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由该相量图可推导出同步发电机的功率特性方程。Ed纵轴同步电势，也叫空载电势，是仅由励磁绕组的励磁磁势在定子中所感应的电势。如果不计及饱和，它是和励磁电流成正比的；uf电机的端电压；us无限大系统母线电压；I定子电流，它分解为纵轴电流Id及横轴电流Iq；Xd纵轴同步电抗；Xq横轴同步电抗；发电机的内功率因数角；wf发电机的功率因数角；ws无限大系统端的功率因数角；df功率角，df有双重的物理意义，一个意义是电势Ed和端电压uf间的相角差，另一个意义是产生电势Ed的转子主磁通0和产生端电压uf的合成磁通之间的相角差（为0与k的相量和，而k为定子电枢反应磁通加漏磁通）；
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也就是说，电枢磁通将依次经过空气隙、阻尼绕组旁的漏磁路和激磁绕组旁的漏磁路。这时磁路的磁阻更大了，与之相应的电抗将有更小的数值。称为直轴超瞬态电抗或直轴次暂态电抗。在短路初瞬，定子绕组中的短路电流将为所限制，由于阻尼绕组中的感应电流衰减得较快，故在初几个周波以后，电枢磁通即可穿过阻尼绕组而取得的路线。这时定子电流将为所限制。达到稳态值时，定子电流便为所限制。和的表示式:下面我们来推导和的表示式。当同步发电机装有阻尼绕组时，电枢磁通在短路初瞬所经的路线。设代表空气隙的磁导，代表阻尼绕组旁的漏磁路的磁导，代表激磁绕组旁的漏磁路的磁导，则得该磁路的总磁导为，即有再把电枢漏磁路线的磁导加上，则得电枢磁通所经磁路的总磁导为由于电抗和磁导成正比，故上式可以改写作式中直轴电枢反应电抗；激磁绕组的漏抗；阻尼绕组在直轴的漏抗。由此可得直轴超瞬态电抗的等效电路。
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同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机 3种。它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外，一般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生，而且励磁线圈放在转子上，电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低，功率较小，又只有两个出线头，容易通过滑环引出；而电枢绕组电压较高，功率又大，多用三相绕组，有3个或4个引出头，放在定子上比较方便。
空载运行2h，记录电动机的空载电流及主要部位的振动、温度情况。异步电动机的常见故障及处理三相异步电动机的故障一般分为电磁故障和机械故障两大类。电磁方面的故障大多发生在定子绕组，如缘损坏、导体及回路接触不良、断路、短路及接线错误等，还有转子绕组、电刷、启动设备、熔断器、按钮、开关等出现的故障。机械方面的故障，如轴承的松动、磨损、润滑不良，端盖、铁芯、冷却风扇的变形、断裂等。区分故障的方法当电动机通电运转时故障现象存在，切断电源后故障消失，说明是电磁故障；电动机通电运转时故障现象存在，切断电源后故障仍然存在，则说明是机械方面的故障。了解电动机的结构和安装运行的历史资料，查询故障发生前后的运行情况；检查机械零部件的状况，如端盖是否破裂、转轴是否弯曲、风扇是否损坏等；检查轴承状况，将转轴上下左右摇动，若有较大松动或窜动，表明轴承有问题，用力转动转子，看转动是否灵活，有无卡涩现象；
换向用来改善直流电机的换向，又称附加，由铁芯和套在铁芯上的换向绕组组成，铁芯常用整块钢或厚钢板制成，匝数不多的换向绕组与电枢绕组串联，换向的数一般与主磁的数相同或减半，换向与电枢之间的气隙可以调整。功率很小的直流电机中，可以不装设换向。机座既是电机的外壳又是电机磁路的一部分，一般用低碳钢铸成或用钢板焊接而成，机座的两端有端盖。中小型电机前后端盖都装有轴承，用于支撑转轴。大型电机则采用座式滑动轴承。