同步电机的简单工作原理

    同步发电机的作用是把机械能转变成电能，它由原动机拖动旋转。当转子直流励磁绕组送入直流励磁电流后，转子磁极显出固定极性，转子转起来后，磁场切割定子绕组，或者说定子绕组做切割磁力线运动，三相对称绕组中将感生出三相对称电动势，成为三相交流电源。如果该发电机单独给负载供电，对频率的要求并不十分严格，则对原动机的转速要求也不很严格。但现代的发电机很少单独供电，绝大多数都是向共同的大电网供电，这就对同步发电机的频率要求很严，我国电网频率为50Hz，所以发电机发出的电动势频率也必须为50Hz，如果发电机的频率与电网频率不等会造成严重事故，这是绝对不允许的。

    同步电动机的工作原理也很容易理解，电动机的作用是把电能转换为机械能，带动生产机械完成生产任务，同步电动机工作时定子三相绕组接入三相电网，电能由电网送入电动机，这时定子三相对称绕组中流过三相对称电流，它将产生圆形旋转磁场。如果转子已经送入直流励磁电流、转子磁极已经显示固定极性，则旋转磁场的磁极对转子异性磁极的磁拉力牵引转子与旋转磁场同速旋转，如图8.1.2所示，这就是同步电动机的简单工作原理。由于转子转速与旋转磁场转速相同，故称同步电动机。同步电动机转子转速与旋转磁场的转速必须相等，不能有转速差，因为一有转速差，定、转子磁极的相对位置就不断变化，在一段短时间内定、转子磁极为N、S极异性相吸，转子受磁拉力，过180°后N、N极相排斥，转子受推力，这样交替进行，转子所受平均力矩为0，电动机不能运转。因此，同步电动机正常工作时转子转速必须与旋转磁场转速相等，形成固定的电磁转矩，拖动负载同步旋转。

图8.1.2　同步电动机