發電機是發電廠的心臟設備，發電機按其驅動的動力大致可分為水輪發電機(水力)和汽輪發電機(蒸汽)。發電機在工農業生產、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。

發電機在正常運行時，在發電機定轉子氣隙間有一個旋轉的合成磁場，這個磁場由兩個磁場合成:轉子磁場和定子磁場。所謂"同步"發電機，就是指發電機轉子磁場的轉速(原動機產生)與定子磁場的轉速(電力系統頻率決定)相等。

轉子磁場由旋轉的通有直流電的轉子繞組(磁極)產生，轉子磁場的轉速也就是轉子的轉速，也即整個機組的轉速。轉子由原動機驅動，轉速由機組調速器進行調節，這個轉速在發電機的銘牌上都有明確標示。定子旋轉磁場由通過三相對稱電流的定子三相繞組(按120°對稱布置)產生，其轉速由式確定(式中:p為轉子磁極對數;f為電力系統頻率;n為機組轉速)。從式中可見，對某一具體的發電機，其磁極對數是固定不變的，而我國電力系統的頻率也是固定的，即50Hz(也稱工頻)，可見每一具體的發電機的定子旋轉磁場的轉速在發電機制造完成后就是"定值"。當然，電力系統的頻率并不能真正穩定在50Hz的理論值，而是允許在這個值的上下有微小的波動，也即定子磁場在運行中實際是在額定轉速值的周圍動態變化的。轉子磁場為了與定子磁場同步也要適應這個變化，也即機組的轉速作動態的調整。如果轉速不能與定子磁場保持一致，則我們說該發電機"失步"了。

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