電樞繞組不帶任何負(fù)載時的運行情況，稱為空載運行?？蛰d運行是同步發(fā)電機(jī)最簡單的運行方式，其氣隙磁場由轉(zhuǎn)子磁勢單獨建立，分析較為簡單。
一、空載氣隙磁場
凸極電機(jī)：氣隙不均、徑向磁密分布近似于平頂?shù)牟ㄐ?、中線上磁密為0、磁密分解出空間基波和諧波。偏心氣隙可以使氣隙磁密分布接近正弦。
隱極電機(jī)：氣隙視為均勻、勵磁磁勢分布為階梯形、齒槽影響與磁密波動。合理地選擇大齒的寬度可以使氣隙磁密分布接近正弦。
感應(yīng)電勢的波形和大小與氣隙磁密的分布形狀及幅值大小緊密相關(guān)，在設(shè)計和制造電機(jī)時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以獲得盡可能接近正弦分布的氣隙磁密，從而得到品質(zhì)較高的感應(yīng)電勢。
二、空載特性
空載特性： n=n1, ia=0時, e0=f(if), e0∝ff，if∝ff
空載特性e0=f(if)與電機(jī)磁路的磁化曲線fff(ff)具有類似的變化規(guī)律。
當(dāng)if較小時，ff較小，磁路不飽和，e0=f(if)呈直線（將其延長后的射線稱為氣隙線）。
if增大時，磁路逐漸飽和，磁化曲線開始進(jìn)入飽和段。
為了合理地利用材料，空載額定電壓un一般設(shè)計在空載特性的彎曲處。
空載特性可以通過計算或試驗得到。試驗測定的方法與直流發(fā)電機(jī)類似。
同步電機(jī)的空載特性也常用標(biāo)么值表示，空載電勢以額定電壓un為基值，取e0=un時的勵磁電流ifn(稱為額定勵磁電流)為勵磁電流的基值。
用標(biāo)么值表示的空載特性具有典型性，不論電機(jī)容量的大小，電壓的高低，其空載特性彼此非常接近。
空載特性在同步發(fā)電機(jī)理論中有著重要作用：
① 判斷電機(jī)設(shè)計是否合理。
②空載特性結(jié)合短路特性(在后面介紹 )可以求取同步電抗的不飽和值。
③通過測取空載特性來判斷三相繞組的對稱性以及勵磁系統(tǒng)的故障。