怎样计算同步发电机的功率和转矩

同步发电机是将机械能转换为交流电能的一种旋转电磁设备。它输入的机械功率P1，一部分通过定、转子磁场的相互作用和电磁感应，将机械能转换为交流电能，其电磁功率为PM；另一部分消耗于机械损耗PΩ、定子损耗PFel和杂散损耗Ps。故同步发电机功率方程式可表示为

 

P1=PM+PΩ+PFel+Ps                （2-43）

 

再从电磁功率中坚强电枢绕线的铜损Pcus，可得同步发电机的输出功率P2，即

 

P2=PM-Pcus                     （2-44）

 

或

 

PM=P2+Pcus                     （2-45）

 

其中

 

P2=mUIscosφ

 

Pcus=mI2 srs

 

式中  m——相数。

 

式（2-44）未包括转子励磁绕组电流所产生的铜损。

 

若把功率方程式除以同步角速度ω1，并略去杂散损耗Ps，即可得同步发电机的转矩方程式，即

 

M1≈M0+M                      （2-46）

 

式中  M1，M0——分别表示发动机的驱动转矩M1和发电机的空载转矩M0。

 

（2-47）

 

M则为发电机的电磁转矩，即

 

（2-48）

 

在同步发电机中，电磁转矩为制动转矩。在运行过程中，当负载增大时制动转矩增大，发动机的驱动转矩克服制动的电磁转矩也相应增大，这就是机械能转换为交流电能的过程。

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