同步電動機工作原理

　　同步電動機是一種交流電動機，其工作原理基于電磁感應和電磁力學原理。當同步電動機接通電源后，電流在定子繞組中形成旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場的旋轉(zhuǎn)速度取決于電源的頻率和定子繞組的極數(shù)。同時，轉(zhuǎn)子內(nèi)部也存在著一個磁場，這個磁場是由直流電源或恒流源提供的，該磁場的極數(shù)與定子繞組的極數(shù)相同。

　　當定子旋轉(zhuǎn)磁場的速度與轉(zhuǎn)子磁場的速度相等時，轉(zhuǎn)子開始跟隨定子旋轉(zhuǎn)，這時同步電動機達到同步轉(zhuǎn)速。如果定子旋轉(zhuǎn)速度改變，轉(zhuǎn)子則會失去同步，這時同步電動機進入滑差狀態(tài)。

　　同步電動機工作時，定子的三相繞組中通入三相對稱電流，轉(zhuǎn)子的勵磁繞組通入直流電流。在定子三相對稱繞組中通入三相交變電流時，將在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在轉(zhuǎn)子勵磁繞組中通人直流電流時，將產(chǎn)生極性恒定的靜止磁場。若轉(zhuǎn)子磁場的磁極對數(shù)與定子磁場的磁極對數(shù)相等，轉(zhuǎn)子磁場因受定子磁場磁拉力作用而隨定子旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)子以等同于旋轉(zhuǎn)磁場的速度、方向旋轉(zhuǎn)。

　　在同步電動機工作的過程中，由于轉(zhuǎn)子磁場的存在，轉(zhuǎn)子會在旋轉(zhuǎn)過程中受到電磁力的作用，這個電磁力稱為拉力。拉力的大小取決于定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場之間的相對位置和大小，當相對位置發(fā)生變化時，拉力的大小也隨之改變。由于這個拉力的存在，同步電動機可以產(chǎn)生較大的啟動轉(zhuǎn)矩和運行轉(zhuǎn)矩，因此被廣泛應用于各種工業(yè)領域。

　　同步電動機的特性

　　同步電機是一種將三相交流電變換成恒疋轉(zhuǎn)速的輸出機械功率的電機。在同步電機定子上，齒槽沖片疊成的鐵芯上嵌裝了三相繞組，而轉(zhuǎn)子上裝有直流勵磁的磁極。定子鐵芯內(nèi)的三相繞組是這樣設置的：各相繞組是對稱的，在定子表面各相相差120°電角度，而各相電勢相位也相差120°電角度。根據(jù)電機學電勢向量分析可知，這個三相繞組通電后將在定子空間產(chǎn)生一個與電網(wǎng)頻率同步的旋轉(zhuǎn)磁場。而其轉(zhuǎn)子磁場由于是恒定勵磁，相對于轉(zhuǎn)子是靜止的，定、轉(zhuǎn)子磁場作用結(jié)果，轉(zhuǎn)子磁場被定子磁場吸引，以同步速度旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。因此，電動機以同步速度運行，并輸出機械轉(zhuǎn)矩。

　　同步電動機具有以下特點：

　　同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好：同步電動機的轉(zhuǎn)速是由電源的頻率和定子繞組的極數(shù)決定的，因此同步電動機的轉(zhuǎn)速非常穩(wěn)定。

　　啟動轉(zhuǎn)矩?。和诫妱訖C的啟動轉(zhuǎn)矩較小，因此通常需要外部啟動裝置。

　　運行穩(wěn)定性好：同步電動機運行時的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不會出現(xiàn)速度波動。

　　功率因數(shù)高：同步電動機的功率因數(shù)一般在0.8以上，因此它可以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少電網(wǎng)的損耗。

　　可以產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩：同步電動機在運行時可以產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，因此廣泛應用于各種需要大轉(zhuǎn)矩的場合。

　　對電源的質(zhì)量要求高：同步電動機對電源的質(zhì)量和穩(wěn)定性要求較高，對電網(wǎng)的電壓和頻率變化較為敏感。

　　維護成本較高：同步電動機的維護成本較高，需要定期檢查和維護，替換磨損部件?？偟膩碚f，同步電動機具有轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好、功率因數(shù)高、可產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩等特點，但啟動轉(zhuǎn)矩小、對電源質(zhì)量要求高、維護成本較高等缺點也需要考慮。