關於同步發電機的機電能量轉換與電磁轉矩的問題？
書上說同步電機有三種運行狀態，根據功率角的大小分為發電機、電動機和補償機。
我想問的是為什麼「轉子主極磁場」超前或滯後」定子合成磁場「的時候，轉子上會出現電磁轉矩呢？這裡有點不太明白，按書上的說法的話，」兩個相對靜止的磁場相互作用會產生電磁轉矩「，為什麼呢，電磁轉矩不應該是帶電導線在磁場中收到力的作用嗎？
你這樣問一定是對同步電機的電樞反應沒有理解清楚。
轉子出現電磁轉矩其實很簡單，因為轉子線圈有電流流過啊，而轉子線圈又處在定子合成磁場中，載流導線處在磁場中就會受到電磁力的作用，根本就不需要它們之間有相對運動。
當然了，電磁力存在不代表就有電磁轉矩啊，電磁力必需沿著合適的方向才能形成電磁轉矩，所以交軸電樞反應產生電磁轉矩，而直軸電樞反應根本就不產生電磁轉矩，但它內部確實是有電磁力存在的。
如果你沒有聽明白的話不要緊，下面我給你詳細說一下這個道理。
上圖中，是交軸電樞反應，轉子磁場超前定子磁場90°，定子合成磁場垂直與轉子磁場，這個時候你看上圖中的轉子繞組，它明顯處在定子合成磁場內部，雖然它們的相對為止不變，一直是這個樣子的，你用左手定則判斷以下上下線圈邊分別受到的電磁力，在上圖中用箭頭標了出來，很顯然這兩個電磁力能在轉子軸上形成電磁轉矩，而且上圖是一個發電機，電磁力是一個制動性質的電磁轉矩，它會使得發電機轉速降低。
再來看另外一種情況：交軸電樞反應。
你看，這個時候轉子磁場和定子磁場同向或者是反向，反正是在一條直線上，這個時候的電樞反應叫做直軸電樞反應，這個時候你再用左手定則去判斷轉子兩個線圈受到的電磁力作用，判斷出來的方向也標在了上圖中，很顯然，這樣的兩個力是沒有意義的，不能形成電磁轉矩，也就是它根本就不影響同步電機的轉速。
所以你要知道，電磁力不一定能形成電磁轉矩，而且電磁力和磁場運動和靜止是沒有關係的，所以感覺你對這個問題的理解是比較混亂的，基礎沒有打好，還是應該好好看書才好啊！
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可以參考王成元老師寫的《現代電機控制技術》中的1.1.2和1.1.3兩小節。
現代電機控制技術 (豆瓣)
從原理上來說，電磁轉矩是由於帶電導體在磁場中受力形成的。
對於旋轉電機，經推導可以將電磁轉矩寫為如下形式：
簡單來說，就是
同時由上面公式可以看到，電磁轉矩與定轉子磁場位置角即功率角相關，所以有題主題目中的結論，功率角不同對應的電磁轉矩性質也不同。電磁轉矩可以看成定子和轉子磁場相互作用的結果。
把轉子想像成一個磁鐵（跟PMAC一樣），把定子想像成一個圍繞中心轉的磁鐵（轉動速度即為同步速度）。作發電機時，轉子拖著定子轉，所以轉子磁場領先。作電動機時正好相反，定子子拖著轉子轉。
參見湯蘊璆電機學第七章
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