同步发电机的工作原理

双边励磁

转子：转子绕组上通直流电，产生励磁磁场，称为 主磁场 ，其主磁轴的轴线称为直轴d(假设为横轴)，对应的纵轴为交轴q。

定子：利用原动机使转子转动后产生旋转磁场，在定子三相绕组上感应出电动势，电动势大小E0=4.44fNΦ*Kw(Kw为绕组系数)，输出交流电，所以这里定子又称为 电枢 。

转速：定子绕组的交流电产生旋转磁场，与主磁场有相互的电磁力，使两个磁场“手拉手” 同步旋转 ，转速n=60f/P。

双边励磁：气隙里建立的磁势F是转子磁势Ff（机械旋转磁势）与电枢旋转磁势Fa（电气旋转磁势）的 合成 。

电枢反应：当给不同类型的负载供电，Fa对Ff的影响不同，合成F的大小和方向会改变，称为电枢反应。Fa在交轴上就叫交轴电枢反应（负载为纯电阻），Fa在直轴上，如果和Ff1同向叫直轴助磁（吸收了无功，容性负载），反相叫直轴去磁（消耗了无功，感性负载）。

功角：不同的负载，端电压U与电流的夹角称为外功率因素角φ，感生电动势E0与电流的夹角称为内功率因素角Ψ，U与E0的夹角称为功率角θ，Ψ=φ+θ。

有功调节

水轮机：为凸极极（气隙大，有附加电磁功率），Pem=mE0U/Xdsinθ+m1/2*U²/(1/Xq-1/Xd)*sin2θ；

汽轮机：为隐极机（无附加电磁功率），
Pem=mE0U/Xd*sinθ。

调节汽轮机的进汽量，可以调节原动机输入的机械功率，从而可以调节有功功率。

无功调节

无功调节依赖励磁电流的变化， 调节励磁电流If ，有功不变，而功率因素和电枢电流I和功率因素会改变，如下图所示：

可以看出：有功P一定时，电枢电流的最小值在cosφ=1时取得，此时无论增加或减小If，都将使得I与无功Q增加，而cosφ减小,此时，增加If称为过励，cosφ滞后，发电机向电网输出滞后的感性无功（或者说吸收超前的容性无功）；减小If称为欠励，cosφ超前，发电机向电网输出超前的容性无功（吸收滞后的感性无功），记住" 过励发出感性无功 "即可。

其他

1.发电机并网条件： 相序必须相同 ，波形、频率、幅值、相位一致或接近。
2.并网方法：利用同步指示器监测来并网称为 准同步法（冲击电流小） ；利用电磁力自动牵入同步称为自同步法。
3.启动时按异步电机的方法启动，称为 异步启动法 。