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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%。
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定子绕组有断路、短路故障或接线错误。检查定子绕组，修复或更换线圈，按图正确接线。鼠笼转子断条或脱焊。修复或更换鼠笼转子。轴承磨损或有麻点、生锈。轴承跑内套或跑外套。修复轴或轴承室。转轴弯曲使轴承受外力。修复或更换转轴。两侧端盖或轴承盖未装正。将端盖和轴承盖止口装平，旋紧螺栓。联轴器不对中或皮带过紧。重新找正或调整皮带松紧度。润滑脂牌号不对、脏污、变质、过多或过少。更换润滑脂，加入量不宜超过轴承室的2/3。运转时电流表指针来回摆动鼠笼式电机转子断条或脱焊。修复或更换鼠笼转子。绕线式电机转子一相接触不良。调整电刷压力，改善电刷与滑环的接触面。绕线式电机滑环短路装置接触不良。修复或更换滑环短路装置。绕线式电机火花大电刷牌号或尺寸不对。修理或更换电刷。集电环表面不平或有杂物、污垢。清除污垢，用零号砂纸磨光。
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定子对称三相绕组通入对称三相交流电流，建立定子三相合成旋转电动势并产生旋转磁场。图中虚线表示某一瞬间定子旋转磁场的磁通，它以同步转速n1顺时针方向旋转，转子导体切割磁场产生感应电动势，感应电动势方向可用右手定则确定，电动势在闭路的转子绕组中产生电流。载流的转子绕组在旋转磁场中受到电磁力的作用，用左手定则可确定此时转子绕组受到一个顺时针方向电磁力和电磁转矩的作用，使转子以转速n随着定子旋转磁场的方向旋转。
异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联，或者并接相当数量的电容器。
电机过载或超规定频繁启动。减轻负载或减少频繁启动。电枢绕组存在短路或接地故障。检查测量确认绕组短路或接地的准确位置，视具体情况修复或更换电枢绕组。换向器存在片间短路。清除换向器片间的焊锡、铜屑和毛刺。电刷弹簧压力过大使换向器异常发热。调整电刷弹簧压力。电枢与定子磁相擦。检查电机大、小端盖和磁铁芯是否有螺栓松动或紧固未到位现象，找出故障并予以修复。定子主磁气隙不匀。检查定子主磁并予以调匀。电动机冷却条件恶化。清理滤尘网、风道，检查风扇有无缺陷。并励、复励电动机的电源电压过低。用电压表测量电源电压，找出电压低的原因并恢复到额定值。