同步电机的工作原理与构造，同步电机的工作原理

很多朋友对同步电机的工作原理与构造，同步电机的工作原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

同步电机和感应电机一样，是一种常见的交流电机。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流电机主要是同步电机。同步电机的特点是在稳态运行时，转子转速与电网频率之间存在恒定的关系。n=ns=60f/p，ns成为同步速度。如果电网的频率是恒定的，则同步电动机的转速在稳态时是恒定的，而与负载的大小无关。同步电机的基本结构

同步电机的结构是三相对称绕组嵌在定子铁芯中，DC励磁绕组装在转子铁芯上。主磁场的建立励磁绕组通DC励磁电流，建立交变极性励磁磁场，即建立主磁场。载流导体三相对称的电枢绕组作为功率绕组，减速器成为感应电势或感应电流的载体。炙动

原动机拖动转子旋转(向电机输入机械能)，极性交替的励磁磁场随轴旋转，依次切割定子绕组。交变电势的产生由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将感应出三相对称的交变电势，其大小和方向周期性变化。通过引出线，可以提供交流电源。

同步电机的工作原理如下1、主磁场的建立：向励磁绕组施加DC励磁电流，建立交变极性励磁磁场，即建立主磁场。2、载流导体：三相对称电枢绕组作为功率绕组，成为感应电势或感应电流的载体。3、切割运动：原动机拖动转子旋转(机械能输入电机)，极性交替的励磁磁场随轴旋转，依次切割定子绕组。

4、交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中会感应出一个大小和方向周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，可以提供交流电源。5、交叉与对称：由于旋转磁场极性的交替，感应电势的极性也是交替的；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。

同步电机工作原理图解同步电机的结构与同步发电机相同，其转子一般采用凸极结构。使用时，同步电机的定子绕组应引入三相交流电流，转子励磁绕组应引入DC电流进行励磁。

如图，是同步电机工作原理示意图。定子三相绕组(也称电枢绕组)接入三相交流电源后，三相对称电流流动，产生电枢旋转磁场。磁场在气隙空间中以同步速度n1=60f1/p旋转，其方向取决于电流的相序。转子的励磁绕组接入DC电源后，DC电流流过，产生大小和极性相同的恒定磁场，极数与电枢旋转磁场相同。

根据同性相斥，异性相吸的原理，当转子磁极的S极与电枢旋转磁场的N极对准时(或者转子的N极与旋转磁场的S极对准时)，转子磁极就会受到电枢旋转磁场的吸引而产生电磁引力，进而产生电磁转矩拖动转子随旋转磁场旋转。因此，转子的速度和方向与电枢旋转磁场的速度和方向相同，它们相对于定子“同步”旋转，所以称为同步电机。

如果同步电机的轴上有机械负载，像异步电机一样，电枢绕组从电网中吸收电功率，通过气隙磁场传递给转子，变成机械功率，带动生产机械做功。

同步电机的工作原理图可以证明同步电机的电磁转矩与电枢磁场极轴和转子磁极轴的夹角有关。如果外加电压和电机励磁电流不变，在一定范围内(90)，夹角越大，电磁转矩越大。夹角越小，电磁转矩越小。

图(a)为同步电机理想空载状态，转子磁极轴线与电枢磁场重合，=0，电机产生的电磁转矩为零；空载时，电机有一定的空载阻力矩，所以电机要产生一定的电磁转矩来克服空载阻力矩，以保持电机转速不变。

此时为0，但其值很小，如图(b)所示；如果电机轴上的负载增大，角增大，电机的电磁转矩也增大，如图(c)所示；但是，如果电机轴上的负载转矩过大，电机产生的电磁转矩将不足以克服负载转矩，同步电机将停止旋转。这种现象称为同步电机的“失步”现象。

当同步电机失步时，通过定子绕组的电流会很大。此时应尽快切断电源，以免电机过热损坏。

结论：当外部电源的频率不变时，同步电机的速度是确定的，它总是以同步速度n1=60f1/p旋转.当负载在一定范围内变化时，电机的转速保持不变，这是同步电机的特点和优势。因此，同步电机适用于无调速场合，如拖动大型空压机、水泵等。

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