同步發電機的電磁功率和功角特性同步電機輸入功率P1機械損耗pΩ附加損耗pΔ鐵芯損耗pFe電磁功率PM定子銅損pcu輸出功率P2勵磁損耗pCuf

同步發電機轉軸上輸入的機械功率，通過電磁感應作用轉換為電功率輸送給負載。發電機能量傳遞過程，如圖所示:功率傳遞過程p0為空載損耗

因為功率和轉矩間存在如下關系：P=TΩ,其中Ω=2πn/60為轉子機械角速度。因此（1）式左右兩邊同除以Ω得：電磁功率T1:從原動機輸入的驅動轉矩T:發電機負載時制動性質的電磁轉矩T0:發電機的空載制動轉矩(1)電磁功率PM:

由于在大型同步發電機中定子銅耗極小，為了分析簡單，常常忽略，因此：因為，則又因為電磁功率(2)輸出功率P2:所以對于凸極同步發電機:最后：可得電磁功率PM為附加電磁功率是由于直軸、交軸磁阻不同引起的，它與勵磁無關，故也稱磁阻功率。電磁功率PM''：附加電磁功率PM'：基本電磁功率

對于隱極同步發電機，由于Xd=Xq=Xt，所以只有基本電磁功率，即功角特性：并聯于無窮大電網的同步發電機，當電網電壓和頻率一定、參數（Xd,Xq,Xt）為常數、空載電動勢E0不變（即If不變）時，PM=f(δ)。(1)隱極(汽輪)同步發電機的功角特性功角特性（1）電磁功率PM與δ的正弦函數sinδ成正比；（2）δ在00~900范圍內時，隨著功角δ增大，電磁功率PM將增大；（3）δ=900時，電磁功率達到最大；(1)隱極(汽輪)同步發電機的功角特性（4）當δ在900~1800范圍內時，隨著功角δ增大，電磁功率PM將減小；（5）當δ=1800時，電磁功率為零。（6）當δ超過1800時，電磁功率PM為負值，這說明同步電機不向電力系統輸送有功功率，而是從電力系統吸收有功功率，同步電機運行在電動機工作狀態。功角特性(2)凸極(水輪)同步發電機的功角特性水輪發電機的功角特性分兩部分:δPM18000900PMmaxδM結論:在δ<900時達到功率極限值。附加電磁功率的特點:功角特性(3)兩種同步發電機功角特性的區別功角特性(4)功角δ的雙重物理意義

一是空載電動勢E0和端電壓U兩個時間相量之間的夾角，如圖所示；δ

二是主極勵磁磁動勢Ff(Φ0)軸線和合成等效磁動勢FR(ΦR)軸線兩個空間相量之間的夾角，如圖所示。δ功角特性功角特性δδ

故:夾角δ的存在使得轉子磁極和定子合成等效磁極間的通過氣隙的磁力線被扭曲了，產生了磁拉力。在勵磁電流不變時，功角δ愈大，則磁拉力也愈大，相應的電磁功率和電磁轉矩也愈大。(4)功角δ的雙重物理意義

可見，功角δ是研究同步發電機運行狀態的一個重要參數，它不僅決定了發電機輸出有功功率的大小，而且還反映發電機轉子的相對空間位置，通過它把同步電機的電磁關系和機械運動緊密聯系起來。功角特性(4)功角δ的雙重物理意義

這樣，同步發電機轉子因有原動機的驅動轉矩克服定子合成磁極的制動轉矩而作功，實現機電能量轉換，即將原動機輸入的機械能轉變為電能輸出。δδ1、什么是同步電機的功角特性？δ角有什么意義？答：當電網電壓U和頻率f恒定，參數Xd和Xq為常數、勵磁電動勢E0不變時，同步電機的電磁功率只決定于相量E0與U的夾角δ，δ稱為功率角，P=f(δ)為同步電機的功角特性。由于電機的漏