同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極之間可看成有彈性的磁力線聯(lián)系。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，功角將增大，就是磁力線被拉長(zhǎng)；當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，功角將減小，就是磁力線被縮短。當(dāng)負(fù)載遭遇變化時(shí)，由于轉(zhuǎn)子有慣性，轉(zhuǎn)子功角不會(huì)立刻穩(wěn)定在新數(shù)值上，會(huì)在新的穩(wěn)定值左右要經(jīng)過很多次擺動(dòng)，這樣的情況就叫同步發(fā)電機(jī)的振蕩。
振蕩有兩種類型：一種是振蕩幅度越來越小，功角的擺動(dòng)逐漸衰減，最后穩(wěn)定在某一新的功角下，仍以同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，稱為同步振蕩；另一種是振蕩的幅度越來越大，功角不斷增大，直至脫出穩(wěn)定范圍，使發(fā)電機(jī)失步，發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行，稱為非同步振蕩。
發(fā)電機(jī)振蕩或失步時(shí)的現(xiàn)象
a）定子電流表指示超出正常值，且往復(fù)劇烈運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)楦鞑⒘须妱?shì)間夾角發(fā)生了變化，出現(xiàn)了電動(dòng)勢(shì)差，使發(fā)電機(jī)之間流過環(huán)流。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擺動(dòng)，使電動(dòng)勢(shì)間的夾角時(shí)大時(shí)小，力矩和功率也時(shí)大時(shí)小，因而造成環(huán)流也時(shí)大時(shí)小，故定子電流的指針就來回?cái)[動(dòng)。這個(gè)環(huán)流加上原有的負(fù)荷電流，其值可能超過正常值。
b）定子電壓表和其他母線電壓表指針指示低于正常值，且往復(fù)擺動(dòng)。這是因?yàn)槭Р桨l(fā)電機(jī)與其他發(fā)電機(jī)電勢(shì)間夾角在變化，引起電壓擺動(dòng)。因?yàn)殡娏鞅日r(shí)大，壓降也大，引起電壓偏低。
c）有功負(fù)荷與無功負(fù)荷大幅度劇烈擺動(dòng)。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)在未失步時(shí)的振蕩過程中送出的功率時(shí)大時(shí)小，以及失步時(shí)有時(shí)送出有功，有時(shí)吸收有功的緣故。
