現(xiàn)在來分析上述各個電量和轉(zhuǎn)子機械運動之間的關(guān)系。大家知道，發(fā)電機的空載電勢是由轉(zhuǎn)子磁通旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，用d和q分別表示轉(zhuǎn)子的縱軸和橫軸，如圖9.4所示。轉(zhuǎn)子磁通ψ_f，總是沿著d軸方向，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，由這一磁通所感生的電勢E應(yīng)滯后磁通90o，因此E應(yīng)沿著q軸的方向。換句話說，轉(zhuǎn)子勵磁電流的數(shù)值決定了電勢E的大小，轉(zhuǎn)子的橫軸總代表著電勢的位置和方向。當(dāng)定子繞組流過三相負載電流的時候，定子電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通（即電樞反應(yīng)磁通）將使通過氣隙的轉(zhuǎn)子磁通變形和削弱，也即使磁通矢量的大小和方向有所改變，發(fā)電機電壓就是由這一新的合成磁通奶建立的，把發(fā)電機定子繞組的電壓矢量也畫在轉(zhuǎn)子上（見圖9.4）。圖9.4可以看出，發(fā)電機的磁鏈（磁通）矢量圖和電壓矢量圖不論是形狀或者隨負載電流的變化規(guī)律都是相似的。因此，可以用這樣的模型來比喻發(fā)電機內(nèi)部的電磁現(xiàn)象：原動機帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，通過一些像彈簧一樣的磁力線ψ_δ，拖著定子的電壓矢量一起旋轉(zhuǎn)，從而把機械功率轉(zhuǎn)化為電磁功率。隨著功率的增加，磁力線與主軸間的夾角θ也增大，表明彈性磁力線被拉伸，在功率角θ達到90o時，發(fā)電機的功率達最大值。以后，發(fā)電機的功率（即原動機的負載）將隨著θ的增大而減小。可以看出：在θ>90o時，如果不考慮慣性的影響，原動機功率和其負載是不能平衡的，發(fā)電機也不可能在此狀況下穩(wěn)定工作；當(dāng)θ超過180o時，磁力線的拉力將和轉(zhuǎn)子運動方向一致，原動機反而被發(fā)電機用外部電能加速，發(fā)電機落入電動機狀態(tài)，和電網(wǎng)失去同步。

    由此得到一個啟示，即可以把整個發(fā)電機看成是一個彈性聯(lián)軸節(jié)，彈性聯(lián)軸節(jié)的特性可由式(9-1)和圖9 .3表示，而所有并聯(lián)發(fā)電機組都可以看作是由這樣一些聯(lián)軸節(jié)在機械上互相聯(lián)系在一起的等效柴油機，共同拖動一個公共的負載，這樣就可以用一定的機電當(dāng)量把電氣部分也轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的機械系統(tǒng)中去。這樣做不但在發(fā)電機電磁參數(shù)（如電壓、電流）變化不劇烈時是允許的，而且在側(cè)重分析機械問題時也會帶來很大的方便。

    圖9.2的發(fā)電機矢量圖和式(9-1)的功角特性固然適用于單獨運行的發(fā)電機，但主要還是用于分析發(fā)電機的并聯(lián)工作。因為在發(fā)電機單獨工作時，從矢量圖可以看出，其功角不可能超過90o，也不可能為負值，但是當(dāng)發(fā)電機并聯(lián)運行時，情況就可能復(fù)雜得多。例如，圖9.5表示了兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行的情況。如前所述，它們具有共同的電壓，兩臺機組的總功率應(yīng)和負載功率相平衡，而每臺機組的功率大小則和該機組的功率角有關(guān)，圖中θ₁ >θ₂即第一臺機組的功率P₁大于第二臺機組的功率P₂。按照矢量圖和式(9-1)，功角差θ₁₂反映了兩臺機組的功率差別，對于一般發(fā)電機參數(shù)來說，θ₁₂ =20o～30o電角度，就足以使兩臺發(fā)電機的功率差別等于發(fā)電機的額定功率。由于總的負載功率是不變的，因此，一臺機組的功角（功率）增加，另一臺機組的功角必然減小，甚至成為負值。這就說明，在分析發(fā)電機功率變化的時候，必須要和其他并聯(lián)機組的功角變化聯(lián)系起來。

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