電力とトルク係数の同期化
同期力の定義
同期力はPsynと表記され、負荷角δに対する同期電力Pの変化として定義されます。また、「結合剛性」または「安定係数」または「剛性係数」とも呼ばれ、無限バスバーに接続されたときに同期機械（発電機またはモーター）が同期を維持する固有の傾向を定量的に示します。
同期維持の原理
負荷角δ0で一定の電力Paを送電している同期発電機を考えます。一時的な擾乱によりロータが加速（例えば、δがdδ増加）すると、動作点は新しい一定電力曲線に移動し、負荷がPa+δPに増加します。機械入力電力が変わらないため、追加の電気負荷によってロータが減速し、同期が回復します。
逆に、擾乱によりロータが遅延（δが減少）した場合、負荷はa Pa−δPに減少します。一定の入力電力によりロータが加速し、同期が回復します。
同期力係数：補正効率の尺度
この自己補正メカニズムの効果は、負荷角の変化に対する電力伝達の変化率に依存します。これは同期力係数によって数値化され、擾乱後の均衡を回復するために電力がどのように調整されるかを数学的に表現します。
この原理は、同期力を通じてグリッドの安定性を維持し、同期機械が自動的に擾乱に対処して定常状態の運転を維持する基本的な役割を強調しています。
円筒形ロータ発電機の同期トルク係数による各相の出力電力
多くの同期機械ではXs >> Rです。したがって、円筒形ロータ機械の場合、飽和とスタータ抵抗を無視すると、式(3)と(5)は次のようになります。
同期力係数Psynの単位
同期力係数は、電気ラジアンあたりのワットで表されます。
Pは機械の磁極対の総数です。
機械ラジアンあたりの同期力係数は以下の式で与えられます：
機械度あたりの同期力係数は以下の通りです：
同期トルク係数
同期トルク係数は、同期速度でのトルク生成として定義され、同期トルクは特にこの速度での同期力を生成するトルクを指します。これをτsyで表し、以下の式で表現されます：
ここで、
mは機械の相数です
ωs = 2 π ns
ns は秒あたりの回転数での同期速度です
同期力係数の重要性
同期力係数Psynは、同期機械のロータとスタータ間の磁気結合の硬さを定量的に示します。高いPsynは硬い結合を意味しますが、過度の硬さは急激な負荷または供給の変動から機械に機械的ショックを与え、ロータや巻線を損傷させる可能性があります。
上記の2つの式（17）および（18）は、Psynが同期リアクタンスに反比例することを示しています。大きなエアギャップを持つ機械は比較的小さいリアクタンスを持ち、小さいエアギャップを持つものよりも硬くなります。PsynはEfに比例するため、過励磁された機械は低励磁のものよりも硬くなります。
復元能力はδ = 0（つまり無負荷）で最大となり、δ = ±90∘でゼロになります。この時点で、機械は不安定な平衡状態に達し、定常状態の安定限界となります。したがって、高速作用励磁システムを備えていない限り、このような安定限界で機械を動作させることは不可能です。
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