Работа синхронного генератора в режиме холостого хода.

При холостом ходе СГ индуктор вращается, а внешняя цепь генератора разомкнута, поэтому ток якоря отсутствует также как и создаваемое этим током магнитное поле. Магнитное поле в зазоре машины будет создаваться только током в обмотке возбуждения в индукторе. Магнитный поток такого поля состоит из основного потока и потока рассеяния. Основной магнитный поток индуцирует в обмотке якоря ЭДС.

К этой ЭДС и напряжению на зажимах генератора предъявляется требование, чтобы их форма приближалась к синусоидальной, так как при линейном характере магнитной цепи и нагрузки ток в якоре будет также синусоидальным. По ГОСТу коэффициент гармоник линейного напряжения в трёхфазных генераторах частоты 50 Гц должен быть не более 5 % при мощности выше 100 кВ∙А и не более 10 % при мощности до 100 кВ∙А.

В явнополюсных генераторах для получения ЭДС, близкой к синусоиде, зазор под полюсными наконечниками делают неравномерным: к краям наконечника этот зазор увеличивается в 1,5–2 раза по сравнению в середине. При этом распределение основного поля B_δ в зазоре машины будет практически синусоидальным.

В роторах неявнополюсных генераторов в каждом полюсном делении по середине делают промежуток ≈ τ/3, в котором пазы и обмотка отсутствуют. Основная МДС F_в будет иметь трапецеидальное (и близкое к синусоиде) распределение.

Действующее значение ЭДС рассчитывается также как и в АМ:

Для улучшения формы ЭДС в СМ применяют укорочение шага и распределение обмотки якоря. В крупных многополюсных машинах используют обмотки с дробным q.

Важной характеристикой СМ является характеристика холостого хода E(I_в) при ω = const. Эта характеристика позволяет оценить насыщение магнитной цепи, и по ней строят векторные диаграммы и другие характеристики.

При I_в = 0 E = E_ост, при больших токах I_в E = const (насыщение).