矩Tem 随负载的增大而减小，同步电动机显
然时则，不稳能定 稳裕角定量越运越小行大、。、最在过大负电载载磁能转转力矩矩越大TTmL。实越际大一定，应
用时，常常通过增大励磁电流（使 E0 增大）
来增大同步电动机的稳定裕量和过载能力，
如图7.6中虚线所示。
图7.6 隐极式同步电动机 的矩角特性
由于
角是每相电枢电压
U 1
与励磁电势

E 0
的相位差，U 1(U1





E0 Ea E )、 E0
分别是气隙合成磁动势 F 、励磁磁动势 Ff 所产生的磁通而感应的电势，因
此 角也可以近似地看成气隙合成磁动势 F 与励磁磁动势 Ff 轴线在空间上的
电角度差。在电源电压 U1 和励磁电流一定时，如果负载增大，则要求同步电
动机的输入功率 P1 增大，即要求电磁功率Pem 增大。
图7.4 隐极式同步电动机 的相量图（忽略ra时）
图7.5 隐极式同步电动 机的功角特性
同步电动机的功角特性（续2）
由式（7-8）看出， 角也应随负载的
增大而增大，说明气隙合成磁动势 F 与励 磁磁动势 Ff 在空间上的电角度差随负载的
增大而增大，即气隙间的磁拉力随负载的
增大而增大。这就是 角的物理意义。
由式（7-8）容易得到电磁转矩与角之
间的关系
T

UE 3 10
sin

em
x
（7-9）
t
1
式中 1 ——同步角速度
T f ( ) em
电 磁 转 矩 Tem 与 角 的 关 系 曲
线T f ( )称为同步电动机的矩角特性，如 图7.em6所示。从图中看出：00 900 时，电磁 转矩 Tem 随负载的增大而增大，同步电动 机的运行是稳定的；900 1800 时，电磁转
7.3 同步电动机的功角特性
同步电动机运行时，从电源吸收的电功率 P1 ，除一 小部分消耗在电枢绕组外，其余部分都通过气隙传递到
转子。通过电磁作用传递到转子的功率，就是同步电动
机的电磁功率 Pem 。忽略电枢电阻时，同步电动机的电
磁功率为
Pem P1 3U1I1 cos
（7-6）
式中 ——电枢的功率因数角
忽略电枢电阻时的隐极式同步电动机相量图如图
7.4所示。在图中，使 OA 的延长线与 EC 的延长线交于B 点，OB与 EB 是垂直的；过E点作一条与OC 的延长线交于 D点的垂直线。根据图中的几何关系，有
CED BOC


EC cos OE sin
即
xt I1 cos E0 sin
（7-7）
同步电动机的功角特性（续1） Nhomakorabea将式（7-7）代入式（7-6），得
Pem

3U1I1
cos

3 U1E0 xt
s in
（7-8）
式（7-8）说明，在电源电压U1 和励磁电流一定时，电磁功率Pem 只与 角有
Pem 关， 与 的关系Pcm曲 f线( )
称为同步电动机的功角特性，如图7.5所示。