同步电机概述

　　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，可分为同步补偿机、同步发电机和同步减速电机。

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

　　同步发电机把机械能转化为电能，在现代电力工业中，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。

　　同步减速电机把电能转换为机械能，由于电流频率与极对数一定时，其转速不随负载变化而变化，且功率因数可调，随意广泛用于不要求调速和功率较大的机器设备。

同步电机可控硅励磁系统

　　一、同步电机的励磁系统一般有两部分组成：

　　1、功率单元：用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场;

　　2、控制单元：用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流，以满足运行得需要。

　　二、励磁控制系统的作用

　　1、维持发电机机端电压

　　维持发电机机端电压在给定水平上是励磁控制系统*基本的和重要的作用;

　　2、在并列运行得发电机间合理分配无功功率

　　各并联发电机间承担得无功功率得大小取决于各发电机得调差特性，即发电机端电压Ut和无功电流IQ得关系，调差系数：

　　δ=-ΔUt/ΔIQ

　　3、提高电力系统

同步电机工作原理

　　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.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。

　　3.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)。

　　4.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。

　　5.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**变;由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。

同步电机运行方式

　　同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机*主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调 节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

同步电机的安装

　　以延伸轴部为准安装同步电机，同步电机用50t履带吊与车间内16t行车进行吊装就位，同步电机严格按电机安装使用说明书进行安装。电机只知道重量33t，因此双机如何抬吊，吊梁做成什么形式，要在电机进厂后根据情况再定。

同步电机的功率、转矩平衡关系

　　发电机不带负载时，原动机把同步电机带到同步转速。此时，输入的功率与电机的铁耗、附加损耗和机械损耗相等。即，P1=P0。

　　发电机带负载时，同样的转速下，输入功率增大。此时的P1=P0+Pem,Pem为电磁功率，是通过电感作用由气隙合成磁场传递到发电机定子的电功率。需要注意的是，此时的Pem还不是输出功率，Pem=Pcu+P2，要减去电枢绕组的铜耗才是输出功率。

　　可以做出结论：不要求**计算的话，对于PMSM，铁耗的产生主要在转子侧，铜耗的产生主要在定子侧。转速越高铁耗相对越大。铜耗与所通的电流有关，低速时，铜耗一般比铁耗大。

同步电机与异步电机区别

　　先说明一点的是，异步电机只用于电动机，极少用作发电机，都是同步电机用来发电。

　　异步电动机的原理主要是在定子中通入 3 相交流电，使其产生旋转磁场，转速为 n0，即同步转速。不同的磁极对数 p，在相同频率 f=50Hz 的交流电作用下，会产生不同的 n0，n0=60f/p。

　　工作原理如下：

　　对称 3 相绕组通入对称 3 相电流，产生旋转磁场，磁场线切割转子绕组，根据电磁感应原理，转子绕组中产生 e 和 i，转子绕组在磁场中受到电磁力的作用，即产生电磁转矩，使转子旋转起来，转子输出机械能量，带动机械负载旋转起来。转子转速 n

　　下面再说说同步电机：

　　同步电机作发电机运行时，转子绕组工作时加直流励磁，由外部机械力带动转子转动，n0 的方向与转矩 T 方向相反，定子中感应电动势(电磁感应原理)，然后输出电压。

　　同步电机作电动机运行时，转子绕组工作时加直流励磁，定子通 3 相交流电，产生旋转磁场，带动转子同步转动。

　　同步电机和异步电机区别：

　　1， 同步与异步的*大区别就在于看他门的转子速度是不是与定子旋转的磁场速度一致，如果转子的旋转速度与定子是一样的，那就叫同步电动机，如果不一致，就叫异步电动机。

　　2， 当极对数一定时，电机的转速和频率之间有严格的关系，用电机专业术语说，就是同步。异步电机也叫感应电机，主要作为电动机使用，其工作时的转子转速总是小于同步电机。

　　3，所谓“同步”就是电枢(定子)绕组流过电流后，将在气隙中形成一旋转磁场，而该磁场的旋转方向及旋转速度均与转子转向、转速相同，故为同步。异步电机的话，其旋转磁场与转子存在相对转速，即产生转距。

　　至于为什么异步电动机和同步电动机会有这样的区别，*根本的原因其实就是定子有没有加励磁，不加励磁为异步，因为只有产生相对运动了，才会有切割磁感线的作用(或者说是磁通变化)，才会产生电磁感应力(即安培力)。而加了励磁，定子就可以看作一块磁铁，有固定的 NS 极，会随着旋转磁场同步转动，所以称同步电机。(磁铁的吸引作用)