發電機依靠電壓調節器控制輸出電壓。電壓調節器檢測三相輸出電壓，以其平均值與設定的電壓值相比較。調節器從發電機內部的輔助電源取得能量，通常是與主發電機同軸的小發電機，傳送DC電源給發電機轉子的磁場激勵線圈。線圈電流上升或下降，控制發電機定子線圈的磁場(或稱為電動勢NMF的大小。
電流通過定子線圈引起的電壓降用電壓矢量I×Z表示。它實際上是兩個較小的電壓矢量之和，兩個電壓矢量是與I同相的電阻壓降和超前90°的電感壓降。bsfs-3k因為電動勢必須等于發電機內阻的電壓降和輸出電壓之和，即矢量它等于d和I×Z的矢量和。發電機定子線圈的內阻，因為假設負載是純感性的，在相量電流I滯后電壓寸正好90°電相位角。
對于與感性負載時相同的電動勢瓦在容性負載時就產生了較高的發電機輸出電壓寸，所以電壓調節器必須明顯地減小定子線圈的磁場。 實際上，電壓調節器可能沒有足夠的調節范圍來調節輸出電壓。因為發電機的轉子含有一個永久磁場，該永久磁場將在一個方向連續勵磁，即便電壓調節器完全關閉，轉子永久磁場連續勵磁產生的電動勢仍足以對電容負載充.
當柴油發電機帶有非線性負載(包括超前或滯后功率因數的負載，以及帶有高次輸入諧波電流的負載)時， 都會對柴油發電機的工作穩定性造成危害。在配電系統中，這種性質的負載有參數調整型交流穩壓器、帶整流濾波輸入的UPS及調速馬達等。這是一個典型的R、L、C串聯電路，在負載性質和負載量變化過程中，很可能出現串聯共振，造成柴油發電機輸出電壓和頻率大幅 度周期性變化。
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