發電機分為DC發電機和交流發電機。後者可分為同步發電機和異步發電機。同步發電機是現代電站中最常用的。這種發電機由DC電流激勵，既能提供有功功率，又能提供無功功率，能滿足各種負荷的需要。異步發電機由於沒有獨立的勵磁繞組，結構簡單，操作方便，但不能向負載提供無功功率，還需要從連接的電網中吸取滯後磁化電流。因此，異步發電機必須與其他同步電動機並聯或與相當數量的電容器並聯。這就限制了異步發電機的應用範圍，只能用於小型自動化水電站。20世紀50年代以前，DC用於城市電車、電解、電化學等行業的電源大多采用DC發電機。但DC發電機有換向器，結構復雜，制造耗時，價格昂貴，易出故障，維護困難，效率不如交流發電機。因此，自大功率可控整流器問世以來，出現了用交流電源通過半導體整流獲得DC功率來代替DC發電機的趨勢。
根據使用的原動機不同，同步發電機分為三種類型:渦輪發電機、水輪發電機和柴油發電機。它們在結構上的相似之處是，除了小型電機是用永磁體產生磁場外，壹般的磁場都是用DC電流勵磁線圈產生，勵磁線圈放在轉子上，電樞繞組放在定子上。由於勵磁線圈電壓低，功率小，出線端子只有兩個，容易通過滑環引出；但電樞繞組電壓高，功率大，采用三相繞組，有三根或四根引線，方便套在定子上。發電機的電樞(定子)鐵芯由矽鋼片層壓而成，以減少鐵耗。轉子芯可以由整體鋼塊制成，因為通過的磁通量是恒定的。在大型電機中，由於轉子承受強大的離心力，制造轉子的材料必須是優質鋼。
發電機
【編輯本段】1。概觀
電能是現代社會最重要的能源之壹。發電機是壹種將其他形式的能量轉化為電能的機械裝置。它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將水流、氣流、燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能並輸送給發電機，發電機再將其轉化為電能。發電機廣泛應用於工農業生產、國防、科技和日常生活中。
發電機的形式有很多種，但它們的工作原理都是基於電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的壹般原理是:用適當的導磁導電材料形成磁路和電路，進行相互電磁感應，從而產生電磁動力，達到能量轉換的目的。
發電機的分類可總結如下:
發電機{DC發電機，交流發電機{同步發電機，異步發電機(很少使用)
交流發電機也可分為單相發電機和三相發電機。
【編輯本段】2。結構和工作原理
發電機通常由定子、轉子、端蓋、機座和軸承組成。
定子由機座、定子鐵芯、繞線繞組和固定這些部件的其他結構部件組成。
轉子由轉子鐵芯(帶磁扼流圈和磁極繞組)、滑環(又稱銅環和集電環)、風扇和轉軸組成。
發電機的定子和轉子通過軸承和端蓋連接裝配，使轉子在定子內轉動，做切割磁力線的運動，產生感應電勢，通過端子引出，接入回路，產生電流。
渦輪發電機和渦輪匹配發電機。為了獲得更高的效率，汽輪機壹般都是高速制造的，通常是3000轉/分(頻率為50赫茲)或3600轉/分(頻率為60赫茲)。核電站汽輪機轉速低，但也在1500轉/分以上。為了減小離心力和風摩擦損失引起的機械應力，高速汽輪發電機的轉子直徑壹般較小，長度較大，即采用細長轉子。尤其是3000轉以上的大容量高轉速機組，轉子直徑受材料強度的嚴格限制，壹般不能超過1.2m..轉子體的長度受到臨界速度的限制。當本體長度達到直徑的6倍以上時，轉子的第二臨界轉速將接近電機的運行轉速，運行時可能出現較大的振動。因此，大型高速汽輪發電機的轉子尺寸受到嚴格限制。壹臺65438+10萬千瓦的風冷電機轉子尺寸已經達到上述極限尺寸。再次增加電機容量，只有增加電機的電磁負載才能實現。因此，必須加強電機的冷卻。因此，50 ~ 65438+萬千瓦的汽輪發電機都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術。70年代以來，汽輪發電機最大容量達到1.30 ~ 1.5萬千瓦。1986以來，高臨界溫度超導材料的研究取得了重大突破。超導技術有望在汽輪發電機上得到應用，這將在汽輪發電機發展史上產生新的飛躍。
【編輯本段】3。水輪發電機
由水輪機驅動的發電機。由於水電站的自然條件不同，水輪發電機組的容量和轉速千差萬別。通常，由沖擊式水輪機驅動的小型水輪發電機和高速水輪發電機多采用臥式結構，大中型轉速發電機多采用立式結構(見圖)。由於大多數水電站遠離城市，通常需要通過較長的輸電線路向負荷供電。因此，電力系統對水輪發電機的運行穩定性提出了更高的要求:需要精心選擇電機參數；對轉子的轉動慣量有很大的要求。因此，水輪發電機的外觀與汽輪發電機不同，其轉子直徑大，長度短。水輪發電機組啟動並網時間短，運行調度靈活。除壹般發電外，特別適用於調峰機組和應急備用機組。水輪發電機組最大容量已達70萬千瓦。
柴油發電機由內燃機驅動的發電機。啟動快，操作簡單。而內燃機發電成本高，所以柴油發電機組主要作為應急備用電源，或者在移動電站和壹些大電網尚未到達的地區使用。柴油發電機的轉速通常在1000轉/分以下，容量在幾千瓦到幾千千瓦之間，特別是200千瓦以下的機組。它制造起來相對簡單。柴油機軸的輸出扭矩周期性波動，因此發電機工作在劇烈振動的條件下。因此，柴油發電機的結構部件，尤其是轉軸，應具有足夠的強度和剛度，以防止這些部件因振動而斷裂。此外，為了防止發電機因轉矩脈動而以不均勻的角速度轉動，造成電壓波動和閃燈，柴油發電機的轉子也要求有較大的轉動慣量，軸系的固有扭振頻率應與柴油機轉矩脈動中任意交流分量的頻率相差20%以上，以避免* * *振動和斷軸事故。
柴油發電機組主要由柴油機、發電機和控制系統組成。柴油機和發電機有兩種連接方式。壹種是柔性連接，即兩部分通過聯軸器對接，另壹種是剛性連接，用高強度螺栓將發電機剛性連接件與柴油機飛輪盤連接而成。目前剛性連接比較多。柴油機和發電機連接後，安裝在公共底盤上，然後安裝各種傳感器，比如水溫傳感器。通過這些傳感器，柴油機的運行狀態被顯示給操作者，通過這些傳感器，可以設定壹個上限。當達到或超過這個極限時，控制系統會提前報警。此時，如果操作人員不采取措施，控制系統將自動停止機組，柴油發電機組將采取這種方式保護自己。傳感器起著接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是機組本身的控制系統。
【編輯本段】4。風力渦輪機原理
它是將風能轉化為機械功的動力機，也稱風車。從廣義上講，它是以太陽為熱源，以大氣為工質的熱能利用發動機。風力發電使用自然能源。比柴油發電好多了。但如果在緊急情況下使用，還是不如柴油發電機。風力發電不能算備用電源，但可以長期使用。
風力發電的原理是利用風力帶動風車葉片轉動，然後通過增速器提高轉速，推動發電機發電。按照現在的風車技術，每秒三米左右的微風速度(微風的程度)就可以開始發電。
風力發電正在成為世界的熱潮。風力發電沒有燃料問題，也沒有輻射和空氣汙染。
風力發電在芬蘭、丹麥等國家很受歡迎；中國在西部地區也大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但並不僅僅是由壹個發電機頭組成，而是壹個具有壹定科技含量的小系統:風力發電機+充電器+數字逆變器。風力渦輪機由機頭、轉子、尾部和葉片組成。每個部分都很重要，每個部分的作用如下:葉片用來接收風力，通過機頭轉化為電能；尾翼使葉片始終面向來風的方向，以獲得最大的風能；旋翼可以使機頭靈活轉動，實現調整尾翼方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。
由於風量不穩定，風力發電機輸出的是13 ~ 25V交流電，必須經過充電器整流，然後給蓄電池充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然後用帶保護電路的逆變電源將電池中的化學能轉化為交流220V市電，保證穩定使用。
通常人們認為風力發電的功率完全由風機的功率決定，總想買更大的風機，這是不正確的。目前風力發電機只給電池充電，電池儲存電能。人們最終使用電力的大小與電池的大小關系更為密切。力量主要取決於風量，而不僅僅是鼻子的力量。在內地，小型風力發電機會比大型更適合。因為更容易被小風量帶動發電，所以持續的小風會比暫時的強風供給更多的能量。沒有風的時候，人們仍然可以正常使用風帶來的電能，也就是說，壹臺200W的風力發電機，通過大電池和逆變器的配合，也可以獲得500W甚至1000W甚至更多的功率輸出。
風力發電機的使用就是不斷的將風能變成我們家庭使用的標準商用電，其節約程度顯而易見。壹個家庭壹年的用電量只需要20元電池液的價格。然而，現在的風力渦輪機的性能與幾年前相比有了很大的提高。以前，它只在少數偏遠地區使用。風力發電機直接由15W燈泡供電，忽明忽暗，經常損壞燈泡。現在由於技術進步和先進充電器、逆變器的使用，風力發電已經成為壹個具有壹定科技含量的小系統，在壹定條件下可以替代正常的市電。山區可以用這個系統做壹個常年不花錢的路燈；高速公路可以在晚上用它做路標燈；山區的孩子晚上可以在日光燈下自習；風力發電機還可以用在城市的小高層建築的屋頂上，不僅經濟，而且是真正的綠色電源。家用風力發電機不僅可以防止停電，還可以增加生活情趣。在旅遊景點、邊防、學校、部隊甚至落後山區，風力發電機正成為人們購買的熱點。無線電愛好者可以利用自己的技術在風力發電方面為山區人民服務，讓人們可以和城市同步看電視、用電照明，也可以通過勞動讓自己富裕起來。
【編輯本段】5。柴油發電機原理
柴油機帶動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。
在柴油機氣缸內，經空氣濾清器過濾後的潔凈空氣與燃油噴嘴噴出的高壓霧化柴油充分混合。在活塞向上的擠壓下，體積減小，溫度迅速上升，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞向下運動，稱為‘做功’。每個氣缸按照壹定的順序依次做功，作用在活塞上的推力通過連桿變成推動曲軸轉動的力，從而帶動曲軸轉動。
當無刷同步交流發電機與柴油發動機的曲軸同軸安裝時，發電機的轉子可以由柴油發動機的旋轉驅動。發電機利用‘電磁感應’原理，通過閉合的負載回路，輸出感應電動勢，產生電流。
這裏只描述發電機組最基本的工作原理。為了獲得可用和穩定的功率輸出，需要壹系列柴油機和發電機控制和保護裝置和電路。
柴油發電機組是壹種小型發電設備，主要指30KW以下的發電機組，是指以柴油為燃料，以柴油機為原動機，帶動發電機發電的動力機械。整個機組壹般由柴油機、發電機、控制箱、油箱、起動和控制用蓄電池、保護裝置、應急櫃等部件組成。整體可以固定在基礎上定位使用，也可以安裝在拖車上移動使用。柴油發電機組屬於間斷運行發電設備。如果連續運行超過12h，其輸出功率將比額定功率低90%左右。柴油發電機組雖然功率較低，但由於其體積小、靈活輕便、設施齊全、操作維護方便，廣泛應用於礦山、鐵路、野外場地、道路交通維護、工廠、企業、醫院等部門作為備用電源或臨時電源。同時，這種小型發電機組還可以作為小型移動電站，成為很多企業的備用電源。
[編輯本段]6。類型
由於壹次能源的形式不同，可以制造不同的發電機。
利用水資源和水輪機的配合，可以制造水輪發電機；由於水庫容量和水頭差不同，可以制造不同容量和轉速的水輪發電機。
利用煤、石油和其他資源，加上鍋爐和渦輪蒸汽機，就可以制造出渦輪發電機。這些發電機大多是高速電機(3000轉/分)。
此外，還有各種利用風能、原子能、地熱能和潮汐能的發電機。
此外，發電機因工作原理不同，又分為DC發電機、異步發電機和同步發電機。目前廣泛使用的大型發電機是同步發電機。
[編輯本段]7。鼓式DC發電機的使用註意事項
1.發電機的購買和使用應符合銘牌上的技術要求，如電壓、功率和額定輸出電流。例如，對於收獲-27型拖拉機和東方紅-40型拖拉機，常用150W發電機，額定輸出電流為13A；鐵牛-55拖拉機用220W發電機，額定輸出電流18A。
2.拖拉機用的發電機通常是並激式的，也就是說發電機的勵磁線圈是並聯的，所以壹端總是通過外殼與電樞線圈相連，所以壹端總是通過外殼與電樞線圈相連。如果發電機中勵磁線圈通過外殼與電樞線圈相連，則稱為內部接地(圖5-1)，稱為“內部接地發電機”；如果勵磁線圈通過調節器在發電機外部接地(圖5-2)，則稱為“外部接地發電機”。目前，國內拖拉機使用的DC發電機都是內部接地的。接線時，壹定要將勵磁線圈的引線與接地的碳刷架連接起來，這樣就不會有電流流過勵磁線圈，發電機就不會發電。另外，部分進口拖拉機采用外置接地發電機。如果改為內部接地發電機，只需改變發電機勵磁線圈的抽頭連接即可。
3.發電機外殼上的兩個端子壹般標有“電樞”和“磁場”字樣。如果文字沒有明確標註，可以用以下方法識別。
1)電樞端子:直徑比較大；它連接到壹個絕緣刷握。
2)磁場端子:直徑較小；磁場線圈的壹端壓在上面。
4.拖拉機上的發電機由發動機驅動，所以旋轉方向是確定的。如果發電機在維修時反方向旋轉，就不會發電。這是因為正轉時電樞線圈在磁場作用下感應出的電流通過調節器與勵磁線圈相通。勵磁線圈的磁場方向與鐵芯剩磁方向相同，所以磁場不斷加強，電壓迅速上升。反轉時電流方向與正轉時相反，使勵磁線圈通電後磁場方向與鐵芯剩磁方向相反，磁場越來越弱，使發電機無法發電。
5.發電機電樞空載短路時，發電機不會燒壞。這是因為拖拉機用的DC發電機都是並聯勵磁。當發電機工作在額定功率時，電樞繞組產生的大部分電流輸出到外電路，小部分電流輸入到勵磁繞組產生磁場。當電樞端子與外殼短路時，發電機電流迅速增加。此時，電機中出現很大的壓降和強烈的電樞反應，使輸出電壓急劇下降，勵磁電流迅速消失，發電機電壓趨近於零。因此，當電樞端子與外殼短路時，發電機不會被燒壞。
6.在使用中，有時會發現發電機的極性突然改變(即電流的方向改變)。這是因為當輸出電流突然增大時，電機內部強烈的電樞反應改變了鐵芯的剩磁方向。在這種情況下，必須改變它，使充電電路正常工作。改變方法是:將電池正極與外殼連接，負極接觸磁場端子2-3秒，可以改變磁極鐵芯的剩磁方向。(在正極接地的系統中)。有時在檢修中使用電池作為電源，用火花跳躍法檢查勵磁線圈故障時，如果不註意接線的極性，就把電池的負極當作接地極，改變了勵磁線圈的電流方向，從而改變了鐵芯的剩磁方向。由於剩磁方向的改變，發電機電壓的極性也隨之改變。這壹點要註意。
7.DC發電機換向器銅片之間的雲母片壹般比銅片低。這是因為銅片比雲母片磨損的快，使用壹段時間後雲母片會比換向器銅片高，這樣碳刷就會懸空。這樣換向器和碳刷之間就會出現強烈的火花。為了避免這種現象，換向器打磨後，要用鋸片將換向器銅片下0.8 mm左右的雲母切掉。但有些DC發電機，如ZF-28、ZF-33，換向器銅片之間用的是人造雲母，和銅片磨損率差不多，所以出廠時不必把雲母片切得很低。
[編輯本段]8。同步發電機
同步電動機作為發電機運行。它是最常用的交流發電機。在現代電力工業中，廣泛應用於水力發電、火力發電、核能發電和柴油發電。由於同步發電機壹般采用DC勵磁，當它們獨立運行時，通過調節勵磁電流可以很容易地調節發電機的電壓。如果並入電網，電壓由電網決定，不能改變。此時調節勵磁電流的結果就是調節電機的功率因數和無功功率。
同步發電機的定子和轉子結構與同步電動機相同，壹般采用三相形式，只有在壹些小型同步發電機中，電樞繞組采用單相。
運行特性:空載特性和負載運行特性表征了同步發電機的性能。這些特性是用戶選擇發電機的重要依據。
空載特性發電機不接負載時，電樞電流為零，稱為空載運行。此時電機定子的三相繞組只有勵磁電流If感應出的空載電動勢E0(三相對稱)，其大小隨著If的增大而增大。但由於電機磁芯飽和，兩者不成正比(圖1)。反映空載電動勢E0與勵磁電流If關系的曲線稱為同步發電機空載特性。
電樞反應當發電機接入對稱負載時，電樞繞組中的三相電流會產生另壹個旋轉磁場，稱為電樞反應磁場。它的轉速剛好等於轉子的轉速，兩者同步旋轉。
同步發電機電樞反應磁場和轉子勵磁磁場都可以近似認為是正弦分布。它們之間的空間相位差取決於空載電動勢E0與電樞電流I之間的時間相位差，電樞反應磁場也與負載情況有關。當發電機負載為感性時，電樞反應磁場起退磁作用，會導致發電機電壓降低；當負載為容性時，電樞反應磁場起助磁作用，會提高發電機的輸出電壓。
負荷運行特性主要指外部特性和調節特性。外特性是在額定轉速、勵磁電流和負載功率因數不變的情況下，發電機端電壓U和負載電流I的關系，如圖2所示。調節特性是轉速和端電壓為額定值，負載功率因數不變時，勵磁電流If和負載電流I的關系，如圖3所示。圖2還顯示了三種負載:阻性、容性和感性。由於電樞反應磁場的影響不同，三者的曲線也不同。在外特性中，電壓從空載到額定負載的變化程度稱為電壓變化率△U，常用的百分數表示為
同步發電機的電壓變化率約為20 ~ 40%。壹般工業和生活負荷要求電壓基本保持不變。因此，隨著負載電流的增加，勵磁電流必須相應調整。圖3顯示了三種不同負載下的調整特性。雖然調節特性的變化趨勢與外部特性相反，但對於感性和純阻性負載，調節特性會上升，但對於容性負載，調節特性壹般會下降。
結構與分類同步發電機的結構按其轉速可分為高速和低(中)速。前者多用於火力發電廠和核電站；後者大多與低速水輪機或柴油發動機有關。結構上，高速同步發電機多采用隱極轉子，低(中)速同步發電機多采用凸極轉子。
高速同步發電機由於大多數發電機與原動機同軸聯動，火力發電廠采用高速汽輪機作為原動機，所以汽輪發電機通常采用高速二極電機，轉速為3000轉/分(電網頻率為60 Hz時為3600轉/分)。核電站多采用四極電機，轉速為1500 rpm(電網頻率為60 Hz時為1800 rpm)。為了滿足高速大功率的要求，高速同步發電機采用隱極轉子和特殊的冷卻系統。
①隱極轉子:外形為圓柱形，在圓柱面上開槽放置DC勵磁繞組，並用金屬槽楔緊固，使電機具有均勻的氣隙。由於高速旋轉時離心力巨大，要求轉子具有較高的機械強度。隱極轉子壹般由高強度合金鋼壹體鍛造而成，槽形壹般為開口形，以便安裝勵磁繞組。每極距中約1/3部分未開槽，形成大齒；其余牙齒較窄，稱為小齒。大齒中心是轉子磁極的中心。有時大齒也開壹些較小的通風槽，但繞組不嵌；有時在槽底銑壹個窄而淺的槽作為通風槽。隱極轉子在轉子體的軸向兩端還設有金屬擋圈和中心環。擋圈是由高強度合金制成的厚壁圓筒，保護勵磁繞組端部不被巨大離心力甩出；中心環用於防止繞組端部的軸向移動，並支撐擋圈。此外，為了使勵磁電流流入勵磁繞組，集電環和電刷也安裝在電機軸上。
(2)冷卻系統:由於電機中的能量損失與電機的體積成正比，其大小與電機線性公制級別的三次冪成正比，而電機冷卻面的大小只是電機線性公制級別的二次冪。因此，當電機尺寸增大時(受材料限制，需要增大尺寸來增加容量)，電機單位表面需要散發的熱量會增加，電機的溫升也會增加。在高速汽輪發電機中，離心力會在轉子表面和轉子中心孔表面產生很大的切向應力，轉子直徑越大，應力越大。因此，在鍛造材料的許用應力極限範圍內，2極汽輪發電機轉子體直徑不應超過1250 mm，要提高大型汽輪發電機的容量，只有增加轉子體的長度(即采用細長轉子)，增加電磁載荷才能解決。目前旋翼長度可以達到8米，已經接近極限。要繼續提高單機容量，只能增加電機的電磁負載。這使得大型汽輪發電機的加熱和冷卻問題尤為突出。因此，已經開發了多種冷卻系統。對於5萬千瓦以下的汽輪發電機，往往采用閉路空冷系統，電機中的風扇對發熱部件進行吹風降溫。50 ~ 60萬千瓦發電機廣泛采用氫冷。氫氣(純度99%)的散熱性能優於空氣。用它代替空氣不僅散熱效果好，還能大大降低電機的通風摩擦損耗，從而顯著提高發電機的效率。但采用氫冷卻時必須采取防爆、防漏措施，使得電機結構更加復雜，增加了電極材料的消耗和成本。此外，液體介質也可用於冷卻。比如水的相對制冷量是空氣的50倍，需要的水的流量比空氣小很多。因此，在線圈中使用壹部分空心導線，在導線中使用冷卻水，可以大大降低電機的溫升，延緩絕緣老化，延長電機的壽命。1956年，英國首創第壹臺12000 kW定子線圈水冷汽輪發電機。1958年，浙江大學和上海電機廠首先研制出第壹臺12000 kW雙水內冷汽輪發電機，定子和轉子線圈采用水內冷，為這種冷卻方式奠定了基礎。在世界壹些國家，水內冷卻技術也廣泛應用於大容量電機，並已制造出幾十萬到上百萬千瓦的巨型發電機。變壓器油除水冷外，還可作為液體冷卻介質，其相對導熱系數約為水的40%，絕緣性能好，可將發電機額定電壓提高到數萬伏，從而節省升壓變壓器的投資。近年來，以氟利昂為冷卻介質的蒸發冷卻技術仍在研究中。氟利昂絕緣性好，容易氣化。利用其氣化潛熱冷卻電機是壹個有意義的探索方向。
低速同步發電機多由低速水輪機或柴油機驅動。電機的極數從4到60不等，甚至更多。對應轉速為1500 ~ 100轉及以下。由於轉速低，壹般采用對材料和制造工藝要求不高的凸極轉子。
凸極轉子的每個磁極通常由1 ~ 2mm厚的鋼板制成，用鉚釘組裝成壹個整體，磁極上套有勵磁繞組(圖4)。勵磁繞組通常由扁平銅線制成。阻尼繞組通常安裝在磁極的極靴上。它是極靴阻尼槽內的裸銅條與兩端焊接的銅環形成的短路。磁極固定在轉子軛上，轉子軛由鑄鋼制成。凸極轉子可分為臥式和立式。由內燃機或沖動式渦輪機驅動的同步電機、同步攝像機和發電機大多采用臥式結構；低速大容量水輪發電機采用立式結構。
臥式同步電動機的轉子主要由主極、磁軛、勵磁繞組、滑環和轉軸組成。其定子結構類似於異步電動機。垂直結構必須承受機組旋轉部分的重力和推力軸承承受的水的向下壓力。在大容量水輪發電機中，這個力可高達40-50兆牛頓(約相當於4000-5000噸的重力)，所以這種推力軸承結構復雜，加工工藝和安裝要求很高。根據推力軸承的放置位置，立式水輪發電機分為懸掛式和傘式。懸浮推力軸承置於上機架的上部或中部，在轉速較高、轉子直徑與鐵心長度之比較小的情況下，機械穩定。傘狀推力軸承放在轉子下部的下機架上，或者放在汽輪機的頂蓋上。承重架是較小的下機架，可以節省大量鋼材，降低發電機和廠房離底座的高度。
同步發電機的並聯運行大多數同步發電機並聯運行，並網發電。並聯運行的同步發電機必須在頻率、電壓和相位上保持壹致。否則，在並聯切換的瞬間發電機之間會產生內環流，造成擾動，嚴重時甚至損壞發電機。但兩臺發電機並聯運行前，壹般來說，其頻率和電壓的大小和相位並不完全相同。為了使同步發電機並聯運行，首先必須有壹個同步並聯過程。同步並置的方法可分為準同步和自同步。同步發電機投入並聯運行後，各發電機的負荷分配取決於發電機的速度特性。通過調節原動機的調速器，改變發電機組的速度特性，可以改變每臺發電機的負荷分配，控制每臺發電機的發電量。通過調節每臺發電機的勵磁電流，可以改變每臺發電機的無功分布，調節電網電壓。
準同期並列通過調整其原動機的轉速，改變發電機的勵磁，使待投入運行的勵磁發電機與運行中的發電機的頻率差小於0.1 ~ 0.5%。當兩機電壓相位差不超過10時，兩機可自動拉成同步運行。準同步並置操作可以手動進行，也可以通過自動裝置進行。
自同步並網是將待並網的發電機轉速調整到電網同步轉速，在無勵磁的情況下接通並聯，然後加入勵磁，依靠發電機與電網之間的環流和相應的電磁轉矩，將發電機快速拉入同步。采用自同步並列時，調節發電機轉速和電壓以及選擇合閘時刻所需的時間減少，因此並列過程更快，特別適用於電力系統事故時機組的緊急投入。但這種方式在並聯合閘瞬間電流沖擊比較大，會使電網電壓短時間下降，電機繞組端部承受較大的電磁力。