有功功率的调节方法

为简化分析，以并联在无穷大电网的隐极同步发电机为例，忽略磁路饱和与定子绕组电阻的影响，且保持励磁电流不变，来分析有功功率的调节。

当发电机并联与系统处于空载运行状态时，发电机的输入机械功率P1恰好和空载损耗相平衡，没有多余的部分可以转化为电磁功率，即P1=p0，T1=T0，PM=0，如图3.39（a）所示。此时虽然可以有E0＞U，且有电流输出，但是为无功电流。此时气隙合成磁场和转子磁场的轴线重合，功率角等于零。

图3.39　并联运行的同步发电机有功功率调节(www.xing528.com)

（a）空载运行时的相量图；（b）负载运行时的相量图；（c）负载运行的有功功率调节

当增加原动机的输入功率P1时，即增加了原动机的输入转矩T1，这时T1＞T0，使电机转子开始加速旋转，主磁极的位置将逐渐开始超前气隙合成磁场，相应的将超前一个功角δ，如图3.39（b）所示。此时δ＞0使PM＞0，发电机开始向电网输出有功电流，并同时出现与电磁功率PM相对应的制动电磁转矩T。当δ增大到某一数值，使电磁制动转矩增大到与增大的驱动转矩相平衡时，发电机的转速就不再加速，最后在功角特性上新的运行点稳定运行，如图3.39（c）所示。

以上分析表明，对于一个并联在无穷大电网上的同步发电机，要调节发电机输出的有功功率，就必须调节来自原动机的输入功率。还需指出，并不是无限制地增加来自原动机的输入功率，发电机输出功率都会相应增加。这是由于当功角δ达到90°即达到电磁功率的极限值PM·max时，如果继续增加原动机的输入功率，则无法建立新的平衡，导致电机转速将连续上升而失步。