Вращающий момент синхронной машины

Электрическая мощность, отдаваемая трехфазным синхронным генератором при симметричной нагрузке,

. (7)

Механическая мощность, сообщаемая генератору первичным двигателем,

, (8)

где М – момент сопротивления вращению ротора;

ω_р – угловая частота вращения ротора.

Эта мощность преобразуется в электрическую мощность, за вычетом потерь в генераторе.

Пренебрегая потерями в машине и приравнивая электрическую и механическую мощности, получим момент, преодолеваемый первичным двигателем

. (9)

В рассматриваемом случае, когда машина работает генератором, развиваемый ею момент противодействует вращению ротора, т.е. является тормозящим. Формула (9) справедлива и для случая работы машины двигателем, но при этом момент М становится движущим.

Из векторной диаграммы, приведенной на рис. 5, следует

или

. (10)

Рисунок 5

Угловая скорость вращения ротора

, (11)

где ω – угловая частота переменного тока.

Подставляя (10) и (11) в (9), имеем

, (12)

где максимальный момент

, (13)

где I_к – ток короткого замыкания генератора, устанавливающийся в генераторе при замыкании обмотки статора, в которой индуктируется ЭДС Е₀.

Согласно (12), вращающий момент синхронной машины и ее мощность пропорциональны синусу угла сдвига между осями полюсов ротора и результирующего магнитного поля машины.