变频器控制技术介绍
变频器的控制原理与应用实验
变频器的控制原理与应用实验1. 引言变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种用于控制交流电动机转速的设备。
它通过调整电源频率来改变电机的转速，从而实现对电机的精确控制。
本文将介绍变频器的控制原理及其在实际应用中的实验。
2. 变频器的控制原理变频器的控制原理主要基于电力电子技术和数字控制技术。
其基本工作原理如下：•整流器：变频器的输入端接入交流电源，通过整流器将交流电转换为直流电。
整流器通常采用可控硅器件，实现对电流的精确控制。
•中间电路：直流电经过中间电路进行滤波和电压调节，以保证稳定的直流电源供给给逆变器。
•逆变器：逆变器将直流电转换为交流电，并通过调整交流电的频率来控制电机的转速。
逆变器通常采用高性能的智能功率模块，具有良好的动态响应和稳定性。
变频器的控制原理实际上是通过调整逆变器的输出频率来改变电机的转速。
通过对逆变器的控制策略和参数配置，可以实现对电机转速的精确控制。
3. 变频器的应用实验为了更好地理解和应用变频器，我们进行了以下实验：3.1 实验设备和材料•一个变频器•一台交流电动机•一台电源•相关连接线和控制器3.2 实验步骤1.将电源连接到变频器的输入端，并将变频器的输出端连接到电动机的输入端。
2.使用控制器配置变频器的控制策略和参数，包括输出频率、过流保护等。
3.启动电源，打开变频器并将其设置为运行状态。
4.通过控制器调整变频器的输出频率，观察电动机的转速变化。
5.测试并记录不同频率下的电动机转速和电流。
3.3 实验结果和分析通过实验，我们观察到以下现象和结果： - 随着变频器输出频率的增加，电动机转速增加。
- 在一定频率范围内，电动机的转速和电流成正比关系。
- 超出一定频率范围后，电动机的转速不再增加，电流却继续增加。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：- 变频器可以精确控制电动机的转速，以满足不同应用需求。
- 在使用变频器时，需要根据实际情况配置适当的控制策略和参数，以提高电机运行效率并保护设备安全。
变频器的工作原理与控制方式
变频器的工作原理与控制方式变频器（Variable Frequency Drive，缩写为VFD），又称为交流调速器（AC Drive），是一种用于调节交流电机转速的电子装置。
它通过改变输入电压的频率和幅值来控制电机的转速。
变频器工作原理主要涉及开关技术、PWM调制技术、电机驱动理论等方面内容，下面将详细介绍。
一、变频器的工作原理1.开关技术变频器利用开关电子器件（如晶体管、IGBT等）来实现对输入电源的开关控制。
通过不断开关电路，形成等效于几十千赫兹至几千千赫兹的高频方波，从而形成理想的正弦波输出。
2.PWM调制技术PWM（Pulse Width Modulation）调制技术是指通过改变开关装置的导通时间和关断时间，以一定占空比形式控制开关管工作的方式。
在变频器中，PWM技术可以实现加减压、变频和控制电机的转速。
3.电机驱动理论变频器通过改变输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。
在工作过程中，通过改变开关器件导通时间和关断时间，将输入电压的频率调节到所需的频率范围，实现对电机转速的精准控制。
二、变频器的控制方式1.V/f控制方式V/f控制方式（Voltage/frequency ratio control）是一种常用的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速，并根据转速信号和预设的转速曲线进行比较，计算所需输出频率，并根据预设的V/f比值进行控制，实现对电机速度的调节。
2.向量控制方式向量控制方式（Vector Control）又称矢量控制方式，是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩和位置等信息，并根据这些信息进行精确计算和控制，实现对电机速度、转矩和位置等的准确控制。
3.矢量控制方式矢量控制方式（Direct Torque Control，缩写为DTC）是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩等信息，并根据转速、转矩的变化率进行预测和计算，在每个采样周期内调节电机的转速和转矩，实现对电机的精确控制。
变频器的核心技术探究
变频器的核心技术探究现代工业中，变频器是一种被广泛应用的电力设备，它通过改变电源频率来控制电机的转速。
变频器的核心技术对于其性能和功能起着决定性的作用。
本文将深入探究变频器的核心技术，包括PWM技术、电力电子元器件和控制算法等方面。
一、PWM技术脉宽调制（PWM）技术是变频器的关键技术之一。
PWM技术基于调制信号的占空比来调节输出电流的大小和频率。
在变频器中，它用于将直流电源转换成交流电源，并通过改变PWM信号的占空比来控制输出电流的大小和频率。
PWM技术具有以下优点：高效能、调速范围广、输出电流平稳等。
二、电力电子元器件电力电子元器件是变频器的另一个核心技术。
主要包括IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和二极管等。
IGBT是目前应用最广泛的功率开关元器件，它具有高电流密度、低导通压降和快速开关速度等优点，适用于高频率开关。
MOSFET具有开关速度快、不易失真和适应高电压环境等优点。
而二极管则用于整流电流，防止逆流损耗。
三、控制算法控制算法是实现变频器功能的重要手段。
目前，常用的控制算法包括V/F控制、矢量控制和直接转矩控制等。
V/F控制是一种简单而常用的控制方式，它通过控制电源电压与频率的比值，来控制电机的转速。
矢量控制是一种较为精确的控制方式，它通过测量转子位置、速度和电流等参数，实现对电机转矩和转速的精确控制。
直接转矩控制则是一种更先进的控制方式，它通过测量和控制电机的磁场和电流，能够实现更高精度的转矩和转速控制。
综上所述，变频器的核心技术主要包括PWM技术、电力电子元器件和控制算法。
这些技术的应用和发展，使得变频器在工业自动化领域发挥着越来越重要的作用。
随着科技的不断进步，相信变频器的核心技术将会不断创新和完善，为工业生产带来更大的效益和提升。
变频控制原理
变频控制原理1. 引言变频控制是一种通过改变电机的供电频率来控制电机运行速度的技术。
它在工业自动化、能源节约和电机控制等领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍与变频控制原理相关的基本原理，包括变频器的工作原理、电机的特性和调速方法等。
2. 变频器的工作原理变频器是实现变频控制的关键设备，它通过改变输入电源的频率和电压来控制电机的转速。
变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。
整流器将交流电源转换为直流电源，滤波器用于平滑输出电压。
逆变器将直流电源转换为可调的交流电源，其输出频率和电压可以根据控制信号进行调节。
控制电路用于接收来自外部的控制信号，并将其转化为逆变器的控制信号。
变频器的工作原理可以简单地描述为：变频器接收来自外部的控制信号，经过控制电路的处理后，将其转化为逆变器的控制信号。
逆变器将直流电源转换为可调的交流电源，输出给电机。
通过改变逆变器的输出频率和电压，可以实现对电机转速的精确控制。
3. 电机的特性在理解变频控制原理之前，有必要了解电机的特性。
电机的运行速度与输入电压和负载有关。
通常情况下，电机的转速与输入电压成正比，并且在额定负载下，它们之间存在一个线性的关系。
电机的转矩与输入电压的平方成正比，并且在额定负载下，它们之间存在一个线性的关系。
当负载增加时，电机的转矩也会增加，但转速会下降。
这是因为在负载增加的情况下，电机需要提供更多的转矩来克服负载的阻力。
电机的效率与输出功率和输入功率之间的比值有关。
电机的效率越高，输出功率越大，输入功率越小。
在实际应用中，为了提高电机的效率和节约能源，需要对电机的转速进行精确控制。
4. 变频控制原理变频控制原理是基于电机的特性进行设计的。
通过改变电机的供电频率和电压，可以精确控制电机的转速和转矩。
变频器通过改变逆变器的输出频率和电压来实现对电机的控制。
在变频控制中，可以根据需要选择不同的调速方法。
常用的调速方法有电压调制方式、频率调制方式和矢量控制方式。
变频器的控制方法
变频器的控制方法变频器是一种能够控制交流电动机转速的设备，通常用于工业生产中的电机调速和节能控制。
它通过改变电机输入的电压和频率，使电机达到所需的转速。
变频器的控制方法有多种，下面将详细介绍几种常见的控制方法。
1. 简单开关控制方法简单开关控制方法是变频器最基本的控制方式，通过控制电机的开/关状态来实现转速控制。
这种方法的控制精度较低，转速调节范围也较有限，适用于一些对转速要求不高的应用。
2. 转矩控制方法转矩控制方法是通过调节变频器输出的电压和频率来实现对电机输出转矩的控制。
通过改变电压和频率的比例关系，可以实现电机的恒转矩调速。
这种控制方法适用于一些需要保持恒定转矩的场合，如起重机械、卷取机等。
3. PI控制方法PI控制方法是一种闭环控制方法，它通过测量电机的输出转速与期望转速之间的差异，并根据差异调整变频器的输出电压和频率来控制转速。
这种控制方法具有较高的控制精度和适应性，可以根据实际情况进行参数调整，实现稳定的转速控制。
4. 矢量控制方法矢量控制方法是一种高级的闭环控制方法，它可以实现更精确的转速控制和较高的转矩响应。
矢量控制方法通过对电机的电流、电压和转速进行测量和计算，并根据计算结果调整变频器的输出，使电机能够精确地跟随给定的转速和转矩变化。
5. 力矩控制方法力矩控制方法是一种特殊的转矩控制方法，它可以根据负载的力矩需求来调整电机输出的转矩。
通过测量负载的力矩大小，并根据力矩与转速的关系进行计算和控制，可以实现对电机输出的力矩进行精确的控制。
综上所述，变频器的控制方法有简单开关控制、转矩控制、PI控制、矢量控制和力矩控制等多种方式。
不同的控制方法适用于不同的应用场合，可以根据实际需求选择最合适的控制方式。
随着技术的不断进步和应用领域的扩大，变频器的控制方法也在不断发展和创新，为工业生产提供更加高效和可靠的电机控制解决方案。
变频器自适应控制技术
变频器自适应控制技术变频器是一种能够改变电源频率并控制电机转速的设备，被广泛应用于工业生产中。
为了提高工作效率和降低能耗，变频器自适应控制技术应运而生。
本文将介绍变频器自适应控制技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、原理变频器自适应控制技术是指通过采集、处理和分析电机工作时的参数，自动调整变频器的控制策略，使其能够适应不同负载条件下的工作状态。
其原理主要包括以下几个方面：1.参数自学习变频器通过传感器采集电机转速、电流等参数，并将其与预设的理论值进行比较，从而得到误差信号。
根据误差信号，变频器自动调整控制策略，以使实际参数尽可能接近理论值。
2.自适应调整通过不断地与实际参数进行比较，变频器能够不断地调整控制策略，以适应不同工作条件下的变化。
比如，在负载增加时，变频器会自动提高电压和频率，以保持电机转速的稳定。
3.模糊控制变频器自适应控制技术采用模糊控制算法，将输入参数与预设的模糊规则进行比较，得到输出控制信号。
模糊控制具有较强的自适应性和鲁棒性，在变频器控制中发挥着重要的作用。
二、应用变频器自适应控制技术在工业生产中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1.电机驱动控制变频器自适应控制技术能够根据不同负载情况调整电机的工作参数，实现最佳的驱动效果。
例如，在机械加工中，根据不同的切削负荷，变频器能够自动调整电机的转速和扭矩，以实现高效的加工。
2.节能降耗变频器自适应控制技术能够根据实际负载情况调整电机的电压和频率，以实现最佳的能耗效果。
通过控制电机的工作参数，可以减少电机的能耗，提高系统的能源利用率。
3.故障诊断与预防变频器自适应控制技术可以通过监测电机的运行参数，实现对电机故障的诊断与预防。
例如，当电机出现过载或温度异常时，变频器会自动调整控制策略，以避免电机的损坏。
三、发展趋势随着工业生产的不断发展，对于变频器自适应控制技术的需求也在不断增加。
未来，变频器自适应控制技术有以下几个发展趋势：1.智能化随着人工智能技术的发展，变频器自适应控制技术将变得更加智能化。
变频器的DTC控制技术
变频器的DTC控制技术随着工业自动化程度的不断提高，变频器已经成为了现代工业中不可或缺的设备。
对于变频器而言，它的核心控制技术是DTC技术。
DTC，即Direct Torque Control技术，是一种实时控制电机转矩和转速的高级技术。
本文将探讨变频器的DTC控制技术。
一、DTC基本原理DTC技术利用矢量量模式控制技术实时监控电机的转速和转矩，实现对电机的精确控制。
DTC的基本思想是，通过控制电机的磁通和转矩的大小，使得电机满足实际的负载要求。
DTC控制技术可以有效地提高变频器的控制精度和响应速度。
二、DTC技术的优点1. 与传统控制方法相比，DTC技术具有更快的响应速度和更高的控制精度。
2. DTC技术采用独立的电流和磁通控制方式，可以更好地掌握电机运行状态，从而保证了电机的运行安全性。
3. DTC技术不需要进行复杂的运算，可以减少控制系统的计算负荷，提高系统的实时性和稳定性。
三、DTC技术的缺点1. DTC技术需要对电机数据进行采样和计算，可能会引起系统计算负荷过大的问题。
2. DTC技术依赖于系统的采样周期，采样周期的不准确会影响DTC系统的控制精度。
3. DTC技术采用了开关器件和PWM技术控制，可能会对电机的波形和电网产生一定的干扰。
四、DTC技术的应用DTC技术已经广泛应用于工业生产中的各种电机控制和驱动设备，如机床、印刷机、风力发电机等。
DTC控制技术的应用带来了诸多的优点，提高了控制系统的可靠性和效率，同时也降低了设备的运行成本。
五、DTC技术的发展趋势随着自动化的进一步推进，DTC技术也在不断地向智能化、高效化方向发展。
未来，DTC技术将会更加注重节能和环保，减少对环境的影响；同时也将会更加注重数据分析和维护，以提供更加高效和可靠的电机控制服务。
总之，DTC技术作为新一代的电机控制技术，已经广泛应用于现代工业中，具有很大的优势和潜力。
不过，需要注意的是，在使用DTC 技术时，需要结合实际情况进行合理的参数设计和运行条件控制，以确保控制系统的安全稳定运行。
变频器控制变频器在工业控制系统中的应用和技术要点
变频器控制变频器在工业控制系统中的应用和技术要点变频器控制在工业控制系统中的应用和技术要点工业控制系统在现代生产过程中起着至关重要的作用，能够实现对设备和工艺的自动化控制。
而变频器作为一种重要的电力控制设备，广泛应用于各个工业领域。
本文将重点探讨变频器在工业控制系统中的应用和技术要点。
一、变频器概述变频器，又称变频调速器，是一种用于控制电机转速和输出功率的电力调节设备。
它通过改变电压和频率等参数，实现对电机运行状态的控制。
变频器有很多种类和型号，常见的有PWM变频器和矢量控制变频器等。
在工业控制系统中，变频器以其调速范围广、控制精度高、反应速度快等优势，被广泛应用于各个领域。
二、变频器在工业控制系统中的应用1. 电机调速控制变频器可以根据工艺的要求，精确地调节电机的转速。
通过变频器的调速功能，可以实现电机的恒定转速、变速运行，适应不同的生产需求。
在各种自动化设备、生产线以及传动控制等方面均有广泛应用。
2. 节能控制传统的电阻调速和调节阀控制方式经常会导致能量的浪费。
变频器能够根据负载的需求，实现电机的高效调速，从而降低电能的消耗，达到节能的目的。
在许多能源密集型工业领域，如空调、压缩机等方面，变频器的应用可以大幅度降低电费开支。
3. 力矩控制某些生产过程需要对电机输出的力矩进行精确控制，以保证产品质量和生产效率。
变频器可以根据工艺需求，调节电机的输出力矩，使其能够精准地适应不同工作负载。
4. 自动化控制变频器结合PLC或DCS等自动化控制系统，能够实现对电机的自动化控制。
在工业生产过程中，通过传感器获取各种变量信号，并将其传输给变频器进行处理和控制，从而实现对设备运行状态的自动检测和控制。
三、变频器在工业控制系统中的技术要点1. 变频器的选型根据不同的应用场景和工艺要求，选择合适的变频器型号和规格是十分重要的。
需要考虑负载类型、转速范围、控制精度、环境条件等因素，从而确保变频器能够满足工艺需求并具备良好的可靠性。
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1. 异步电机
三相异步电机要旋转起来的先决条件是具有一个 旋转磁场，三相异步电机的定子绕组就是用来产 生旋转磁场的。三相电源相与相之间的电压在相 位上是相差120度的，三相异步电机定子中的三 个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在 定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生
一个旋转磁场，其产生的过程如图1.2所示。
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项目一 输送带变频器控制
图1.2中分四个时刻来描述旋转磁场的产生过程。电 流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋 转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。
旋转磁场的转速为：n=60f/P 式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位是：
每分钟转数。根据此式我们知道，电机的转速与磁极
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项目一 输送带变频器控制
比如变频调速起动大都是从低速开始，频率较低，这 样可以避免物料的摔倒；加、减速时间可以任意设定， 加、减速比较平缓，起动电流较小，因此可以进行较 高频率的起停；变频调速很容易实现电动机的正、反 转，只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可 实现输出换相，也不存在因换相不当而烧毁电动机的 问题。
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项目一 输送带变频器控制
1.1.2 控制要求
现在要求对该物料分拣输送带采用交流变频控制，已 知输送带采用三相鼠笼式异步电动机1.5KW，三相交流 380V，请设计合理的控制方案。具体要求如下：
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项目一 输送带变频器控制
1）变频器直接安装在现.
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项目一 输送带变频器控制
一般情况下，电机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。 因为假设n=n1，则转子导条与旋转磁场就没有相对运 动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，所 以转子的转速n1必然小于n。为此我们称这种结构的三 相电机为异步电机。
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项目一 输送带变频器控制
2. 同步电机
2）能进行正转与反转控制，且用操作台上的按钮进行 控制，不用变频器的操作面板；
3）速度设定来自于用户自己安装的多圈电位器； 4）根据工艺要求设置输送的加速度和最快速度。
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项目一 输送带变频器控制
1.2 知识讲座：变频器原理 及基本应用
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项目一 输送带变频器控制
1.2.1交流异步电机和同步电机的调速
数和使用电源的频率有关。
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项目一 输送带变频器控制
图1.2 三相异步电机原理
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项目一 输送带变频器控制
定子绕组产生旋转磁场后，转子导条（鼠笼条）将 切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条 中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁 力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的 转速旋转起来。
变频器主要用于交流电动机转速的调节，是 理想的调速方案。变频调速以其自身所具有的 调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点， 在许多需要精确速度控制的应用中发挥着提高 产品质量和生产效率的作用。
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项目一 输送带变频器控制
除此之外，变频器还有显著的节能效果，不仅在 相关工业设备，变频器在民用产品中，也起到了 节约电费、提高设备性能、保护环境等方面的优 势也得到了用户的普遍认可和广泛应用。本项目 通过物流分拣输送带的变频控制方案来了解变频 器的最简单应用。
《变频器控制技术》 项目一 物料分拣输送带的变频控制 主编 李方园
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项目一 输送带变频器控制
1.1 项目背景及要求 1.2 知识讲座（变频器原理及基本应用） 1.3 技能训练一（A700变频器的认识） 1.4 技能训练二（变频器运行模式与参数设置） 1.5 项目设计方案
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项目一 输送带变频器控制
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项目一 输送带变频器控制
图1.3 同步电机的结构模型
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项目一 输送带变频器控制
除了转场式同步电机外，还有转枢式同步电机，其磁 极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内， 这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、 CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对 称交流绕组。
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项目一 输送带变频器控制
a)物料分拣输送带
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项目一 输送带变频器控制
b)分拣过程示意 图1.1物料分拣输送带
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项目一 输送带变频器控制
以前物料输送带设备调速基本都采用手动机械式有级 变速(比如更换皮带轮大小或者齿轮箱变速比等)，非 常不方便。而作为交流调速最重要的驱动装置—变频 器来说，借其优点已经在物料输送设备中发挥着越来 越重要的作用。
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项目一 输送带变频器控制
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项目一 输送带变频器控制
本项目的学习目标如下：
知识目标：了解交流电机的调速方式；熟悉变 频调速的基本原理及其优点；掌握恒压频比工 作方式及其特点；掌握变频器的电路基本结构。
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项目一 输送带变频器控制
技能目标：能对三菱A700变频器进行简单接线；能
熟练掌握A700参数的初始化过程；能进行变频器的简 单调试，并运用不同的运行模式来解决简单变频调速 项目。
职业素养目标：树立用电安全意识，并能从电机调
速系统的发展轨迹看待变频器在实际工程中的应用背 景。
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项目一 输送带变频器控制
1.1.1 项目背景
物料分拣输送带是现代物流系统的重要组成部分，通过 变频器来控制输送带电机，可以使得物料分拣系统方便 地进行系统集成，因此已经成为目前物流行业控制系统 发展的趋势。如图1.1所示为物料分拣输送带与物料分 拣过程示意。
同步电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子 和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步 电机和转枢式同步电机。
图1.3给出了最常用的转场式同步电机的结构模型， 其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按 一定规律排列的三相对称交流绕组。
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项目一 输送带变频器控制
这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称 为电枢铁心和电枢绕组。转子铁心上装有制成一定形状 的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时， 将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励 磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。气隙处于电枢内圆和 转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的 分布和同步电机的性能有重大影响。