同步电机工作原理

定子和转子是同步电动机的两个基本组成部分。定子由机座、定子铁芯和三相绕组组成。转子为电极，其铁芯上绕有励磁绕组，采用直流励磁。转子按其结构，有显极式和隐极式两种。定子静止不动，可直接与外电路连接，因此小仅绝缘较为可靠，而且结构简单。转子在空间转动，为了将励磁电流引入励磁绕组，必须装有电刷和滑环。同步电动机必须采取一定的方法（如异步起动法）才能起动起来。

同步电动机工作时，定子的三相绕组中通入三相对称电流，转子的励磁绕组通入直流电流。在定子三相对称绕组中通入三相交变电流时，将在气隙中产生旋转磁场。在转子励磁绕组中通入直流电流时，将产生极性恒定的静止磁场。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等，转子磁场因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转，即转子以等同于旋

转磁场的速度、方向旋转，这就是同步电动机的基本工作原理。定子旋转磁场与转子的速度为，称为同步转速。它的大小只决定于电源频率的大小和定、转子的极对数p，不会因负载变化而改变。定子旋转磁场或转子的旋转方向决定于通入定子绕组的三相电流相序，改变其相序即可改变同步电动机的旋转方向。

常用的同步电动机启动方法为辅助电动机启动法、异步启动法、变频启动法。

启动时，先将同步电动机加速到接近同步转速，然后再通入励磁电流，依靠同步电机定、转子磁场的磁拉力而产生电磁转矩，把转子牵入同步。同步电动机启动分两个阶段：异步启动和牵入同步。采用以上两种启动方法启动时，转子绕组不能直接短接、也不能开路，应串接一定阻值（通常为转子绕组电阻值的5～10倍）的电阻后可靠闭合，以防止启动失败或损坏转子绕组的绝缘。采用变频启动法可以实现平滑起动，变频启动法的应用越来越广泛。启动时，先在转子绕组中通入直流励磁电流，借助变频器逐步升高加在定子上的电源频率，使转子磁极在开始启动时就与旋转磁场建立起稳定的磁拉力而同步旋转并在启动过程中同步增速，一直增速到额定转速值。

同步电动机的原理同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因素的。

同步电动机在结构上大致有两种：

1、转子用直流电进行励磁。这种电动机的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。

由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。

当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。2、转子不需要励磁的同步电机

转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，

维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步。