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怎样计算同步发电机的功率和转矩


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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)



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。

发电机的电磁转矩(2-47)

M则为发电机的电磁转矩,即

电磁转矩为制动转矩(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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