什么是同步电机?同步电机的分类与特点

有关同步电机的分类与特点，同步发电机把机械能转换为电能，同步电动机把电能转换为机械能，同步电机的分类与工作原理，一起来了解下。

同步电机的分类特点

一、什么是同步电机

同步电机是转子转速与定子绕组产生的旋转磁场的转速相等的一种交流电机，按用途不同，可分为同步发电机，同步电动机和同步补偿机。

同步发电机把机械能转换为电能，现代电力工业中，无论是火力发电，水力发电，核能发电或柴油机发电等。几乎全部采用同步发电机发电，供给各工矿企业及日常生活的需要.

同步电动机把电能转换为机械能，由于电流频率与极对数一定时，其转速不随负载的变化而变化，且功率因数可调，广泛用于不要求调速和功率较大的机械设备。

同步补偿机专门用来调节向电网输送电感性或电容性的无功功率，以改普功率因数，提高电网运行经济性，故补偿机内基本上没有有功功率的转换。

同步电机，和感应电机一样是一种常用的交流电机。

同步电机是电力系统的心脏，它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体，实现电能与机械能变换的元件，其动态性能十分复杂，而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。

特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，其中f为电网频率，p为电机的极对数，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。

同步电机的工作原理：

1、主磁场的建立

励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。

2、同步电机结构模型

1)载流导体

三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。- 电工技术之家

2)切割运动

原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。

3)交变电势的产生

由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。

4)交变性与对称性

由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。

二、同步电机的分类

1、按运行方式和功转换方向：

同步发电机，同步电动机，同步调相机。

2、按结构分 旋转磁极式

旋转电把式（小容量）

3、按磁极的形状分：

隐极机，凸极机。

4、按原动机的类别分：

汽轮发电机，水轮发电机，柴油发电机，燃汽轮发电机，风力发电机。

汽轮发电机——转速高、离心力大（p=1，p=2）——隐极式

水轮发电机——转速低、极数多（8对极、16对数）——凸极式?

（a）隐极式（b）凸极式

图1 旋转磁极式同步电机

三、同步电机的分类方式

同步电机是根据什么来分类？

以下(电工技术之家 www.dgjs123.com)为大家介绍同步电机的类别和分类方式。

同步电机可以按运行方式、结构形式、原动机的类别等进行分类。

按运行方式分，同步电机可分为发电机、电动机和调相机三类。发电机把机械能转换为电能；电动机把电能转换为机械能；调相机基本上不转安有功功率，专门用来调节电网的无功功率，以改善电网的功率因数。

按结构形式分，同步电机可分为旋转电枢式(磁极固定)和旋转磁极式电枢固定)两种。

通常三相同步电机的电枢绕组与三相电网联接，励磁绕组则与直流电源联接。

对于高压、大中型同步电机，为了易于引出或引入电枢电流，一般都采用旋转磁极式，只有某些小型或特殊用途的同步电机，如无刷励磁同步电机励磁系统中用的交流发电机，才采用旋转电枢式。

旋转磁极式同步电机又可以按照磁极的形状分为隐极式和凸极式。

隐极式转了是圆柱形，励磁绕组为分布绕组，转了除小型电机用叠片结构外，一般都是整体的，气隙均匀，一般用于高速同步电机。

凸极式转了有显露的磁极，励磁绕组为集中绕组，转子的磁乏和磁极一般不是整体的，气隙也是不均匀的，极弧底下气隙较小，极间部分气隙较大，一般用于低速同步电机(2p≥4)。

按原动机类别分，同步电机可分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机等。

汽轮发电机由于转速高，转子各部分受到的离心力很大。

机械强主要求高，故一般采用隐极式；水轮发电机转速低、极数多，所以采用结构和制造上比较简单的凸极式。同步电动机、柴油发电机和调相机一般也做成凸极式的。

除此之外，同步电机还可以按照极数分为三相和单相两种；按通风方式分为开启式、防护式、封闭式；按照磁路结构分为隐极式、凸极式、爪极式、感应子式、永磁式、磁滞式、磁阻式、电磁减速式等。