2.3 交流励磁发电机的能量关系

电机是一种机电能量转换装置，各种电机中都存在一个机电耦合场-气隙磁场。对发电机来说，从转子输入的机械能，克服气隙磁场中导体所受的电磁力而做功，使导体不断地感应电势，从而源源不断地发出电能，实现机械能到电能的转换。

1．定子功率方程

式中 Pm——电磁功率，W；

Pcu1——定子绕组的铜耗，W；

P1——定子输出的电功率，W。

2．转子功率方程

式中 P2——转子边输入（或输出）的电功率，W；

Pcu2——转子绕组的铜耗，W；

Pe2——转子绕组传递的电功率，W。

3．机械功率方程

转子绕组传送的电功率Pe2为电磁功率Pm乘以转差率s。对于发电机，Pm为正值，故当转差率s＜0时，Pe2为负值，表示转子向变频电源输出电功率；当s＞0时，Pe2为正值，表示转子将从变频电源获取电功率。

对于发电机，若轴上输入的机械功率为Pmech，根据能量守恒原理，有：

于是

当转差率s＜0时，Pmech＞Pm，转子输入的机械功率大部分将转换成电磁功率Pm由定子输出，小部分转换成电功率 Pe2由转子输出，相应的能量流图如图2-8（a）所示。当转差率s＞0时，Pmech＜Pm，此时定子的电磁功率大部分由转子机械功率Pmech转换而来，小部分则是由转子输入的电功率Pe2传递而来，相应的能量流图如图2-8（b）所示。