すべての回転電機はファラデーの法則に基づいて動作します。 すべての電気機械は、磁場とそれらの間の相対運動を持つコイル（電機子として知られている）を必要とします。 交流発電機の場合には磁界を作り出すために、私達は棒に電気を供給し、出力電力は電機子から取られます。 界磁と電機子の間の相対運動のために、電機子の導体は磁場の磁束を切断し、それ故にこれらの電機子導体との磁束結合が変化するであろう。 ファラデーの電磁誘導の法則によれば、電機子に誘導される起電力があるでしょう。 したがって、負荷が電機子端子に接続されるとすぐに、電機子コイルに電流が流れます。
電機子導体に電流が流れ始めるとすぐに、この電流がオルタネータ（または同期発電機）の主界磁束に1つの逆効果があります。 この逆の効果は交流発電機または同期発電機の電機子反作用と言われます。 言い換えれば、回転子の磁場極によって生成される磁束に対する電機子（固定子）磁束の影響は電機子反応と呼ばれます。
電流を運ぶ導体がそれ自身の磁場を生成することはすでにわかっており、この磁場はオルタネータの主磁場に影響を与えます。
主磁場を歪ませるか、主磁場磁束を減少させるか、またはその両方の2つの望ましくない影響があります。 それらは機械の性能を悪化させる。 フィールドが歪んで取得すると、それはクロス磁化効果として知られています。 そして、磁場磁束が減少すると、それは消磁効果として知られています。
電気機械的エネルギー変換は、媒体としての磁場を介して行われます。 電機子導体と主磁場との間の相対運動のために、その大きさが相対速度および磁束に依存する電機子巻線に起電力が誘導される。 電機子反応のために、磁束が減少または歪まれ、誘導される正味の起電力も影響を受け、したがって機械の性能が低下する。
オルタネータにおける電機子反応
オルタネータでは、他のすべての同期機と同様に、電機子反応の効果は力率、すなわち端子電圧と電機子電流との間の相関係に依存する。
無効電力（遅れ）は磁場エネルギーであるため、発電機が遅れ負荷を供給する場合、これは負荷に磁気エネルギーを供給していることを意味します。 この力が同期機の刺激から来るので、純無効電力は発電機で減ります。
したがって、電機子反応は消磁されています。 同様に、電機子反応は、発電機が先行負荷を供給し（先行負荷が先行VARを取るように）、その代わりに遅れVAR（磁気エネルギー）を発電機に与えるときに磁化効果 全く抵抗負荷の場合には、電機子反作用は交差磁化だけです。
交流発電機または同期発電機の電機子反作用は交流発電機の電機子巻上げを渡る位相角、固定子の電機子流れおよび引き起こされた電圧に、
これら二つの量の位相差、すなわち 電機子電流と電圧は–90oから+90o
まで変化する可能性がありますこの角度がθの場合、,
交流発電機の電機子反作用に対するこの角度の実際の効果を理解するためには、私達は3つの標準的な場合を考慮します,
- 力率の交流発電機のθ=0
- 時θ=90o
- 時θ=–90o
電機子反作用単一性の力率の
で電機子流れIと誘発されたemf E間の角度は、ゼロです。 つまり、電機子電流と誘導起電力は同じ位相にあります。 しかし、電機子に誘導される起電力は、電機子導体とリンクされた主電界磁束の変化によるものであることを理論的に知っています。
界磁が直流によって励起されると、主界磁束は界磁磁石に対して一定になりますが、交流発電機の界磁と電機子の間には相対運動があるため、電機子 電機子に関するオルタネータの主電界磁束を
として表すことができる場合、電機子を横切る誘導起電力Eは、d φ f/dtに比例します。
したがって、これらの上記の式（1）および（2）から、φ fと誘導起電力Eとの間の角度は90oであることが明らかである。
さて、電機子磁束φ aは電機子電流Iに比例するため、電機子磁束φ aは電機子電流Iと同相である。
再び単一の電力係数IおよびEは同相である。 したがって、この条件では、電機子磁束は誘導起電力Eと同相であり、界磁磁束はEと直交しているため、電機子磁束φ aは主界磁束φ fと直交しています。
この二つのフラックスは互いに垂直であるため、単一力率におけるオルタネータの電機子反応は純粋に歪曲型または交差磁化型である。
電機子磁束が主磁場磁束を垂直に押すため、極面下の主磁場磁束の分布は均一に分布しない。 後続極先端の下の磁束密度は幾分増加し、一方、先行極先端の下では減少する。
遅れゼロ力率でのオルタネータの電機子反応
遅れゼロ電力力率では、電機子電流は電機子の誘導起電力に対して90o遅れます。
主電界磁束による電機子コイルに誘導される起電力として、emfは主電界磁束を90oリードします。式（1）から、電界磁束は次のようになります。,
したがって、wt=0では、Eは最大であり、φ fはゼロである。
wt=90oにおいて、Eはゼロであり、φ fは最大値を有する。
wt=180oにおいて、Eは最大であり、φ fはゼロである。
wt=270oにおいて、Eはゼロであり、φ fは負の最大値を有する。
ここで、φ fはeより前に最大値90oを得たので、φ fはEを90oリードします。
さて、電機子電流Iは電機子磁束φ aに比例し、IはEを90o遅れます。したがって、φ aはEを90o遅れます。
したがって、電機子磁束φ fはEを90oリードしていると結論づけることができます。
したがって、電機子磁束と界磁磁束は互いに正反対に作用します。 したがって、遅れゼロ力率でのオルタネータの電機子反応は純粋に消磁タイプです。 つまり、電機子磁束は主磁場磁束を直接弱めることになります。
主要な力率の交流発電機の電機子反作用
主要な力率の状態で、電機子流れ”I”は角度90oによって誘導されたemf Eを導きます。この場合、電機子磁束と界磁磁束の両方がリードしているように、誘導起電力Eは90Oによって、界磁磁束と電機子磁束が同じ方向にあると言えます。 したがって、得られた磁束は、単に電界磁束と電機子磁束の算術和です。 したがって、最後に、純粋に主要な電力係数によるオルタネータの電機子反応が磁化タイプであると言える。
電機子反応の性質
- 電機子反応磁束は大きさが一定であり、同期速度で回転します。
- 電機子反応は、発電機が単一力率で負荷を供給するときに交差磁化されます。
- 発電機が主要な力率で負荷を供給するとき電機子反作用は部分的に減磁し、部分的に交差磁化しています。
- 発電機が主要な力率で負荷を供給するとき電機子反作用は部分的にmagnetisingおよび部分的に交差magnetisingです。
- 電機子磁束は主磁場磁束とは独立して作用します。