同步发电机通常与原动机组成发电机组而配合使用。通常原动机为水轮机、汽轮机、内燃机和风力驱动设备。
水轮发电机组是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机组。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。水轮发电机组起动、并网所需时间较短，运行调度灵活，它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的转速决定发出的交流电的频率，为保证这个频率的稳定，需稳定转子的转速。为了稳定转速，通常采用闭环控制的方式对水轮机的转速进行控制。
汽轮发电机组是指由汽轮机驱动的发电机组。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废气经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。水轮发电机组和汽轮发电机组外观如图3-45和图3-46所示。
图3-45 水流发电机组
图3-46 汽轮发电机组(www.xing528.com)
内燃机发电机组由内燃机驱动。常见的内燃机主要有汽油机、柴油机等。内燃机发电机组体积较小，起动迅速，操作方便，但发电成本高，主要用作应急备用电源，或在大电网没有达到的地区和流动电站使用。柴油发电机组外观如图3-47所示。
风力发电无燃料消耗的问题，不会产生辐射或空气污染，是清洁能源发电方式。风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电机组按风力机功率调节方式分为定桨距失速型风力发电机组、变桨距失速型风力发电机组和变速恒频型风力发电机组。定桨距失速型风力发电机组通过风轮叶片失速来控制风力发电机组在大风时的功率输出，通过叶尖扰流器来实现极端情况下的安全停机问题；变桨距失速型风力发电机组在低于额定风速时通过改变桨距角，增加其输出功率或保持一定的桨距角运行，在高于额定风速时通过改变叶片桨距角来控制输出功率达到稳定额定功率的目的；变速恒频型风力发电机组的风轮叶片桨距角可以调节，发电机可以变速，并输出恒频恒压电能。在低于额定风速时，通过改变风轮转速和叶片桨距角使风力发电机组实现最优运行，输出最大的功率；在高于额定风速时通过改变叶片桨距角使风力发电机组的输出功率稳定在额定功率。依据风力发电机的类型，变速恒频风力发电系统结构可分为永磁直驱风力发电系统、绕线转子型异步双馈风力发电系统、异步电机风力发电系统和无刷双馈风力发电系统。风力发电机组外观如图3-48所示。
图3-47 柴油发电机组
图3-48 风力发电机组
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