一、概述

　　同步電機，和感應電機一樣是一種常用的交流電機。特點(diǎn)是：穩態(tài)運行時(shí)，轉子的轉速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關(guān)系n=ns=60f/p，ns稱(chēng)為同步轉速。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩態(tài)時(shí)同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無(wú)關(guān)。同步電機分為同步發(fā)電機和同步電動(dòng)機?，F代發(fā)電廠(chǎng)中的交流機以同步電機為主工作原理。

二、結構

　　同步電機的磁極一般由直流電流勵磁。在小型電機中也有采用永久磁鐵勵磁的，稱(chēng)為永磁同步電動(dòng)機。同步電機的磁極通常裝在轉子上，而電樞繞組放在定子上。因為電樞繞組往往是高電壓、大電流的繞組,裝在定子上便于直接向外引出;而勵磁繞組的電流較小,放在轉子上可以通過(guò)裝在轉軸上的集電環(huán)和電刷引入，比較方便。圖1所示為同步電機定子和轉子的典型結構。在某些特殊的小型同步電機中也有相反的情況：把磁極放在定子上，而電樞繞組放在轉子上。例如同步電極的交流勵磁機，其電樞繞組放在轉子上,電流經(jīng)過(guò)裝在轉子軸上的旋轉整流器整流后,直接為同步電機轉子上的勵磁線(xiàn)圈提供直流勵磁電流，構成無(wú)刷系統。同步電機的電樞繞組一般做成三相，單相的比較少。因為單相電機材料利用率差，體積比三相電機大，而且電機的轉矩有脈動(dòng)分量，容易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。

圖1.同步電機內部結構圖

三、特點(diǎn)

　　同步電機的重要優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)調節電機的勵磁電流,可以調節電樞電流的相位,改變電機的功率因數。電機在有功功率不變的情況下，改變同步電機的勵磁電流（即改變內電動(dòng)勢E0）時(shí)，電機的電壓、電流相量圖和電樞電流隨勵磁電流而變化的V形曲線(xiàn)。

　　V形曲線(xiàn)表明,在一定的有功功率下,電機的電樞電流有一個(gè)最低點(diǎn)。此點(diǎn)相當于功率因數為1.0,它對應的勵磁電流稱(chēng)為正常勵磁電流。在勵磁電流大于正常勵磁電流時(shí)，發(fā)電機將向電網(wǎng)輸出滯后于端電壓的電流；電動(dòng)機則將自電網(wǎng)吸收超前于端電壓的電流。而當勵磁電流小于正常勵磁電流時(shí)，發(fā)電機將向電網(wǎng)輸出超前電流；而電動(dòng)機將自電網(wǎng)吸收滯后電流。所以通過(guò)調節同步電機的勵磁電流，可以隨意調節其輸入（出）電流的相位和功率因數，以滿(mǎn)足電網(wǎng)的要求?，F代，不管是火電廠(chǎng)、水電站，還是核電站 都幾乎全部選用同步發(fā)電機。

四、應用

　　由于同步電機只能在同步轉速下運行，所以同步電機作電動(dòng)機運行時(shí)不能自起動(dòng)。為此，同步電動(dòng)機必須設置專(zhuān)門(mén)的異步起動(dòng)繞組。與異步電動(dòng)機相比，同步電動(dòng)機的結構比較復雜,價(jià)格較貴，但是同步電動(dòng)機具有較高的功率因數。所以，不要求調速的大功率機組常用同步電動(dòng)機傳動(dòng)，如軋鋼機、鼓風(fēng)機、透平壓縮機以及大型船舶推進(jìn)器等。

　　同步電機可作調相機運行。同步調相機實(shí)質(zhì)上就是一臺軸上不帶機械負荷的同步電動(dòng)機。通過(guò)調節同步電機的勵磁電流，可控制它從電網(wǎng)吸收的無(wú)功電流的相位，從而達到調節電網(wǎng)的功率因數和維持電網(wǎng)的電壓水平的目的。

 

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