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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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直流电动机的结构和原理直流电动机的基本结构定子的主要作用是产生磁场和作为电机的机械支撑，由主磁、换向磁、机座和端盖以及电刷装置等组成。主磁用来产生主磁场，大部分直流电机的主磁不用永久磁铁，而是由励磁绕组通入直流电流来建立磁场。主磁由铁芯和绕组组成，铁芯用厚0.5～1.5mm的低碳钢板冲成，叠装后用铆钉铆紧，紧靠气隙的扩大部分称为靴，靴对励磁绕组起支撑作用，使气隙磁通有较好的波形分布，励磁绕组用缘铜线绕制而成，经缘漆浸渍处理，然后套在磁铁芯上。主磁N、S交替布置，均匀分布并用螺钉固定在机座的内圈上。
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广义的直流电机包括有刷电机和无刷电机。有刷电机又称直流电机或碳刷电机，常说的直流电机就是指有刷直流电机，它采用机械换向，外部磁极不动内部线圈(电枢)动，换向器和转子线圈一起旋转，电刷和磁铁都不动，于是换向器和电刷摩擦摩擦，完成电流方向的切换。（视频传送门）。
发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机（水力）和汽轮发电机（蒸汽）。同步发电机（限于立式水轮发电机）。发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场，这个磁场由两个磁场合成:转子磁场和定子磁场。所谓“同步”发电机，就是指发电机转子磁场的转速（原动机产生）与定子磁场的转速（电力系统频率决定）相等。转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组（磁）产生，转子磁场的转速也就是转子的转速，也即整个机组的转速。
电刷位置不正确。调整电刷位置。定子换向绕组性接错，换向器上出现较长的黄火花。检查并确认换向绕组性接错后纠正接线。调整电源电压，使其达到额定值。转速过高并伴有剧烈火花励磁绕组电阻过大或断路。用万用表的电阻档仔细检测励磁绕组回路中的接线端头有无因氧化层而造成的接触不良，使励磁回路的电阻恢复和达到正常电阻值。励磁绕组匝间短路。检查测量确认短路故障范围，视具体情况修复或更换励磁绕组。并励绕组性接错。查找确认并励绕组性接线错误，并按正确方法重新接线。电枢绕组存在短路或断路故障。检查测量短路或断路点，视具体情况修复或更换电枢绕组。串励电动机负载过轻。经检查串励电动机确系负载过轻，适当增加负载以利启动。复励电动机的串励绕组性接错。仔细检查串励绕组的接线情况，找出错误，并按正确方法重新接线。电刷偏移原正常位置。经检查如确系电刷位置偏移故障，可按原标记重新配置电刷，或采用感应法重新找出电刷的正确位置，重新配置电刷。