第14章同步发电机的异常运行和突然短路
14.1同步发电机不对称运行对电机有哪些影响？主要是什么原因造成的？
答：（1）引起转子表面发热。

这是由于负序电流所产生的反向旋转磁场以二倍同步转速截切转子，
在励磁绕组、阻尼绕组、转子铁心表面及转子的其它金属结构部件中均会感应出倍频电流，因此在励磁
绕组、阻尼绕组中将产生额外铜损耗，转子铁心中感应涡流引起附加损耗。

（2）引起发电机振动。

由于负序旋转磁场以二倍同步转速与转子磁场相互作用，产生倍频的交变电
磁转矩，这种转矩作用在定子、转子铁心和机座上，使其产生100 Hz的振动。

可以看出，这些不良影响主要是负序磁场产生的，为了减小负序磁场的影响，常用的方法是在发电
机转子上装设阻尼绕组以削弱负序磁场的作用，从而提高发电机承受不对称负载的能力。

14.2为什么变压器中X（=X_?而同步电机中X.・X_?
答：由于变压器是静止电器，正序电流建立的正序磁场与负序电流建立的负序磁场所对应的磁路是
完全相同的，所以X：F X _。

而在同步电机中，正序电流建立的正序磁场是正转旋转磁场，它与转子无
相对运动，因此正序电抗就是发电机的同步电抗，它相当于异步电机的励磁电抗；而负序磁场是反转旋
转磁场，它以二倍同步速切割转子上的所有绕组（励磁绕组、阻尼绕组等），在转子绕组中感应出二倍基
频的电动势和电流，这相当于一台异步电机运行于转差率s=2的制动状态。

根据异步电动机的磁动势平
衡关系，转子主磁通对定子负序磁场起削弱作用，因此负序电抗就小于励磁电抗，所以在同步电机中
X X _。

14.3试分析发电机失磁运行时，转子励磁绕组中感应电流产生的磁场是什么性质的？它与定子旋转
磁场相互作用产生的转矩是交变的还是恒定的？
答：发电机失磁运行时，转子转速n略大于定子磁场转速n1，同步发电机转入异步发电运行状态，
其转差率S ：：：0 ,此时定子旋转磁场在励磁绕组中感应出频率为f2= sf1的交变电动势和交变电流，由于转子励磁绕组为单相绕组，因此励磁绕组将产生一个以f2频率交变的脉动磁场。

该脉动磁场可以分解为
大小相等、转速相同、转向相反的两个旋转磁场，其中和转子转向相反的旋转磁场与定子磁场之间无相
对运动，二者作用对转子产生恒定的制动电磁转矩，而和转子转向相同的旋转磁场与定子磁场之间有相
对运动，二者作用对转子产生交变电磁转矩，总的合成电磁转矩是制动性质，方向不变，大小脉动。

14.4简述同步发电机的阻尼绕组对抑制振荡的作用。

答：同步发电机振荡时，转子转速不再是同步转速，转子与定子磁场之间存在相对运动，阻尼绕组
中产生感应电动势和感应电流，并产生异步转矩。

当转子转速高于同步转速时，相当于异步发电机运行，。