同步功率系数的单位和意义
同步功率系数 (𝑷𝐬𝐲𝐧) 的单位
通常,同步功率系数以**瓦特/电弧度**表示,即:
$$\mathrm{𝑃_{syn} =\frac{𝑉 𝐸_{𝑓}}{𝑋_{𝑠}}cos\:𝛿 \:\:瓦特/电弧度 …(1)}$$
$$\mathrm{∵ \:𝜋\:弧度 = 180\:度}$$
$$\mathrm{\Rightarrow\:1\:弧度 =\frac{180}{𝜋}\:度}$$
$$\mathrm{∵ \:𝑃_{syn}=\frac{𝑑𝑃}{𝑑𝛿}\:\:瓦特/ \left(\frac{180}{𝜋}\:度 \right)}$$
$$\mathrm{\Rightarrow\:𝑃_{syn}=\left( \frac{𝑑𝑃}{𝑑𝛿}\right)\left(\frac{𝜋}{180}\right)\:\:瓦特/电角度 …(2)}$$
如果机器的总极对数为 *p*,则
$$\mathrm{𝜃_{电角度} = 𝑝 \cdot 𝜃_{机械角度}}$$
因此,每个机械弧度的同步功率系数由下式给出:
$$\mathrm{𝑃_{syn} = 𝑝 \cdot\left( \frac{𝑑𝑃}{𝑑𝛿}\right)\:\:瓦特/机械弧度 …(3)}$$
并且,每个机械角度的同步功率系数由下式给出:
$$\mathrm{𝑃_{syn} =\left( \frac{𝑑𝑃}{𝑑𝛿}\right)\left(\frac{𝑝\:𝜋}{180}\right)\:瓦特/机械角度 …(4)}$$
同步功率系数的意义
同步功率系数 ($𝑃_{syn}$) 是定子与转子之间电磁耦合刚度的量度。较大的同步系数 ($𝑃_{syn}$) 值表明电磁耦合很牢固。同步功率系数由下式给出:
$$\mathrm{𝑃_{syn} =\frac{3\:𝑉\:𝐸_{𝑓}}{𝑋_{𝑠}}cos\:𝛿 … (5)}$$
公式 (5) 表明 $𝑃_{syn}$ 与机器的同步电抗成反比。具有较大气隙的同步电机具有相对较小的电抗。因此,具有较大气隙的同步电机的耦合比具有较小气隙的电机更牢固。
此外,$𝑃_{syn}$ 与 $𝐸_{𝑓}$ 成正比,因此,过励磁同步电机比欠励磁同步电机更牢固。
从公式 (5) 可以看出,当负载角 $\delta$ = 0° 时,恢复作用最大,即空载时;当负载角 $\delta$ = ±90° 时,恢复作用为零。在这些负载角 ($\delta$) 值下,机器将处于稳定性的稳态极限,处于不稳定平衡状态。因此,不可能在稳定性的稳态极限下运行同步电机,因为其抵抗微小变化的能力为零。