### 同步电机知识点解析
#### 一、试卷概述
本次试卷为重庆大学电气工程学院2014—2015学年第一学期《电机学（1）》课程的期末考试A卷B卷，考试时间为45分钟，采取闭卷形式。试卷包括单项选择题和填空题两大部分。
#### 二、单项选择题知识点解析
**1. 同步发电机参数大小的排列顺序**
- **知识点**: 同步发电机参数包括直轴同步电抗(Xd)、交轴同步电抗(Xq)、直轴暂态电抗(X'd)、交轴暂态电抗(X'q)等。
- **解析**: 在对称稳态运行时，通常情况下直轴同步电抗大于交轴同步电抗，即\(X_{d} > X_{q}\)。同时，直轴暂态电抗和交轴暂态电抗小于对应的同步电抗，因此选项D（\(X_s > X_a > X_q > X_{da} > X_{dd}\)）正确。
**2. 过励磁运行状态的判断依据**
- **知识点**: 过励磁是指同步发电机的激磁电动势(E0)超前于端电压(U)的情况。
- **解析**: 当I滞后于U时，说明发电机工作在感性负载状态，这是过励磁的特征之一。因此，选项C（I滞后于U）正确。
**3. 励磁电流变化的影响**
- **知识点**: 励磁电流的变化会影响同步发电机的电磁功率和功率角。
- **解析**: 在额定运行时增加励磁电流，电磁功率基本不变，但功率角会减小。这是因为增加励磁电流导致磁通增加，从而使发电机更容易“拉入”同步状态，功率角减小。因此，选项C（电磁功率不变，功率角下降）正确。
**4. 自整步法并网**
- **知识点**: 自整步法是指通过观察并联过程中发电机端电压和电网电压之间的相位关系来实现并网的方法。
- **解析**: 若发电机端电压仅小于电网电压5%，则并网时会产生较小的容性电流，因为电压差较小且相位接近。因此，选项B（产生不太大的电流，此电流是容性电流）正确。
**5. 励磁电流不变时减少有功输出的影响**
- **知识点**: 励磁电流不变时改变有功输出会导致功角和功率因数的变化。
- **解析**: 减少有功输出意味着减少了负载电流的有功分量，这将导致功角减小，而由于励磁电流不变，功率因数也随之下降。因此，选项A（功角减小，功率因数下降）正确。
**6. 凸极同步发电机感应电动势的产生**
- **知识点**: 凸极同步发电机感应电动势由转子主极磁动势和定子电枢磁动势共同作用产生。
- **解析**: 感应电动势的产生涉及到转子磁场和定子磁场的相互作用，因此选项A（转子主极磁动势和定子电枢磁动势共同）正确。
**7. 稳定短路电流不大的原因**
- **知识点**: 短路电流受到多种因素的影响，如电枢反应、同步电抗等。
- **解析**: 在短路瞬间，转子磁动势产生的磁场被定子电流产生的去磁作用削弱，导致短路电流不大。因此，选项A（短路电流产生去磁作用较强）正确。
**8. 励磁电流增大而电枢电流减小的情况**
- **知识点**: 励磁电流的变化会对电枢电流产生影响，尤其是在不同运行状态下。
- **解析**: 如果原来的运行状态为欠励，则增加励磁电流会导致功率角减小，从而使得电枢电流减小。因此，选项D（发电机原来的运行状态为欠励，功率角减小）正确。
**9. 三相同步发电机稳定运行时的电枢反应**
- **知识点**: 电枢反应是指电枢磁场对转子主磁场的影响。
- **解析**: 在纯电阻负载下，电枢反应主要是直轴去磁效应和交轴效应。因此，选项B（直轴去磁与交轴电枢反应）正确。
**10. 同步电抗的定义**
- **知识点**: 同步电抗反映了同步电机在三相对称稳定运行时的综合特性。
- **解析**: 同步电抗主要考虑了电枢反应磁场和电枢漏磁场的综合效应。因此，选项B（电枢反应磁场和电枢漏磁场的一个综合参数）正确。
#### 三、填空题知识点解析
**1. 同步发电机并网条件**
- **知识点**: 并网条件包括相序一致、频率相同、电压大小相等、相位相同、波形相同。
- **解析**: 并网条件确保了发电机能够顺利接入电网，避免电流冲击或损坏设备。
**2. 四极同步发电机稳态运行转速**
- **知识点**: 同步发电机的转速与其频率、极对数有关。
- **解析**: 对于50Hz的四极同步发电机，其理论同步转速为1500r/min。实际转速1490r/min，因此转子磁场相对于转子的转速为0r/min，即处于同步状态。
**3. 电枢反应性质的决定因素**
- **知识点**: 电枢反应的性质取决于内功率因数角。
- **解析**: 内功率因数角反映了负载性质，进而决定了电枢反应的性质。
**4. 提高同步电机静态稳定性的方法**
- **知识点**: 静态稳定性是指系统在受到小扰动后恢复到稳定运行的能力。
- **解析**: 增加励磁电流可以提高发电机的磁场强度，从而提高系统的静态稳定性；减小同步电抗可以通过设计或控制手段实现，也有助于提高稳定性。
**5. 同步电机的运行状态**
- **知识点**: 同步电机的运行状态分为发电机、发动机、补偿机三种。
- **解析**: 发电机状态用于发电，发动机状态用于驱动机械负载，补偿机状态用于提供无功功率。这些状态由定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角δ决定。
