同步電機工作原理

同步電機工作原理

 同步電機和感應電機一樣是一種常用的交流電機。特點是：穩態運行時，轉子的轉速和電網頻率之間又不變得關系n=ns=60f/p，ns成為同步轉速。若電網的頻率不變，則穩態時同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無關。同步電機分為同步發電機和同步電動機。現代發電廠中的交流機以同步電機為主。

在同步發電機的銘牌上，規定了同步發電機的主要技術數據和運行方式。這些數據，就是同步發電機的額定值，在使用中，應當嚴格遵守。
同步電機的額定值主要有：
（1）額定容量SN（或額定功率PN）。對同步發電機來說，額定容量SN是是之處線端輸出的額定視在功率，一般以KVA（千伏安）或MVA（兆伏安）為單位；額定功率PN是指發電機輸出的額定有功功率，也就是說，在額定運行時（額定頻率、電壓、電流、功率因數），同步發電機所能發出的最大的有功功率。一般以KW（千瓦）或MW（兆瓦，即百萬瓦）為單位。對同步發電機，通過額定容量（SN）可以確定額定電流，通過額定功率（PN）可以確定配套的原動機的容量
（2） 額定電壓UN：是指額定運行時發電機三相定子繞組的三相電壓值，單位為V(伏)或kV(千伏)。同步發電機在此值運行，繞組的升溫不會超過允許的范圍。同步發電機一般接成Y連接，同步電動機有Y連接或△連接。
（3）額定電流In：是指發電機在額定運行時，流過定子繞組的電流，單位為A（安）。
（4）額定效率ηN:是指電機在額定的運行時的效率。它是指發電機有功輸出功率和額有功輸入功率之比（%）。有功輸出功率等于輸入功率減去發電機總消耗。
（5）額定功率因數cosΦN：是指在額定運行情況下，發電機組的有功功率和額定容量的比值，即額定運行時，發電機組每個相定子電壓與電流之間的相位差的余值。 （cosΦN=PN/SN） 一般發電機組的cosΦN=0.8
（6）額定頻率fn:是指額定運行情況下，交流電的頻率，單位為Hz（赫茲）。我國規定使用交流電的頻率為50Hz.
（7）額定轉速nN:是指發電機在額定運行時，每分鐘的轉速數，單位為r/min（轉/分）
（8）額定勵磁電壓UfN：是指發電機在運行時，所需要的勵磁電壓，單位為V（伏）
（9）額定勵磁電流IfN:是指發電機在額定運行時。流過勵磁繞組的電流，單位為A（安）

工作原理

主磁場的建立：勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。
載流導體：三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。
切割運動：原動機拖動轉子旋轉(給電機輸入機械能)，極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組(相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場)。
交變電勢的產生：由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三 相 對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。
交變性與對稱性：由于旋轉磁場極性相間，使得感應電勢的極性交變;由于電樞繞組的對稱性，保證了感應電勢的三相對稱性。