Под электромагнитной мощностью синхронного двигателя понимается мощность, которая передается вращающимся нолем со статора ротору. Она преобразуется в механическую мощность, развиваемую ротором. Часть этой мощности расходуется на покрытие механических потерь, добавочных потерь в стали и на возбуждение, если возбудитель приводится во вращение синхронным двигателем. Остальная часть механической мощности, развиваемой ротором, является полезной мощностью на валу двигателя.
Уравнения для электромагнитной и синхронизирующей мощностей можно получить при помощи упрощенной диаграммы синхронного двигателя, представленной на рис. 4-77.
Рис. 4-77. Диаграмма двигателя, работающего с отстающим током (к выводу уравнения для электромагнитной мощности).
Они будут такие же, как соответствующие уравнения для генератора (4-69) и (4-73). Очевидно, что уравнения для P эм и Р с явнополюсного двигателя не будут отличаться от уравнений (4-75) и (4-79) явнополюсного генератора.
Из рис. 4-77 следует, что пространственный вектор н.с. F p при работе машины двигателем опережает вектор F в, тогда как при работе машины генератором имеет место обратное явление (рис. 4-63). Напомним, что в двигателе электромагнитный вращающий момент направлен в сторону вращения ротора, тогда как в генераторе против вращения ротора. Будем считать в выражениях для мощностей угол θ при работе генератором положительным, а при работе двигателем отрицательным.
Мерой способности двигателя сохранять синхронизм при той или другой нагрузке, так же как и для генератора, может служить первая производная от электромагнитной мощности по углу θ, т. е. величина Р с [(4-73) или (4-79)].
На рис. 4-78 представлены зависимости электромагнитного момента 
и удельного синхронизирующего момента 
от угла θ.
Рис. 4-78. Зависимости Мэм и Мc от угла θ.
Жирно начерченная часть кривой М эм = f (θ) соответствует области устойчивой работы синхронной машины при малых возмущениях, так как при изменении угла θ от -90° до +900 удельный синхронизирующий момент М с сохраняет положительное значение.
Максимальный электромагнитный момент
(4-84)
определяет предел статической устойчивости синхронного двигателя, т. е. его способности держаться в синхронизме при малых возмущениях режима работы.
При определении М эм.м по (4-84) э.д.с. E 0 надо брать по спрямленной характеристике холостого хода для данного тока возбуждения I в, х с = хd — ненасыщенное значение. Для нормальных синхронных двигателей при I вн и U н
.
