發電機與負載

  發電機依靠電壓調節器控制輸出電壓。電壓調節器檢測三相輸出電壓，以其平均值與要求的電壓值相比較。調節器從發電機內部的輔助電源取得能 量，通常是與主發電機同軸的小發電機，傳送DC電源給發電機轉子的磁場激勵線圈。線圈電流上升或下降，控制發電機定子線圈的旋轉磁場或稱為電動勢EMF的大小。定子線圈的磁通量決定發電機的輸出電壓。

  發電機定子線圈的內阻以Z表示，包括感性和阻性部分;由轉子勵磁線圈控制的發電機電動勢用交流電壓源以E表示。假設負載是純感性的，在向量圖中電流I滯后電壓U正好90°電相位角。如果負載是純阻性的，U和I的矢量將重合或同相。實際上多數負載介于純阻性和純感性之間。電流通過定子線圈引起的電壓降用電壓矢量I×Z表示。它實際上是兩個較小的電壓矢量之和，與I同相的電阻壓降和超前90°的電感壓降。在本例中，它恰好與U同相。因為電動勢須等于發電機內阻的電壓降和輸出電壓之和，即矢量E=U和I×Z的矢量和。電壓調節器改變E可以很好的控制電壓U。

  現在考慮用純容性負載代替純感性負載時，發電機的內部情況會發生什么變化。這時的電流和感性負載時正好相反。電流I現在超前電壓矢量U，內阻電壓降矢量I×Z，也正好反相。則U和I×Z的矢量和小于U。

  由于和感性負載時相同的電動勢E在容性負載時產生了較高的發電機輸出電壓U，所以電壓調節器須明顯地減小旋轉磁場。實際上，電壓調節器可能沒有足夠的范圍來完全調節輸出電壓。所有發電機的轉子在一個方向連續勵磁含有yong久磁場，即使電壓調節器全關，轉子仍有足夠的磁場對電容負載充電并產生電壓，這種現象稱為"自激"。自激的結果是過壓或者是電壓調節器關機，發電機的監控系統則認為是電壓調節器故障(即"失勵")。這任一種情況都會引起發電機停機。發電機輸出端所接的負載，可能是獨 立的，也可能是并聯的，決定于自動切換柜工作的定時和設置。在某些應用中，停電時UPS系統是發電機接入的一個負載。在其它情況下，UPS和機械負載同時接入。