图3.25　同步发电机外特性

1.外特性

外特性是指发电机保持额定转速不变，If=常数、cosφ=常数时，发电机的端电压U与负载电流I之间的关系曲线U=f（I）。外特性既可用直接负载法测取，也可用作图法间接求取。

如图3.25所示，表示带有不同功率因数的负载时同步发电机的外特性。对于感性负载cosφ=0.8（滞后）和纯电阻负载cosφ=1.0时，外特性曲线是下降的，这是由于这两种情况下，0°＜ψ＜90°，电枢反应均有去磁作用与绕组漏阻抗压降引起的。对于容性负载cosφ=0.8（超前）时，由于ψ＜0°，电枢反应具有助磁作用与容性电流的漏抗电压上升，则外特性曲线也可能是上升的。

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图3.26　由外特性求电压变化率

2.电压变化率

从同步发电机的外特性可以求出其电压变化率，如图3.26所示。发电机在额定负载（I=IN，cosφ=cosφN，U=UN）运行时，励磁电流为额定励磁电流IfN。保持励磁和转速不变而卸去负载，此时端电压将上升到空载电动势E0，如图3.26所示。同步发电机的电压变化率（或电压调整率）定义为

电压变化率是表征同步发电机运行性能的重要数据之一。现代的同步发电机多装有快速自动调压装置，能自动调整励磁电流以维持电压基本不变，所以ΔU%的数值可大些。但为了防止短路故障跳闸切断负载时电压剧烈上升，可能击穿绕组绝缘，所以要求ΔU%小于50%。水轮发电机的ΔU%约为18%～30%，汽轮发电机由于同步电抗较大，故ΔU%也较大，约为30%～48%（以上均为cosφ=0.8滞后时的数值）。