一、空載氣隙磁場

凸極電機：氣隙不均、徑向磁密分布近似于平頂的波形、中線上磁密為0、磁密分解出空間基波和諧波。偏心氣隙可以使氣隙磁密分布接近正弦。

 

隱極電機：氣隙視為均勻、勵磁磁勢分布為階梯形、齒槽影響與磁密波動。合理地選擇大齒的寬度可以使氣隙磁密分布接近正弦。

 

感應電勢的波形和大小與氣隙磁密的分布形狀及幅值大小緊密相關，在設計和制造電機時，應采取適當的措施，以獲得盡可能接近正弦分布的氣隙磁密，從而得到品質較高的感應電勢。

二、空載特性

空載特性： n=n1, Ia=0時,  E0=f(If), E0∝Ff，If∝Ff

空載特性E0=f(If)與電機磁路的磁化曲線Fff(Ff)具有類似的變化規律。

 

當If較小時，Ff較小，磁路不飽和，E0=f(If)呈直線（將其延長后的射線稱為氣隙線）。

If增大時，磁路逐漸飽和，磁化曲線開始進入飽和段。

為了合理地利用材料，空載額定電壓UN一般設計在空載特性的彎曲處。

空載特性可以通過計算或試驗得到。試驗測定的方法與直流發電機類似。

同步電機的空載特性也常用標么值表示，空載電勢以額定電壓UN為基值，取E0=UN時的勵磁電流IfN(稱為額定勵磁電流)為勵磁電流的基值。

用標么值表示的空載特性具有典型性，不論電機容量的大小，電壓的高低，其空載特性彼此非常接近。

空載特性在同步發電機理論中有著重要作用：

① 判斷電機設計是否合理。

②空載特性結合短路特性(在后面介紹 )可以求取同步電抗的不飽和值。

③通過測取空載特性來判斷三相繞組的對稱性以及勵磁系統的故障。