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发电机性能的主要特征是空载特性和负载运行特性。
这些特性是用户选择发电机的重要依据。
空载特性：
发电机不接负荷时，电枢电流为零，称为空载运行。此时，只有电机定子三相绕组中励磁电流if引起的空载电动势E0（三相对称）随if的增大而增大。但是，由于磁路铁心的饱和现象，两者并不成正比。反映发电机空载电动势E0与励磁电流if关系的曲线称为同步发电机空载特性。
电枢反应：
当发电机与对称负载连接时，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称为电枢反应磁场。它的速度正好等于转子的速度，而且它们是同步旋转的。
同步发电机的电枢反应磁场和转子励磁磁场近似为正弦分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0和电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场也与负载有关。当发电机负载为感性负载时，电枢反应磁场起退磁作用，使发电机电压降低；当负载为电容性负载时，电枢反应磁场起到助磁作用，从而提高发电机的输出电压。
负荷运行特性：
主要是指外部特性和调节特性。外部特性是在额定转速、励磁电流和负载功率因数不变的情况下，发电机端电压U和负载电流I之间的关系。调节特性是在额定转速和端电压，负载功率因数恒定的情况下，励磁电流if和负载电流I之间的关系。
同步发电机的电压变化率约为20-40%。一般工业和家庭负荷要求电压基本保持不变。因此，随着负载电流的增大，励磁电流必须进行相应的调整。虽然调节特性的变化趋势与外部特性正好相反，但对于感性和纯阻性负载，调节特性的变化趋势是增大的，而对于容性负载，调节特性的变化趋势一般是减小的。