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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。
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发电机转子磁场拖动气隙磁场在空间以同步速度施转同步发电机的参数两种旋转磁场的概念转子上装有直流激磁磁，它与转子无相对运动，转子转动时，形成旋转磁场，称机械旋转磁场。定子流过三相对称电流，将在气隙中产生旋转磁势，速度为同步转速，转向从带有超前电流的相转向带有滞后电流的相。当某相电流达到大值时，旋转磁场的振幅恰好转到该相轴线处，该旋转磁场称电枢磁场。顺着旋转方向，转子磁场超前于电枢磁场的为发电机运行，这时转子由外施机械转矩拖动，对转子而言，电枢磁场与转子磁场相互作用的力是个电磁阻力；反之电枢磁场超前于转子磁场为电动机运行方式，这时电枢磁场作用到转子上的转矩是驱动转矩。两个旋转磁场空间有相位差。
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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.
同步发电机的序分量电抗X1、X2、X0分析同步发电机不对称运行的基本方法是对称分量法。应用对称分量法，可以把发电机不对称的三相电压、电流及其所激励的磁势分解为正序分量、负序分量和零序分量，然后对各个分量分别建立的端点方程式和相序方程式，求解各序分量并研究各序分量分别所产生的效果，，将它们叠加起来，就得出实际不对称运行的结果和影响。实践明，在不计饱和时，上述方法所求得的结果，是对于基波分量基本上是正确的。在不对称运行时，同步发电机的空气隙磁场为一椭圆形旋转磁场，即除了正序旋转磁场以外，尚有负序旋转磁场。