同步電機在實際運行中,有多種原因可能導致振蕩。比如原動機輸入轉矩的突然變化、電網參數的改變、勵磁調節器發生故障、外部負載不穩定或突然變化等因素都能引起電機轉速、電流、電壓、功率以及轉矩的振蕩；用自同步法使同步發電機與電網并聯以及同步電動機合閘時牽入同步過程也可能引起振蕩。

電機振蕩對于電機本身及相關聯的電力系統和其它電器設備都是不利的,嚴重時可能造成電機與電力系統失去同步、中斷供電或使與電網相關聯的電器設備受到損壞。因此,了解和研究同步電機振蕩的本質有重要的實際意義。

在振蕩過程中電機的轉速不再是恒速,同步電機的方程式呈非線性,振蕩問題的分析十分復雜。

本文僅對同步電機的小值振蕩進行定性分析。所謂小值振蕩是指同步電機的功角?圍繞一個恒定值db作小幅度周期性變化(變化幅度一般為10度以下),電機轉速也圍繞著同步速作周期性變化。

小值振蕩是比較常見的,同步發電機的有功功率的調節過程、同步電動機的拉入同步過程等都伴隨有小值振蕩。

舉例來說,同步發電機與電網并聯以后,氣隙合成磁勢F受電網頻率的制約,以同步轉速n1旋轉,功角的大小僅決定于轉子的轉速及位置。參看圖19.8,設發電機起初穩定運行于a點,此時原動機的輸入功率與發電機的電磁功率相平衡,即Pa=PMa,原動機的轉矩也和發電機的電磁轉矩相平衡,即Ta=TMa?由于電網供電的需要,要求把發電機的電磁功率增大到PMb,整個調節過程為：

①增大原動機的輸出功率到Pb,原動機的轉矩也增大到Tb；

②由于DT=(Tb-TMa)>0,發電機轉子在DT?的作用下加速,功角由da開始增大,達到db?時,發電機的電磁功率也達到PMb,電磁轉矩達到TMb,并與原動機的轉矩Tb相平衡,發電機轉子的加速度變為零,但速度達到A值；

③由于慣性作用,轉子以大于同步速繼續前進,功角由db繼續增大到dc,發電機的電磁功率也增大到PMc,電磁轉矩增大到TMc?④由于DT=(Tb-TMc)<0,發電機的轉子在DT的作用下開始減速,功角由dc開始減小,達到db時,發電機的電磁功率也達到PMb,電磁轉矩達到TMb,并與原動機的轉矩Tb相平衡,發電機轉子的加速度又變為零,但速度又達到值；

⑤由于慣性作用,轉子以小于同步速前進,功角由db繼續縮小到da,發電機的電磁功率也減小到PMa,電磁轉矩減小到TMa。至此,完成了一個振蕩周期,如果沒有阻尼作用,這一過程會持續下去。

事實上,同步發電機均裝設阻尼繞組。在振蕩過程中,阻尼繞組中將出現感應電勢和電流,并形成感應轉矩。當轉子轉速高于同步速時,感應轉矩起制動作用;而當轉子轉速低于同步轉速時,感應轉矩又具有驅動作用。采用阻尼繞組能大大抑制同步電機的振蕩。