1.感應(yīng)電勢(shì)中的高次諧波
在同步發(fā)電機(jī)氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是難以做到完全按正炫規(guī)律發(fā)布的，一般是近似梯形發(fā)布，因此，發(fā)電機(jī)定子每相組中的感應(yīng)電勢(shì)也是非正炫的梯形波，龍崗發(fā)電機(jī)組。
根據(jù)富氏級(jí)數(shù)分析，梯形波感應(yīng)電勢(shì)可分解為
從式中可見，同步發(fā)電機(jī)每相電勢(shì)中，除基波外還包含一系列奇次諧波，其中三次諧波影響最大。
2.應(yīng)電勢(shì)波形的改善
高次諧波的存在，不僅使感應(yīng)電勢(shì)的波形變壞，而且諧波電勢(shì)在發(fā)電機(jī)中將引起額外的附加損耗，使發(fā)電機(jī)效率下降，溫升增高，同時(shí)輸電線中的高次諧波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)其附近的通信還將產(chǎn)生有害的干擾。因此，應(yīng)設(shè)法采取措施來消除高次諧波的影響。
改善發(fā)電機(jī)電勢(shì)波形的方法有：
(1)采用短繞組前面分折已知，梯形波可分解為基波和各高次諧波。在同步發(fā)電機(jī)定子繞組中，由基波磁場(chǎng)產(chǎn)生基波電勢(shì)，三次諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生三次諧波電勢(shì)，五次諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生
五次諧波電勢(shì)表示基波磁場(chǎng)和五次諧波磁場(chǎng)，圖中可知，如果基波磁場(chǎng)的極矩為t,那么，五次諧波磁場(chǎng)的極矩t=1/5t.
如果把一個(gè)y=4/5t的短距線圈放在五次諧波磁場(chǎng)中，這時(shí)短距線圈的兩條有效邊恰好處在同一極性，在短距線圈每條有效邊中，五次諧波電勢(shì)大小相等，而方向相反，對(duì)整個(gè)線圈而言，兩者串聯(lián)相互抵消，所以該線圈出線端間的五次諧波感應(yīng)電勢(shì)為零。同理，取y=6/7t，則可消除七次諧波電勢(shì)，由此可知，選擇適當(dāng)?shù)木€圈節(jié)距，就可消除或削弱感應(yīng)電勢(shì)中的高次諧波。
(2)采用分布繞組采用分布繞組，不僅使定子鐵心圓周得到充分的利用，而且還可改善電勢(shì)波形。對(duì)于分布繞組，雖然在每個(gè)瞬間各個(gè)線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)是近似梯形波，但是每個(gè)極相組幾個(gè)繞組元件串聯(lián)后，疊加后總的感應(yīng)電勢(shì)的波形就接近于正弦波形了。
(3)三次諧波的消除在同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的高次諧波中，三次諧波電勢(shì)數(shù)值最大。但由于三次諧波電勢(shì)的頻率是基波電勢(shì)頻率的三倍，因此，三相繞組中的三次諧波電勢(shì)彼此的相位差為3×120°=360°，即同相位。
如果繞組接成星形時(shí)，線電壓中的三次諧波為
uab3=ua3-ub3=0
ubc3=ub3-uc3=0
uca3=uc3-ua3=0
可見三相繞組接成星形時(shí)，它們的線電壓中是沒有三次諧波的。
如果三相繞組接成三角時(shí)，在三角形團(tuán)合回路中，總電勢(shì)為三相電勢(shì)的總和。對(duì)基波而言，由于相位彼此相差120°，因此ea1+eb1+ec1=0，在三角形回路中不會(huì)產(chǎn)生基波電流。但對(duì)三相繞組中的三次諧波，由于相位相同，于是總電勢(shì)為一相電勢(shì)的三倍，這樣大的三次諧波電勢(shì)，就會(huì)在三角形回路中產(chǎn)生很大的三次諧波電流，引起附加損耗，所以同步發(fā)電機(jī)定子繞組一般都采用星形接法。
綜上分析可知，三相定子繞組接成星形，可消除輸出電壓中的三次及其倍數(shù)的各次諧波，而適當(dāng)選擇繞組元件的節(jié)距，可減小或消除五次和七次諧波。這樣使電勢(shì)波形就接近于正弦波了。

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