同步电动机的形特性曲线

现在再研究一下图8.4.1，当改变励磁电流时电动机定子电流变化情况。从图中看出，三种励磁电流情况下，只有正常励磁时，定子电流为最小，过励或欠励时，定子电流都会增大。把定子电流I的大小与励磁电流If的大小的关系I＝f（If）用曲线表示，如图8.4.2所示。图中定子电流变化规律像U字形，故称U形特性曲线。

图8.4.2　同步电动机的U形特性曲线

当电动机带有不同的负载时，对应有一组U形曲线，如图8.4.2所示。输出功率越大，在相同的励磁电流条件下，定子电流增大，所得U形曲线往右上方移。图8.4.2中各条U形曲线对应的功率为P‴2＞P″2＞P′2。

对每条U形曲线，定子电流有一个最小值，这时定子仅从电网吸收有功功率，功率因数cosφ＝1。把这些点连起来，称为cosφ＝1的线。它微微向右倾斜，说明输出为纯有功功率时，输出功率增大的同时，必须相应地增加一些励磁电流。

cosφ＝1线的左边是欠励区，右边是过励区。

当同步电动机带了一定负载时，减小励磁电流，电动势E0减小，PM与E0成正比，当PM小到一定程度，θ超过90°，电动机就失去同步，如图8.4.2中虚线所示的不稳定区。从这个角度看，同步电动机最好也不运行于欠励状态。

对同步电动机功率因数可调的原因不妨简单地这样理解：同步电动机的磁场是由定子边电枢反应磁通势F·a和转子边励磁磁通势F·

0共同建立的，因此（1）转子边欠励时，定子边需要从电源输入滞后的无功功率建立磁场，定子边便呈滞后性功率因数；（2）转子边正常励磁，不需要定子边提供无功功率，定子边便呈纯电阻性，cosφ＝1；（3）转子边过励时，定子边反而要吸收领先性无功功率，定子边便呈领先性的功率因数。所以同步电动机功率因数呈电感性还是呈电阻性还是呈电容性，完全可以人为地调节励磁电流改变励磁磁通势大小来实现。