁场与定子旋转磁场的夹角，随负载增大而增大。 6.同步补偿机是一种空载运行的同步电动机，主要用于改善电网的______。 7.同步发电机三相电动势的频率公式为______，其中p为磁极对数，n为转子转速。 8.同步电动机处于______状态时，从电网吸收滞后的感性无功功率。 9.当同步电动机负载力矩超过______时，会发生失步现象。 10.同步电动机V形曲线的最低点对应______励磁状态，此时功率因数为______。 二、判断题 1.同步发电机空载运行时，定子绕组中没有感应电动势。（ ） 2.同步电动机的转速与负载大小无关，仅由电源频率和磁极对数决定。（ ） 3.电枢反应会使同步发电机的气隙磁场增强。（ ） 4.同步电动机过励时，功率因数超前，可向电网提供感性无功功率。（ ） 5.同步发电机的电枢磁场转速始终等于转子转速。（ ） 6.功角为零时，同步电动机输出的电磁功率最大。（ ） 7.同步补偿机必须带负载运行才能改善功率因数。（ ） 8.同步电动机的V形曲线中，过励状态下电枢电流比正常励磁时大。（ ） 9.同步发电机的电动势频率由负载大小决定。（ ） 10.所有同步电机的转子都必须通入直流电励磁。（ ） 三、选择题 1.同步发电机将机械能转换为电能的关键是（ ） A.定子绕组通入交流电 B.转子磁场切割定子绕组 C.电枢反应增强磁场 D.负载电流产生转矩 2.某同步电动机磁极对数p=2，电源频率f=50Hz，则其同步转速为（ ） A.750r/min B.1000r/min C.1500r/min D.3000r/min 3.同步电动机功角增大的原因是（ ） A.负载减小 B.励磁电流增大 C.负载增大 D.电源频率降低 4.同步电动机“过励”是指（ ） A.励磁电流等于额定值 B.励磁电流大于额定值 C.励磁电流小于额定值 D.无励磁电流 5.同步发电机负载运行时，电枢磁场与转子磁场的关系是（ ） A.转速相同，转向相反 B.转速不同，转向相同 C.转速相同，转向相同 D.转速不同，转向相反 6.下列关于同步补偿机的说法正确的是（ ） A.输出有功功率 B.必须带机械负载 C.过励时吸收感性无功 D.改善电网功率因数 7.同步电动机失步后会（ ） A.转速升高 B.转速不变 C.停止转动 D.转速降低 8.同步发电机三相电动势的频率取决于（ ） A.励磁电流 B.定子绕组电阻 C.转子转速和磁极对数 D.负载大小 9.同步电动机的V形曲线反映的是（ ）的关系 A.励磁电流与输出功率 B.电枢电流与功率因数 C.励磁电流与电枢电流 D.功角与电磁功率 10.同步电动机正常励磁时，电枢电流的性质为（ ） A.纯有功电流 B.超前的容性电流 C.滞后的感性电流 D.无功电流为主 11.电枢反应对同步发电机的影响是（ ） A.仅增强主磁场 B.仅削弱主磁场 C.不影响主磁场 D.改变主磁场的大小和位置 12.同步电动机的转速公式n=60f/p中，各参数的单位正确的是（ ） A.f的单位为r/s，p为对数，n的单位为r/min B.f的单位为Hz，p为对数，n的单位为r/min C.f的单位为Hz，p为个数，n的单位为r/s D.f的单位为r/min，p为对数，n的单位为Hz 13.下列哪种情况会导致同步电动机功角减小（ ） A.负载增大 B.励磁电流减小 C.负载减小 D.电源频率升高 14.同步发电机空载运行时，能量转换的特点是（ ） A.有机械能向电能转换 B.只有损耗由原动机供给 C.定子绕组有电流输出 D.电枢反应强烈 15.同步电动机与异步电动机的根本区别是（ ） A.同步电动机转速恒定 B.异步电动机有转差率 C.同步电动机需直流励磁 D.异步电动机无需励磁 16.同步补偿机运行在过励状态时，相当于（ ） A.电阻负载 B.电感负载 C.电容负载 D.电源 17.同步发电机的电枢磁场由（ ）产生 A.转子励磁电流 B.定子三相电流 C.剩磁 D.永磁体 18.当同步电动机的功角超过稳定极限时，会出现（ ） A.转速升高 B.功率因数提高 C.失步 D.效率提高 19.同步电动机的功率因数可以通过调节（ ）来改变 A.负载大小 B.电源电压 C.励磁电流 D.磁极对数 20.同步发电机的“电枢”指的是（ ） A.转子绕组 B.定子绕组 C.励磁绕组 D.磁极 21.下列关于同步电机转速的说法正确的是（ ） A.磁极对数越多，转速越高 B.电源频率越高，转速越低 C.转速与磁极对数成反比 D.转速与电源频率成反比 22.同步电动机空载时，功角的大小为（ ） A.0° B.很小的角度 C.90° D.180° 23.同步发电机负载增大时，其输出的三相电流（ ） A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定 24.同步电动机的电磁功率与功角的关系称为（ ） A.工作特性 B.机械特性 C.功角特性 D.负载特性 25.同步电机的定子结构与（ ）的定子结构相同 A.直流电机 B.异步电机 C.变压器 D.永磁电机 四、简答题 1.简述同步发电机和同步电动机在“同步”含义上的共性与差异。 2.同步电动机为何能改善电网功率因数？简述其原理。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$