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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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发电机的振荡和失步是怎么回事怎样从表计的指示情况来判断哪台发电机失步振荡和失步时运行人员怎么办同步发电机正常运行时,转子的转速和定子磁场的同步转速处于同步状态.当负荷突然变化时,由于转子惯性作用,转子位移不能立刻稳定在新的数值,而要引起若干次在新的稳定值左右的摆动,这种现象就是同步发电机的振荡.当发生振荡的机组的转速和定子磁场的同步转速一致时,造成发电机与电力系统非同期运行,这种现象就是同步发电机的失步.
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如果让转子速度=定子磁场旋转速度，就成为了同步电机，此时就需要把定子变成一个电磁铁或永磁铁，即给定子通电，此时不需要再切割磁感线就能旋转，旋转速度与磁场旋转速度相同，即形成同步电机。
外特性发电机带上负荷以后，端电压就会有所变化，外特性就是反映这种变化规律的曲线。所谓外特性，就是指励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，变更负荷（定子电流I）时端电压U的变化曲线，即U=f(I)。所示为几个不同功率因数下的外特性曲线。从图中可以看出，在滞后的功率因数（cos）情况下，当定子电流增加时，电压降落较大，这是由于此时电枢反应是去磁的。在超前的功率因数cos（-）的情况下，定子电流增加时，电压反应升高，这是由于电枢反应是助磁的。在cos=1时，电压降落较小。外特性可以用来分析发电机运行中的电压波动情况，藉以提出对自动调节励磁装置调节范围的要求。一般用电压变化率来描述电压波动的程度。从发电机的空载到额定负载，端电压变化对额定电压的百分数，称电压变化率U，即U=100%式中发电机空载电势或电压；额定电压。汽轮发电机的U=3048%。
在实际应用上，我们通常不把它们分开，而把Xa+X当作一个同步电抗来处理。这是因为，在计算同步电机的各种性能时，一般只需要应用同步电抗，无需把它的两个组成部分分开；在实际测量时，直接测定同步电抗要较分别测定Xa及X为方便。电枢反应电抗对应于通过空气隙的互磁通，亦即对应于定子旋转磁场，因此它的数值很大。显然要大于和定子绕组漏磁通相应的定子漏抗。因为漏抗X数值甚小，所以同步电抗与电枢反应电抗在数值上相差不大。电枢反应磁场与转子都以同步速同方向旋转。定子磁场并不切割转子绕组，同步电抗也就为定子方面的总电抗。虽然转子绕组在电路方面不起副绕组的作用，但转子铁芯为旋转磁场所经磁路的一个组成部分，所以在磁路方面却起着重要作用。