一.同步发电机在对称负载时的等效电路和向量图，通过等效电路和向量图进一步分析发电机负载运行时各量之间的彼此关系和变化规律。
1.隐极式发电机的向量图
当隐极式发电机接有三相对称负载时，电枢绕组中将有三相对称电流流通，这时在气隙中除转子主磁场外，还有电枢磁场。这两个磁场独立存在，即每个磁势各自产生本身的磁通，并且在定子绕组产生对应的电势，发电机总的电势等于这些电势的合成。这样，便得到下列磁通和对应的电势：主磁通和电势；电枢反应磁通和电势；定子漏磁通和漏磁电势。这些电势均滞后对应的磁通90°，并和磁通大小成正比。
2.凸极式发电机的向量图
凸极式发电机的特点是：定、转子之间的气隙不均匀，极掌下气隙比力小，而两极之间气隙比力大，就是说，凸极式同步发电机纵轴和横轴的磁路的磁阻不同。因此，在气隙不同位置上电枢磁势就会产生不同的电枢磁通。
我们在分析同步发电机电枢反应时已知，在一般情况下，电枢电流可分解为假想的两个电流分量，即纵轴电流分量和横轴电流分量。这两个电流分量别离建立磁势，而这两个磁势分量又别离产生纵轴电枢反应磁通和纵轴电势及横轴电枢反应磁通和横轴电势，这两个电势相加，即得总的电枢反应电势。此外，其他各量均与隐极式相同。
二.同步发电机的功率和转矩
同步发电机是将机械能转换为交流电能的一种旋转电磁设备。它输入的机械功率，一部分通过定、转子磁场的彼此作用和电磁感应，将机械能转换为交流电能，其电磁功率为PM；另一部分消耗于机械损耗、定子铁损、杂散损耗。在同步发电机中，电磁转矩为制动转矩。在运行过程中，当负载增大时制动转矩增大，发动机的驱动转矩克服制动的电磁转矩也相应增大，这就是机械能转换为交流电能的过程。
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