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当旋转磁场以同步转速n1开始旋转时，转子因机械惯性尚未转动，转子的瞬间转速n=0，这时转差率s=1。转子转动起来之后，n>0，（n1-n）差值减小，电动机的转差率s<1。如果转轴上的阻转矩加大，则转子转速n降低，即异步程度加大，才能产生大的感应电动势和感应电流，产生大的电磁转矩，这时转差率s增大。异步电动机运行时0同步电动机的结构和原理同步电动机的基本结构同步电动机的定子称为电枢，结构与三相异步电动机的定子相同，由定子铁芯、定子绕组、机座和端盖等组成。定子铁芯由硅钢片组成，铁心槽内嵌入三相对称绕组。转子由转子铁芯、励磁绕组、启动绕组和转轴组成。转子铁芯由铸钢或锻钢制成，上面绕有励磁绕组。励磁绕组与励磁电源相连，接入励磁电流。启动绕组由嵌装于磁表面的铜条组成，铜条两端用铜环连接，同异步电动机的鼠笼型转子相同。三相同步电动机的转子有隐式和凸式两种。
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短路比主要根据电厂输电距离、负荷变化情况等因数提出，一般水轮发电机的K，取0.9~1.3。结构上，短路比近似的等于可见，要使Kc增大，须减小A，即增大机组尺寸；或加大气隙，须增加转子绕组安匝数。发电机突然短路时，转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变，感应出对电枢反应磁通起去磁作用的电流，将电枢反应磁通挤到励磁绕组和阻尼绕组的漏磁通的路径上，这个路径的磁阻很大即磁导很小，故其相对应的直轴电抗也很小，这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗Xd〃，也即有阻尼绕组的发电机突然短路时，定子电流的周期分量由Xd〃来限制。结构上，Xd〃主要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定。
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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。
发电机与电力系统的同步运行稳定性及振荡电力系统的同步运行稳定性，是受关注也得到认真考核的一种稳定性。按照我国的现行规程，把电力系统的同步运行稳定性分为三类，即静态稳定、动态稳定和暂态稳定。为了便于定性说清楚电力系统的同步运行稳定性问题，先研究单机对无穷大系统这种简单的、也是基本的一种运行方式，静态稳定理论上发电机可运行在S1点或S2点。发电机运行在S1点，是静态稳定，因为当系统状态发生微量扰动引起发电机的输出功率变化时，角可以作相适量的微量变化；而S2点则是不稳定运行点，当系统状态发生微量扰动时，发电机的角或者在扰动后跑回到S1点或者不断向180增大而与系统失去稳定。显然，静态稳定运行的限送电角是=90。实际，小于90才有可能运行。
转子是由转轴、转子铁芯和转子绕组构成的。转轴一般由中碳钢做材料，起到支撑、固定转子铁芯和传递功率的作用。转子铁芯也是电机磁路的一部分，用0.5mm厚的硅钢片叠压成整体的圆柱形套装在转轴上，转子铁芯外圆的槽内嵌置转子绕组。异步电动机有鼠笼式和绕线式两类，其区别在于转子绕组的结构不同，绕线式电机结构较复杂，一般用于对启动和调速性能要求较高的场合。鼠笼式转子绕组鼠笼式转子绕组没有铁芯时，整个绕组的外形就像一个鼠笼。在转子铁芯上也有槽，各槽里都有一根铜或铝制导条作转子导体。在导条的两端用短路环短接，形成闭合回路。大中型电机导条是铜的，制造时把裸铜条插入转子铁芯槽中，再用铜环套在两端铜条的头上，并焊接在一起；多数小型电机的导条是铝制的，制造时把叠好的转子铁芯放在铸铝的模具内，把鼠笼和端部的内风扇一次铸成。