同步電動機v形曲線圖表明， 功率因數為1執行時，定子電流最小，在此基礎上增/減磁，定子電流都將增加，增磁時功率因數超前執行，減磁時功率因數滯後執行。利用同步電動機v形曲勵磁裝置投閉環之前，可以檢
圖1-3 同步電動機v形曲線查接入勵磁裝置用於測取功率因數的pt及ct外部接線是否正確。
利用同步電動機的無功調節特性，工業現場實際執行時，同步電動機工作在超前狀態，可以就地補償非同步電機所需無功。
1.3同步電動機執行穩定性
同步電動機正常執行時，由從電網吸收的電磁功率pem與負載功率pf維持動態平衡，電網電壓及負載在正常波動範圍內時，同步電動機都不會滑出同步而失步，這由其功角特性決定，如圖1-4所示。
功角特性：
e－勵磁電勢
u－母線電壓
xdς－總電抗
圖1-4 功角特性曲線功角
負載突增而電壓不變時，負載功率p往上移，如無閉環調節，電磁功率曲線pem不變，執行功角δ增大，δ≥90°時，電機將失去同步；有閉環調節時，曲線pem同時上移，執行功角δ保持相對恆定，電機穩定性增加。
電壓突降而負載不變時，如無閉環調節，因勵磁裝置380v勵磁電源（取自電機同段母線）同時下降，勵磁電勢e近似與電壓成正比下降，故電磁功率曲線pem近似與機端電壓ud平方成正比下降，執行功角δ增大,電機穩定裕度大大減小；如採用閉環調節，ud下降的同時勵磁電勢e加大，pem基本不變，電機穩定性增加。
1. 4同步電動機的失步危害及措施
同步電動機在正常執行時，其轉速與電網頻率嚴格對應（n＝60f/p），轉子磁場和定子旋轉磁場嚴格同步，這種嚴格的對應和同步關係是以轉軸上轉矩平衡為基礎的。來自電網、負載等多種擾動一旦破壞轉矩平衡關係，依靠電機的一定調節能力，以功角δ相應變化自動地調節電磁轉矩大小，以抵消各種擾動引起的不平衡，使轉軸上的轉矩關係處於動態平衡。電機的這種調節能力有一定限度，當擾動超過一定限度時，就會導致電機失步。
按失步原因及性質不同，可分為三種型別：即帶勵失步、失磁失步和斷電失步。帶勵失步一般由相鄰出線端頭短路故障、附近大型機組起動或自起動引起母線電壓較長時間較大幅度的降低，電動機所帶負載的大幅度增加以及起動過程中勵磁系統過早投勵等原因所引起。
帶勵失步對電動機所造成的危害主要是脈振轉矩較長時間的反覆作用，使電動機在繞組的端部和端部綁線、轉子線圈的接頭處、電動機軸和聯軸器等部位承受正負交變的扭矩，影響機械強度和使用壽命，甚至造成裝置的損壞。由於振盪轉矩按轉差頻率脈振，電動機的電流、電壓、功率等物理量會強烈振盪，在一定條件下可能引起電氣和機械共振，導致事故擴大。
失磁失步因轉子繞組匝間短路，勵磁電源短暫中斷、勵磁系統裝置故障等引起。同步電動機失磁非同步執行時，由於定子過電流不大，約1.2倍額定電流，電動機出力不減，執行無異常聲音和振動，不易被值班人員發現，導致長時間失磁執行，引起轉子繞組尤其是阻尼繞組的過熱、開焊、甚至燒毀。
斷電失步是由於供電系統故障及人為切換電源引起，如輸電線路的自動重合閘動作、備用電源自動投入等；由於電源中斷後重新投入的瞬間，電網電壓向量與機端感應電壓向量的相位關係存在隨機性，兩向量相位差在180°時對電機衝擊最大。斷電失步對電機主要危害在於電源重新恢復瞬間使電機遭受巨大的衝擊電流和衝擊轉矩。
電機出現失步後，轉子迴路的物理量能反映出來，因此勵磁裝置應設有完備的失步檢測環節，一旦檢測出失步應根據情況分類處理，因電機本身故障引起的失步應跳閘停機，對非電機本身引起的失步，如外部條件許可，則應實施自動再整步。同步電動機自動再整步即在檢測到失步後熄滅轉子磁場，將電機暫時轉入非同步執行，在適當滑差時重新投入勵磁將電機牽入同步執行。
永磁同步電機同步電機交流變頻電機筆記
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