同步电机：原理与特点

同步电机也是由定子和转子两部分组成。它的定子（也称电枢）和异步电机相同，定子铁心上刻有齿和槽，槽内设置三相对称绕组。但是，它的转子装的是磁极和励磁绕组。励磁绕组通入的是直流电流，在转子上产生固定的磁场。其结构原理图如图7-1所示。

当它作为发电机运行时，原动机（水轮机、汽轮机或柴油机）拖动着转子以转速n旋转。这样，转子磁场则以同样的速度切割定子三相绕组，在定子绕组中即可产生三相对称的交流电动势。电动势的频率f则为

式中 f——定子（电枢）电动势的频率（Hz）；

n——转子的速度（r/min）；

p——同步电机的磁极对数。

图7-1 同步电机结构原理图

可见，当电机的结构固定后，原动机拖动转子的转速一定时，电机定子绕组电动势的频率也是一定的。

当它作为电动机运行时，在定子三相绕组上通入三相交流电流后，电机内就产生一个旋转磁场，同步转速为n₁。这样，转子的固定磁极在定子旋转磁场的带动下，转子会沿着相同的旋转方向并以相同的转速旋转，其转速为(www.xing528.com)

式中 f——电源电压的频率（Hz）；

p——同步电机的磁极对数；

n₁——定子旋转磁场的同步转速（r/min）；

n——转子的转速（r/min）。

由以上两式可知，同步电机无论作为发电机，还是作为电动机，转子的转速与定子绕组的电流频率保持严格不变的关系，并且和定子旋转磁场的转向及转速都相同，这种情况称为同步。这个特点是它与异步电动机的主要差别之一，也是同步电机的名称来由。

我国的电力电网标准频率为50Hz。在此频率下，同步电机对应不同磁极对数p的转速为

2极（p=1）电机，转速n=3000r/min；4极（p=2）电机，转速n=1500r/min；余此类推。一般称此转速为同步转速。