为什么调有功应调进汽量（或进水量），而调无功应调励磁呢？
发电机内流过有功电流时的情况，在（发电机中流过有功电流时情形）（a）图中，
A1—A2代表定子线圈，R1—R2代表转子线圈。由转子电流激起的磁场，其极性如图中
N—S所示，φ0 为转子磁极产生的磁通。当发电机转子被原动机带动旋转起来之后，
其转向如箭头n所示，则定子线圈A1—A2中就会感应出电势来，根据右手定则可确定
出感应电势的方向，如（发电机中流过有功电流时情形）（a）图所示，感应电势的方
向是自A1进去从A2出来。此时若在外部加纯有功负载，则其电流与感应电势相同，
电流的方向也是自A1进去从A2出来。这个电流在转子磁场里要受到力的作用，力的
方向用左手定则来确定，对A1来讲是向右，对A2来讲是向左，如（发电机中流过有
功电流时情形）（a）图中的F1所示，这样就形成了一个力矩，将使定子按顺时针方
向旋转，但是由于定子是不能转动的，于是根据作用力与反作用力的原理，相当于转
子被加上一反力矩，如（发电机中流过有功电流时情形）（a）图中的F2所示，这个
反力矩将使转子作反时针方向转动，这对于转子按顺时针方向转动的原动机的主力矩
来讲相当于增加了一个阻力矩，这个阻力矩的大小和有功电流的大小有关，有功电流
越大，阻力矩也越大，因此要保持转子沿原来的顺时针方向转动的转速不变，原动机
输出的主力矩就要增大，这就需要调大进汽量（或进水量）。
此外，当有功电流流过定子后，定子线圈也要产生一个磁场如（发电机中流过有
功电流时情形）（b）图所示，图中，φs为定子磁场产生的磁通，这个磁场对原来的
转子磁场要产生影响，通常把这种影响称为电枢反应。在流过有功电流的情况下，定
子磁场的磁通是横穿过转子磁极轴的，称它为交轴电枢反应。交轴电枢反应使得转子
极面的一半磁场增强、一半磁场削弱，使合成磁场的场极有点偏斜，而且由于铁芯饱
和的关系，使增强的部分总不能成比例地增加，所以其结果总是削弱的多些，增强的
少些，气隙的磁通是要减少一些的，因此端电压也要降低一些，但总的来看，其影响
不大。
发电机内流过无功电流时的情况，以感性负载为例，在（发电机中流过无功电流
时情形）（a）图中，A1—A2 、B1—B2代表定子线圈，N—S代表转子的磁极。当转子
转到图示的瞬间，在定子线圈A1—A2中的感应电势达到最大值，由于此时外边接的是
感性负载，所以电流和电势相差90°，即电势达到最大值的A1—A2线圈中电流为零，
在些瞬间，电流最大值出现在与A1—A2相隔90°的B1—B2线圈中，这样B1—B2线
圈在转子磁场中就会受到力的作用，根据左手定则确定出力的方向，如（发电机中流
过无功电流时情形）（a）图中F1所示，线圈的两边所受的两个力是作用在同一根直
线上的，因此形不成力矩，它对转子的反作用力F2也只是压紧转子的线圈而已，不会
在转子产生阻力矩。由此可知，流过无功电流时不需要增加原动机的主力矩，即不需
要开大汽门或导水翼等。
感性无功电流对转子磁场的影响由（发电机中流过无功电流时情形）（b）图中可
见，B1—B2线圈中电流产生的磁通φs是沿着转子的磁极轴穿过转子的，所以称它为
纵轴电枢反应。而定子磁场的方向和转子磁场的方向恰好相反，它们是互相抵消的，
感性负载的电枢反应产生的是去磁作用，因此它使发电机的端电压降低，为了保持端
电压不变，只有增加磁通，也即增加发电机的励磁电流。若无功负荷减少，发电机端
电压升高时，为了保持端电压不变，便可减少励磁电流，这就是调无功应调励磁的道
理。
发电机流过容性无功电流时，它的电枢反应也是纵轴电枢反应，只不过定子磁场
对转子磁场是起助磁作用（即它们的磁通方向相同）的，流过的容性无功电流越大，
端电压越高，这就是同步发电机带容性负载时电压不断增高，有时甚至达到无法控制
的原因。这种现象叫做同步发电机的自激，或叫“负荷励磁”。
为什么频率变调有功，电压变调无功？
从公式f?np中可知频率的高低与发电机的转速有关，而转速n的高低又与作用60在发电机轴上的力矩平衡有关。当系统有功负载增加时，各台发电机的有功功率便要
增加，发电机轴上的阻力矩也就增大，这时如果不增加主力矩，即开大汽门、导水翼
等，则发电机的转速就要下降，频率就会降低（即系统有功不足频率低）。要维持频
率不变，也即维持转速不变，就要开大汽门、导水翼，增加主力矩，也就是调有功。
反之，当系统有功出现余额时，频率就要升高，这时就应关小汽门、导水翼。
电压的波动，主要是由无功负荷引起的，有功负荷对电压的波动也有影响，不过
其影响小一些，所谓无功不足电压低，这个不足指的是无功供不应求，即感性负载大。
感性负载对发电机产生去磁电枢反应，使气隙的磁场被削弱，端电压便降低，要使端
电压维持不变，变需要增加转子的电流以补偿去磁电枢反应部分，这就是电压变动要
调无功的道理。
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