一、功率流程和功率平衡

P1为自原动机向发电机的输入的机械功率，其间一有些供应机械损耗，另一有些供应定子铁心损耗pFe,PM为经过电磁感应效果由转子边传递到定子边的电功率，称为电磁功率。假定是负载作业，定子绕组中还存在定子铜耗pCu1，P2＝PM－pCu1即是发电机的输出功率。 同步发电机的功率平衡方程式为
P1＝PM+pFe+pm
PM＝P2+pCu1 定子绕组的电阻通常较小，其铜耗能够疏忽不计，则有
PM＝P2＝mUIcosj =mUIcos(y-d)

二、功角特性

界说：PM=f(d)

(1)凸极电机

由相量图知：

将以上两式代入电磁功率式 后得：

主电磁功率与附加电磁功率

令(dPM/dd)=0 能够求出对应于最大电磁功率PMmax的功角dm,通常来说凸极电机的dm在45o～90o之间。

(2)隐极电机

Xd=Xq=Xs

(3)过载才干

最大功率与额外功率的比值界说为同步发电机的过载才干。

KM=PMmax/PN

对隐极电机来说

KM=PMmax/PN=1/sindN

三、有功功率的调度

稳态时，同步发电机的转速由电网的频率挑选，恒等于同步转速，电磁转矩TM和电磁功率PM之间成正比联络：

TM=PM/W1

原动机供应的动力转矩T1与电磁转矩TM以及空载阻力转矩T0相平衡

T1=TM+T0

要改动发电机运送给电网的有功功率PM，就有必要改动原动机供应的动力转矩T1，这一改动能够经过调度水轮机的进水量即水门或汽轮机的汽门来抵达。

当d处于0-dm方案时，跟着d的增大，PM亦增大，发电机在这一区间能够安稳作业。而当d >dm时，跟着d的增大，PM反而减小，电磁功率无法与输入的机械功率相平衡，发电机转速越来越大，发电机将失掉同步，故在这一区间发电机不能安稳作业。

首要定论：在添加有功功率的一同也伴跟着无功功率的削减。阐明如下：

无功功率的功角特性 Q = f（d）

以隐极电机为例，画出相量图并作辅佐线，由相量图

知： E0 cos d - U = I Xs sin j

Q = m U I sin j

Q =（m U E0 cos d - m U2）/ Xs

同步发电机失掉同步后,有必要当即减小原动机输入的机械功率,不然将使转子抵达极高转速,致使离心力过大而损坏转子。别的，失步后，发电机的频率和电网频率纷歧同，定子绕组中将呈现一个很大的电流而烧坏定子绕组。因而，坚持同步对错常首要的。

综上所述：并联于电网的发电机所承当的有功功率能够经过调度原动机输入的机械功率来改动的。并且电机承当的有功功率的极限是PMmax。当0<d<dm时发电机能够安稳作业；d>dm发电机不能安稳作业。

应当留心，当发电机的励磁电流If不变时，d的改动也将无功功率的改动。无功功率跟着有功功率的添加而削减，乃至或许致使无功功率改动符号，这是应当防止的。因而假定只央求改动发电机所承当的有功功率。

四、功角的物理意义

y为内功率因数角，d=y-j界说为功角。 它标明发电机的励磁电势E0和端电压U之间相角差。 功角d关于研讨同步电机的功率改动和作业的安稳性有首要意义。 功角d的空间意义

疏忽定子漏磁电势，以为U≈E0+Ea，E0对应于转子磁势Ff，Ea对应于电枢磁势Fa，可近似以为端电压U由构成磁势F=Ff+Ea所感应。Ff和Ea之间的空间相角差即为E0和U之间的时间相角差d。 1. 从相量图上看，功角d在时间上标明励磁电势E0和端电压U之间的相位差，在空间上体现为构成磁场F轴线与转子磁场Ff轴线之间的夹角。 2. 在发电机内部,转子磁极轴线老是超前构成磁场轴线；磁力线是斜着经过空气隙，磁拉力的效果是在转子上发作了制动转矩。 3.发电机并网作业后，定子构成磁场的转速耐久不会改动,耐久是以同步速旋转的.怎么添加功率,即是增大原动机的动力要素。 4.同步发电机安稳作业计区剖析状况......d的方案...。

有功功率的一同恰当调度发电机的无功功率。

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