前面分析了同步发电机对不同性负载供电时的电枢反应的情况，下面通过等效电路和向量图进一步分析发电机负载运行时各量之间的相互关系和变化规律。
当隐极式发电机接有三相对称负载时，电枢绕组中将有三相对称电流流通，这时在气隙中除转子主磁场外，还有电枢磁场。这两个磁场是独立存在的，即每个磁势各自产生自己的磁通，并且在定子绕组产生对应的电势，发电机总的电势等于这些电势的合成。这样，便得到下列磁通和对应的电势。
ⅰ。主磁通φ和电势E0。
ⅱ。电枢反应磁通φs和电势Es。
ⅲ。定子漏磁通φL和漏磁电势EL。
这些电势均滞后对应的磁通90°，并和磁通大小成正比。
因为Es是Fs产生的电势反应电势，当磁路处于不饱和状态时，Fs和φs是线性关系，则电枢反应电势Es可用Is在电抗Xs上的压降来表示，其有效值为
Es=IsXs （2-31）
用符号法表示为
Es=-jIsXs （2-32）
即Es滞后于Is90°。式中，Xs称为电枢反应电抗。电抗是说明磁场状况的电路参数。同步发电机Xs越大，说明在一定的电枢电流下，电枢磁势所产生的电枢磁场就越强，由此磁场所产生的电势Es也就越大，因此，Xs的大小反映电势反应的强弱。
对于漏磁通，由于它的路径主要是空气，故漏感应电势EL和电枢电流Is也是线性关系，其向量关系为
EL=-jIsXL （2-33）
则EL滞后于Is90°。式中，XL为定子一相绕组的漏电抗。
同理，当负载运行时，Is在定子绕组上也将产生电压降，即
U=IsR （2-34）
由于电枢三相绕组是对称的，因此，只需分析其中一相即可。
根据基尔霍夫第二定律，可列出电枢回路（如A相）的电势方程式为
E0+Es+EL=U+IsR （2-35）
或
E0=U+IsR-Es-EL
=U+IsR+jIs（Xs+XL）
=U+IsR+jIsXt （2-36）
式中 Xt——称为隐极式发电机的同步电抗，Xt=Xs+XL。
从电路角度来看，上式说明，发电机每相绕组相当于有一个电势E0和一定大小的内阻抗的电源，可用图2.110等效电路来表示。如果忽略定子绕组上的电阻压降，则发电机一相绕组中的电压平衡方程式为
E0=U+jIsXt （2-37）
其等效电路和直流发电机的等效电路相似，只不过用同步电抗Xt代替直流发电机的电枢电阻rs而已，如图2.110（c）所示。
同步电抗Xt反映了电枢反应磁场和定子漏磁场共同对定子绕组的作用。在磁路不饱和的条件下，这两个磁场对定子绕组端电压的影响，可以用电抗压降的形式来表示。
同步发电机定子一相绕组中的电压平衡关系可用向量图来表示。加热发电机供电于电感性负载，根据负载功率因素角φ，做出定子每相绕组端电压U和定子每相电流Is的向量，然后在电压向量的末端加上同步电抗压降jIsXt，它的相位超前电流Is90°，相连向量U的始端和jIsXt的末端，便得电势E0的向量，如图2.111（a）所示。
对电容性负载，因Is的相位超前于U一个φ角，用同样方法可得电容性负载的向量图，如图2.111（b）所示。由图可见它的空载电势E0比端电压U小，说明电容性负载电枢反应的助磁作用。
应当指出，上面介绍的向量图虽然没有考虑磁路饱和，但是它清楚地表面了电势、电压和电流之间的关系，这是分析发电机运行特性的基础。然而，实际发电机的磁路总是饱和的，因此，利用向量图去分析具体问题时，应加以必要的修正，使得结果更符合实际情况。
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