专题三十三 同步电机的励磁系统（专项练习）河北省对口招生《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题三十三 同步电机的励磁系统 一、填空题 1.同轴直流发电机励磁系统的核心结构特征是：励磁用的直流发电机与同步电机共用________，无需额外传动装置。 2.晶闸管整流励磁系统实现 “可控整流” 的核心元件是________，通过调节其导通角可改变励磁电流大小。 3.晶闸管自励恒压励磁系统的 “自励” 特性体现为：励磁电源取自________，无需依赖外部独立电源。 4.与晶闸管自励系统相比，晶闸管他励恒压励磁系统的励磁电源来自________，因此在电机启动初期无需依赖电机自身发电。 5.同轴交流发电机励磁系统中，交流励磁发电机输出的交流电需经过________转换为直流电，才能为同步电机转子励磁绕组供电。 6.三次谐波励磁系统利用同步电机定子绕组中因________而感应出的三次谐波电压，作为励磁电源的核心来源。 7.同轴直流发电机励磁系统中，调节同步电机励磁电流的关键手段是：改变________的励磁电流。 8.晶闸管自励恒压励磁系统中，若同步电机定子电压升高，系统会________晶闸管导通角，以减小励磁电流，维持电压稳定。 9.三次谐波励磁系统的励磁电流调节范围受________限制，因此更适用于小容量同步电机。 10.同轴交流发电机励磁系统的励磁调节灵活性优于同轴直流发电机系统，主要原因是其可通过调节________实现励磁电流的快速控制。 二、判断题 1.同轴直流发电机励磁系统中，直流励磁发电机与同步电机共用同一根转轴，因此无需额外动力即可运转。（ ） 2.晶闸管自励恒压励磁系统的励磁电源来自外部交流电网，因此启动时无需依赖同步电机自身发电。（ ） 3.晶闸管他励恒压励磁系统与自励系统的核心区别在于是否使用晶闸管作为整流元件。（ ） 4.同轴交流发电机励磁系统中，交流励磁发电机输出的交流电需经整流器转换为直流电，才能为同步电机转子励磁。（ ） 5.三次谐波励磁系统的励磁电源来自电网中的三次谐波电压，与同步电机自身磁路饱和程度无关。（ ） 6.同轴直流发电机励磁系统调节同步电机励磁电流时，需通过改变直流励磁发电机的励磁电流实现。（ ） 7.晶闸管自励恒压励磁系统中，若同步电机定子电压升高，系统会增大晶闸管导通角以降低励磁电流，维持电压稳定。（ ） 8.三次谐波励磁系统因励磁电流调节范围受磁路饱和限制，更适用于小容量同步电机。（ ） 9.晶闸管他励恒压励磁系统中，若外部励磁电源故障，同步电机可自动切换为自励模式继续运行。（ ） 10.同轴交流发电机励磁系统的响应速度比同轴直流发电机系统更快，主要因前者无机械调节滞后。（ ） 三、选择题 1.下列哪种励磁系统中，励磁发电机与同步电机共用同一根转轴？（ ） A. 晶闸管他励恒压励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 三次谐波励磁系统 D. 晶闸管自励恒压励磁系统 2.晶闸管整流励磁系统的核心换流元件是（ ） A. 二极管 B. 晶闸管 C. 三极管 D. 场效应管 3.晶闸管自励恒压励磁系统中，励磁电源主要来自（ ） A. 独立的直流电源 B. 同步电机自身的辅助绕组 C. 外部交流电网 D. 蓄电池组 4.与晶闸管自励恒压励磁系统相比，晶闸管他励恒压励磁系统的主要区别在于（ ） A. 整流元件不同 B. 励磁电源来源不同 C. 是否需要恒压控制 D. 是否使用晶闸管 5.同轴直流发电机励磁系统中，为调节同步电机的励磁电流，通常需要调节（ ） A. 同步电机的转速 B. 直流励磁发电机的励磁电流 C. 同步电机的定子电压 D. 直流励磁发电机的定子电压 6.三次谐波励磁系统中，励磁绕组获取的是（ ） A. 电网的三次谐波电压 B. 同步电机定子绕组中感应的三次谐波电压 C. 同步电机转子绕组中感应的三次谐波电压 D. 外部三次谐波发电机提供的电压 7.下列哪种励磁系统的响应速度最慢？（ ） A. 晶闸管自励恒压励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 三次谐波励磁系统 D. 晶闸管他励恒压励磁系统 8.晶闸管自励恒压励磁系统中，若同步电机定子电压降低，系统会（ ） A. 减小晶闸管导通角，降低励磁电流 B. 增大晶闸管导通角，增大励磁电流 C. 保持晶闸管导通角不变，励磁电流不变 D. 切断晶闸管输出，停止励磁 9.同轴交流发电机励磁系统中，交流励磁发电机输出的交流电需要经过（ ）转换为直流励磁电流。 A. 变压器 B. 逆变器 C. 整流器 D. 稳压器 10.三次谐波励磁系统适用于（ ）的同步电机。 A. 大容量、高转速 B. 小容量、低转速 C. 小容量、高转速 D. 大容量、低转速 11.晶闸管他励恒压励磁系统中，若外部励磁电源故障，同步电机将（ ） A. 继续正常运行，依赖自励供电 B. 励磁电流中断，无法维持运行 C. 自动切换到三次谐波励磁 D. 励磁电流减小，但仍能维持低负荷运行 12.同轴直流发电机励磁系统中，直流励磁发电机的励磁方式通常是（ ） A. 自励 B. 他励 C. 永磁励磁 D. 复励 13.下列哪种励磁系统不需要外部直流电源？（ ） A. 晶闸管他励恒压励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 三次谐波励磁系统 D. 蓄电池励磁系统 14.晶闸管整流励磁系统中，恒压控制的关键环节是（ ） A. 整流桥 B. 电压检测环节 C. 晶闸管触发电路 D. 励磁绕组 15.同轴交流发电机励磁系统与同轴直流发电机励磁系统相比，前者的主要优点是（ ） A. 无需整流环节 B. 励磁调节更灵活 C. 输出电流更稳定 D. 结构更简单 16.三次谐波励磁系统中，若同步电机磁路饱和程度降低，会导致（ ） A. 三次谐波电压增大，励磁电流增大 B. 三次谐波电压减小，励磁电流减小 C. 三次谐波电压不变，励磁电流不变 D. 三次谐波电压增大，励磁电流减小 17.晶闸管自励恒压励磁系统中，辅助绕组的作用是（ ） A. 提供同步电机的主电源 B. 提供励磁系统的电源 C. 调节同步电机的转速 D. 保护同步电机免受过载 18.下列哪种励磁系统在船舶同步发电机中应用较广泛？（ ） A. 三次谐波励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 晶闸管自励恒压励磁系统 D. 蓄电池励磁系统 19.同轴直流发电机励磁系统中，若直流励磁发电机的转速降低，会导致（ ） A. 同步电机励磁电流增大 B. 同步电机励磁电流减小 C. 同步电机定子电压升高 D. 同步电机定子电流减小 20.晶闸管他励恒压励磁系统中，若晶闸管触发脉冲丢失，会导致（ ） A. 励磁电流增大 B. 励磁电流减小或中断 C. 定子电压升高 D. 定子电压不变 21.三次谐波励磁系统的主要缺点是（ ） A. 结构复杂 B. 励磁电流调节范围小 C. 响应速度快 D. 成本高 22.同轴交流发电机励磁系统中，若交流励磁发电机的励磁电流增大，会导致（ ） A. 交流励磁发电机输出电压增大，同步电机励磁电流增大 B. 交流励磁发电机输出电压减小，同步电机励磁电流减小 C. 交流励磁发电机输出电压不变，同步电机励磁电流不变 D. 交流励磁发电机输出电压增大，同步电机励磁电流减小 23.晶闸管自励恒压励磁系统中，若负荷突然增加，系统会（ ） A. 减小励磁电流，维持电压稳定 B. 增大励磁电流，维持电压稳定 C. 保持励磁电流不变，电压降低 D. 切断励磁，保护电机 24.下列哪种励磁系统属于无刷励磁系统？（ ） A. 同轴直流发电机励磁系统 B. 晶闸管他励恒压励磁系统（有滑环） C. 三次谐波励磁系统（无滑环） D. 蓄电池励磁系统（有滑环） 25.同轴直流发电机励磁系统中，若直流励磁发电机的励磁绕组开路，会导致（ ） A. 同步电机励磁电流增大 B. 同步电机励磁电流为零 C. 同步电机励磁电流不变 D. 直流励磁发电机输出电压升高 四、简答题 1.简述同步电机励磁系统的核心功能，及其在电机运行中为何需维持定子电压稳定？​ 2.同轴直流发电机励磁系统中，“同轴” 的结构特点如何影响系统运行？请从传动与响应速度两方面分析。 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 $ 专题三十三 同步电机的励磁系统 一、填空题 1.同轴直流发电机励磁系统的核心结构特征是：励磁用的直流发电机与同步电机共用________，无需额外传动装置。 答案：同一根转轴 解析：“同轴” 即指两者转轴相同，同步电机运转时可直接带动直流励磁发电机转动，避免了额外传动部件带来的损耗与故障风险，是该系统区别于其他非同轴励磁系统的关键标志。 2.晶闸管整流励磁系统实现 “可控整流” 的核心元件是________，通过调节其导通角可改变励磁电流大小。 答案：晶闸管 解析：晶闸管具有可控单向导电性，在交流电压作用下，通过控制触发脉冲可调节其导通角（导通时间占比），进而改变整流输出的直流平均电压与电流，满足同步电机励磁调节需求；二极管整流不可控，无法实现励磁电流的灵活调节。 3.晶闸管自励恒压励磁系统的 “自励” 特性体现为：励磁电源取自________，无需依赖外部独立电源。 答案：同步电机自身（或同步电机定子辅助绕组） 解析：自励系统通常在同步电机定子上设置辅助绕组，辅助绕组感应的电压经整流后作为晶闸管的供电电源（即励磁系统电源），实现 “自给自足”；若依赖外部电源，则属于 “他励” 范畴。 4.与晶闸管自励系统相比，晶闸管他励恒压励磁系统的励磁电源来自________，因此在电机启动初期无需依赖电机自身发电。 答案：外部独立电源（或专用励磁变压器、外部直流电源等） 解析：他励系统的励磁电源不依赖同步电机自身，可来自外部交流电网（经励磁变压器降压）、独立直流电源等；启动时，外部电源可直接为励磁系统供电，避免了自励系统启动初期 “无电源” 的问题。 5.同轴交流发电机励磁系统中，交流励磁发电机输出的交流电需经过________转换为直流电，才能为同步电机转子励磁绕组供电。 答案：整流器（或晶闸管整流桥、二极管整流桥） 解析：同步电机转子励磁需要直流电流，而同轴交流发电机输出为交流电，必须通过整流器的交直转换功能，将交流电转化为符合要求的直流励磁电流；逆变器用于直流转交流，与该环节需求相反。 6.三次谐波励磁系统利用同步电机定子绕组中因________而感应出的三次谐波电压，作为励磁电源的核心来源。 答案：磁路饱和 解析：同步电机磁路不饱和时，定子绕组感应电压主要为基波电压；当磁路饱和时，磁通波形发生畸变，会产生三次谐波分量，三次谐波励磁系统正是利用这一特性获取励磁电源，无需外部谐波发生器。 7.同轴直流发电机励磁系统中，调节同步电机励磁电流的关键手段是：改变________的励磁电流。 答案：直流励磁发电机 解析：根据直流发电机工作原理（输出电流与自身励磁电流正相关），调节直流励磁发电机的励磁电流，可改变其输出电流（即同步电机的励磁电流）；同步电机转速由原动机决定，无法通过调节转速改变励磁电流。 8.晶闸管自励恒压励磁系统中，若同步电机定子电压升高，系统会________晶闸管导通角，以减小励磁电流，维持电压稳定。 答案：减小 解析：恒压控制遵循 “电压升高→减小励磁→磁场减弱→电压降低” 的逻辑：当定子电压高于额定值时，电压检测环节触发控制电路，减小晶闸管导通角，降低整流输出的直流励磁电流，从而削弱同步电机磁场，使定子电压回落至额定值。 9.三次谐波励磁系统的励磁电流调节范围受________限制，因此更适用于小容量同步电机。 答案：磁路饱和程度 解析：三次谐波电压的大小直接依赖磁路饱和程度，饱和程度变化范围有限，导致三次谐波电压与励磁电流的调节范围较小；大容量电机对励磁电流的调节需求更高，因此该系统不适用于大容量场景。 10.同轴交流发电机励磁系统的励磁调节灵活性优于同轴直流发电机系统，主要原因是其可通过调节________实现励磁电流的快速控制。 答案：晶闸管导通角（或交流励磁发电机的励磁电流） 解析：同轴交流系统中，交流励磁发电机的输出经晶闸管整流后供电，调节晶闸管导通角可直接改变励磁电流；同时，也可通过调节交流励磁发电机自身的励磁电流改变其输出电压，进而调节励磁电流，两种方式均比直流系统的机械调节更灵活、响应更快。 二、判断题 1.同轴直流发电机励磁系统中，直流励磁发电机与同步电机共用同一根转轴，因此无需额外动力即可运转。（ ） 答案：√ 解析：“同轴” 是该系统的核心特征，直流励磁发电机直接由同步电机的转轴带动，同步电机运转时可同步驱动励磁发电机，无需配置独立的传动装置或动力源，符合题干描述。 2.晶闸管自励恒压励磁系统的励磁电源来自外部交流电网，因此启动时无需依赖同步电机自身发电。（ ） 答案：× 解析：“自励” 的关键是励磁电源取自同步电机自身（通常为定子辅助绕组），而非外部电网；依赖外部电网供电的是晶闸管他励恒压励磁系统，题干混淆了 “自励” 与 “他励” 的电源来源，故错误。 3.晶闸管他励恒压励磁系统与自励系统的核心区别在于是否使用晶闸管作为整流元件。（ ） 答案：× 解析：两者均以晶闸管为核心整流元件，核心区别是励磁电源来源：他励系统电源来自外部独立电源（如励磁变压器），自励系统电源取自同步电机自身；题干误将 “整流元件” 作为区别点，故错误。 4.同轴交流发电机励磁系统中，交流励磁发电机输出的交流电需经整流器转换为直流电，才能为同步电机转子励磁。（ ） 答案：√ 解析：同步电机转子励磁需要直流电流，而同轴交流发电机输出为交流电，必须通过整流器的交直转换功能，将交流电转化为符合要求的直流励磁电流，题干描述符合该系统的工作流程。 5.三次谐波励磁系统的励磁电源来自电网中的三次谐波电压，与同步电机自身磁路饱和程度无关。（ ） 答案：× 解析：三次谐波励磁系统的核心是利用同步电机定子绕组因磁路饱和产生的三次谐波电压，而非电网三次谐波；磁路饱和程度直接决定三次谐波电压的大小，题干否定了磁路饱和的作用，故错误。 6.同轴直流发电机励磁系统调节同步电机励磁电流时，需通过改变直流励磁发电机的励磁电流实现。（ ） 答案：√ 解析：根据直流发电机原理，其输出电流（即同步电机励磁电流）与自身励磁电流正相关，调节直流励磁发电机的励磁电流，可灵活改变其输出电流，进而调节同步电机励磁，题干描述正确。 7.晶闸管自励恒压励磁系统中，若同步电机定子电压升高，系统会增大晶闸管导通角以降低励磁电流，维持电压稳定。（ ） 答案：× 解析：恒压控制逻辑为 “电压升高→减小励磁→电压降低”：定子电压升高时，系统应减小晶闸管导通角，降低整流输出的励磁电流，削弱同步电机磁场，使电压回落；题干中 “增大导通角” 的操作与控制逻辑相反，故错误。 8.三次谐波励磁系统因励磁电流调节范围受磁路饱和限制，更适用于小容量同步电机。（ ） 答案：√ 解析：三次谐波电压的大小依赖磁路饱和程度，饱和程度变化范围有限，导致励磁电流调节范围较小；大容量电机对励磁调节需求更高，因此该系统仅适用于小容量场景，题干描述正确。 9.晶闸管他励恒压励磁系统中，若外部励磁电源故障，同步电机可自动切换为自励模式继续运行。（ ） 答案：× 解析：他励系统的励磁电源完全依赖外部独立电源，无内置的自励切换回路（除非额外设计备用系统）；外部电源故障会导致励磁电流中断，同步电机无法维持运行，题干中 “自动切换自励” 的描述不符合实际，故错误。 10.同轴交流发电机励磁系统的响应速度比同轴直流发电机系统更快，主要因前者无机械调节滞后。（ ） 答案：√ 解析：同轴直流系统存在机械传动（如转轴、电刷）和直流发电机励磁调节的滞后；而同轴交流系统通过晶闸管导通角调节励磁电流，属于全电子控制，无机械滞后，响应速度更快，题干描述正确。 三、选择题 1.下列哪种励磁系统中，励磁发电机与同步电机共用同一根转轴？（ ） A. 晶闸管他励恒压励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 三次谐波励磁系统 D. 晶闸管自励恒压励磁系统 答案：B 解析：同轴直流发电机励磁系统的核心特征是励磁用的直流发电机与同步电机共用一根转轴，可直接由同步电机带动励磁发电机运转，无需额外的传动装置，A、C、D 选项均无此结构特点。 2.晶闸管整流励磁系统的核心换流元件是（ ） A. 二极管 B. 晶闸管 C. 三极管 D. 场效应管 答案：B 解析：晶闸管整流励磁系统利用晶闸管的可控导电性实现交流到直流的整流，从而为同步电机提供励磁电流，二极管整流不可控，三极管和场效应管一般不用于该系统的核心换流环节，故答案为 B。 3.晶闸管自励恒压励磁系统中，励磁电源主要来自（ ） A. 独立的直流电源 B. 同步电机自身的辅助绕组 C. 外部交流电网 D. 蓄电池组 答案：B 解析：“自励” 意味着励磁电源取自同步电机自身（通常是电机定子上的辅助绕组），无需依赖外部独立电源；A、C、D 均属于外部或独立电源，不符合 “自励” 定义，因此选 B。 4.与晶闸管自励恒压励磁系统相比，晶闸管他励恒压励磁系统的主要区别在于（ ） A. 整流元件不同 B. 励磁电源来源不同 C. 是否需要恒压控制 D. 是否使用晶闸管 答案：B 解析：两者核心区别在于励磁电源来源，自励系统电源取自同步电机自身，他励系统电源来自外部独立电源（如专用励磁变压器、直流电源等）；两者均使用晶闸管作为整流元件，且都需要恒压控制，故答案为 B。 5.同轴直流发电机励磁系统中，为调节同步电机的励磁电流，通常需要调节（ ） A. 同步电机的转速 B. 直流励磁发电机的励磁电流 C. 同步电机的定子电压 D. 直流励磁发电机的定子电压 答案：B 解析：同轴直流发电机的输出电流（即同步电机的励磁电流）由其自身的励磁电流控制，调节直流励磁发电机的励磁电流可改变其输出电流，进而调节同步电机的励磁；同步电机转速由原动机决定，无法通过调节转速改变励磁电流，A 错误；C、D 与励磁电流调节无直接关联，故答案为 B。 6.三次谐波励磁系统中，励磁绕组获取的是（ ） A. 电网的三次谐波电压 B. 同步电机定子绕组中感应的三次谐波电压 C. 同步电机转子绕组中感应的三次谐波电压 D. 外部三次谐波发电机提供的电压 答案：B 解析：三次谐波励磁系统利用同步电机定子绕组中因磁路饱和而感应出的三次谐波电压，经整流后为转子励磁绕组提供励磁电流，无需外部三次谐波电源或电网三次谐波，A、D 错误；转子绕组为励磁绕组，不会感应出三次谐波电压用于自身励磁，C 错误，故答案为 B。 7.下列哪种励磁系统的响应速度最慢？（ ） A. 晶闸管自励恒压励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 三次谐波励磁系统 D. 晶闸管他励恒压励磁系统 答案：B 解析：同轴直流发电机励磁系统存在机械传动和直流发电机励磁调节的滞后，响应速度较全电子的晶闸管励磁系统（A、D）和依赖电机自身谐波的三次谐波励磁系统（C）慢，故答案为 B。 8.晶闸管自励恒压励磁系统中，若同步电机定子电压降低，系统会（ ） A. 减小晶闸管导通角，降低励磁电流 B. 增大晶闸管导通角，增大励磁电流 C. 保持晶闸管导通角不变，励磁电流不变 D. 切断晶闸管输出，停止励磁 答案：B 解析：恒压控制的核心是当定子电压降低时，系统通过调节环节增大晶闸管导通角，使整流后的直流励磁电流增大，从而增强同步电机的磁场，提升定子电压至额定值；A 会导致电压进一步降低，C、D 不符合恒压控制逻辑，故答案为 B。 9.同轴交流发电机励磁系统中，交流励磁发电机输出的交流电需要经过（ ）转换为直流励磁电流。 A. 变压器 B. 逆变器 C. 整流器 D. 稳压器 答案：C 解析：同步电机转子励磁需要直流电流，同轴交流发电机输出的是交流电，必须通过整流器（如二极管整流桥、晶闸管整流桥）将交流电转换为直流电，才能为同步电机励磁；变压器用于电压变换，逆变器将直流转交流，稳压器用于稳定电压（非交直转换核心），故答案为 C。 10.三次谐波励磁系统适用于（ ）的同步电机。 A. 大容量、高转速 B. 小容量、低转速 C. 小容量、高转速 D. 大容量、低转速 答案：B 解析：三次谐波励磁系统结构简单、成本低，但励磁容量较小，且受电机磁路饱和程度影响较大，适用于小容量、低转速的同步电机（如小型同步发电机）；大容量电机需要更强、更稳定的励磁，通常采用晶闸管励磁或同轴直流发电机励磁，故答案为 B。 11.晶闸管他励恒压励磁系统中，若外部励磁电源故障，同步电机将（ ） A. 继续正常运行，依赖自励供电 B. 励磁电流中断，无法维持运行 C. 自动切换到三次谐波励磁 D. 励磁电流减小，但仍能维持低负荷运行 答案：B 解析：他励系统的励磁电源完全依赖外部独立电源，若外部电源故障，励磁电流会中断，同步电机因失去励磁磁场，无法维持正常运行（可能失步停机）；该系统无自励或三次谐波励磁的备用回路（除非额外设计），A、C 错误；励磁中断后无励磁电流，无法维持负荷，D 错误，故答案为 B。 12.同轴直流发电机励磁系统中，直流励磁发电机的励磁方式通常是（ ） A. 自励 B. 他励 C. 永磁励磁 D. 复励 答案：B 解析：为便于精确调节同步电机的励磁电流，直流励磁发电机通常采用他励方式（由独立的小容量励磁电源供电），可通过调节其励磁电流灵活改变输出；自励、复励调节精度较低，永磁励磁无法调节，故答案为 B。 13.下列哪种励磁系统不需要外部直流电源？（ ） A. 晶闸管他励恒压励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 三次谐波励磁系统 D. 蓄电池励磁系统 答案：C 解析：三次谐波励磁系统的励磁电源取自同步电机自身定子的三次谐波电压，经整流后供电，无需外部直流电源；A 需要外部励磁电源（如交流经整流），B 中直流励磁发电机需外部小容量励磁电源，D 依赖蓄电池（外部直流电源），故答案为 C。 14.晶闸管整流励磁系统中，恒压控制的关键环节是（ ） A. 整流桥 B. 电压检测环节 C. 晶闸管触发电路 D. 励磁绕组 答案：B 解析：恒压控制需先通过电压检测环节实时监测同步电机定子电压，将检测值与额定值比较，再通过控制电路调节晶闸管触发角，进而改变励磁电流；整流桥、触发电路、励磁绕组均为执行或储能环节，无检测比较则无法实现恒压控制，故答案为 B。 15.同轴交流发电机励磁系统与同轴直流发电机励磁系统相比，前者的主要优点是（ ） A. 无需整流环节 B. 励磁调节更灵活 C. 输出电流更稳定 D. 结构更简单 答案：B 解析：同轴交流发电机励磁系统中，交流励磁发电机的输出可通过晶闸管整流实现可控调节，励磁电流调节更灵活；前者需要整流环节（将交流转直流），A 错误；直流发电机输出电流稳定性更高，C 错误；两者结构复杂度相近，D 错误，故答案为 B。 16.三次谐波励磁系统中，若同步电机磁路饱和程度降低，会导致（ ） A. 三次谐波电压增大，励磁电流增大 B. 三次谐波电压减小，励磁电流减小 C. 三次谐波电压不变，励磁电流不变 D. 三次谐波电压增大，励磁电流减小 答案：B 解析：三次谐波电压的产生依赖同步电机磁路饱和，饱和程度降低时，定子绕组中感应的三次谐波电压减小，经整流后的励磁电流也随之减小；A、C、D 均不符合磁路饱和与三次谐波电压的关联规律，故答案为 B。 17.晶闸管自励恒压励磁系统中，辅助绕组的作用是（ ） A. 提供同步电机的主电源 B. 提供励磁系统的电源 C. 调节同步电机的转速 D. 保护同步电机免受过载 答案：B 解析：自励系统的辅助绕组嵌在同步电机定子槽内，其作用是感应电压并作为励磁系统的电源（经整流后为晶闸管供电）；A 是主定子绕组的作用，C 由原动机控制，D 是保护装置的作用，故答案为 B。 18.下列哪种励磁系统在船舶同步发电机中应用较广泛？（ ） A. 三次谐波励磁系统 B. 同轴直流发电机励磁系统 C. 晶闸管自励恒压励磁系统 D. 蓄电池励磁系统 答案：C 解析：船舶同步发电机对励磁系统的响应速度、可靠性和恒压精度要求较高，晶闸管自励恒压励磁系统具有体积小、重量轻、调节灵活、精度高的特点，适合船舶环境；A 容量小，B 响应慢，D 需定期维护且容量有限，故答案为 C。 19.同轴直流发电机励磁系统中，若直流励磁发电机的转速降低，会导致（ ） A. 同步电机励磁电流增大 B. 同步电机励磁电流减小 C. 同步电机定子电压升高 D. 同步电机定子电流减小 答案：B 解析：同轴直流发电机的转速与同步电机转速一致，转速降低时，根据直流发电机原理（E=CeΦn），其输出电动势减小，输出电流（同步电机励磁电流）随之减小；励磁电流减小会导致同步电机磁场减弱，定子电压降低（C 错误），定子电流变化与负荷相关（D 错误），故答案为 B。 20.晶闸管他励恒压励磁系统中，若晶闸管触发脉冲丢失，会导致（ ） A. 励磁电流增大 B. 励磁电流减小或中断 C. 定子电压升高 D. 定子电压不变 答案：B 解析：晶闸管需触发脉冲才能导通，若触发脉冲丢失，晶闸管无法导通或导通角减小，整流输出的励磁电流会减小甚至中断；励磁电流减小会导致定子电压降低（C、D 错误），A 与触发脉冲丢失的影响相反，故答案为 B。 21.三次谐波励磁系统的主要缺点是（ ） A. 结构复杂 B. 励磁电流调节范围小 C. 响应速度快 D. 成本高 答案：B 解析：三次谐波励磁系统的励磁电流依赖电机自身磁路饱和产生的三次谐波电压，调节范围受磁路饱和程度限制，无法实现大范围灵活调节；A、D 是其优点（结构简单、成本低），C 是优点而非缺点，故答案为 B。 22.同轴交流发电机励磁系统中，若交流励磁发电机的励磁电流增大，会导致（ ） A. 交流励磁发电机输出电压增大，同步电机励磁电流增大 B. 交流励磁发电机输出电压减小，同步电机励磁电流减小 C. 交流励磁发电机输出电压不变，同步电机励磁电流不变 D. 交流励磁发电机输出电压增大，同步电机励磁电流减小 答案：A 解析：交流励磁发电机的输出电压与自身励磁电流成正比，励磁电流增大时，其输出电压增大，经整流后的同步电机励磁电流也随之增大；B、C、D 均不符合励磁电流与输出电压的关联规律，故答案为 A。 23.晶闸管自励恒压励磁系统中，若负荷突然增加，系统会（ ） A. 减小励磁电流，维持电压稳定 B. 增大励磁电流，维持电压稳定 C. 保持励磁电流不变，电压降低 D. 切断励磁，保护电机 答案：B 解析：负荷突然增加时，同步电机定子电流增大，定子电压会因电枢反应（去磁作用）而降低，恒压系统会检测到电压降低，进而增大励磁电流，抵消电枢反应的去磁作用，维持定子电压稳定；A 会导致电压进一步降低，C 不符合恒压控制目标，D 是故障保护动作（非正常负荷增加时的反应），故答案为 B。 24.下列哪种励磁系统属于无刷励磁系统？（ ） A. 同轴直流发电机励磁系统 B. 晶闸管他励恒压励磁系统（有滑环） C. 三次谐波励磁系统（无滑环） D. 蓄电池励磁系统（有滑环） 答案：C 解析：无刷励磁系统的核心是无需滑环和电刷传递励磁电流，三次谐波励磁系统中，励磁电流由定子三次谐波电压经整流后直接通过转子绕组（部分结构无滑环），属于无刷励磁；A、B、D 均需通过滑环将励磁电流传递到转子绕组，属于有刷励磁，故答案为 C。 25.同轴直流发电机励磁系统中，若直流励磁发电机的励磁绕组开路，会导致（ ） A. 同步电机励磁电流增大 B. 同步电机励磁电流为零 C. 同步电机励磁电流不变 D. 直流励磁发电机输出电压升高 答案：B 解析：直流励磁发电机的励磁绕组开路时，其自身无励磁电流，无法产生磁场，输出电压为零，同步电机的励磁电流也随之变为零；A、C、D 均不符合励磁绕组开路的物理现象，故答案为 B。 四、简答题 1.简述同步电机励磁系统的核心功能，及其在电机运行中为何需维持定子电压稳定？​ 答案：同步电机励磁系统的核心功能包括：①为转子绕组提供可控直流励磁电流；②维持定子电压稳定；③保障电机并列运行的稳定性；④改善电机动态响应性能；⑤实现过载与故障保护。​ 需维持定子电压稳定的原因：同步电机常作为电源向负载供电，负载变化（如负荷增减）会导致定子电流变化，进而通过电枢反应（去磁或助磁作用）改变电机气隙磁场，使定子电压偏离额定值。若电压波动过大，会影响负载（如精密设备、家用电器）的正常工作，甚至导致电机自身运行不稳定，因此励磁系统需通过调节励磁电流，抵消电枢反应影响，维持定子电压在额定范围内。​ 2.同轴直流发电机励磁系统中，“同轴” 的结构特点如何影响系统运行？请从传动与响应速度两方面分析。答案：“同轴” 指同步电机与直流励磁发电机共用同一根转轴，其对系统运行的影响如下：​ ①传动方面：无需额外的齿轮、皮带等传动装置，同步电机旋转时可直接带动直流励磁发电机运转，减少了传动损耗与机械故障（如皮带打滑、齿轮磨损），提升了系统传动可靠性；​ ②响应速度方面：因存在机械传动惯性（转轴、发电机转子的惯性），且直流励磁发电机的励磁调节需通过改变自身励磁电流实现（存在电磁滞后），导致系统对同步电机励磁电流的调节响应速度较慢，无法快速应对电压的急剧变化。 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 $