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作者 ： stro ngerHuang

同步電機廣泛應用于工業(yè)領域，今天結合圖文給大家講述一下同步電機工作原理（附視頻）。

一、電機分類

電機種類比較多，在講述同步電機之前，先講講電機分類：

（圖片來源網絡）

二、同步電機簡介

同步電動機是勵磁磁場與電樞的旋轉磁場相互作用而產生轉矩，以同步轉速旋轉的交流電動機。

它的轉子旋轉速度與定子繞組所產生的旋轉磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電動機。

同步電機和異步電機都是一種常用的交流電機，定子繞組相同。與異步電動機不同的是異步電動機的速度取決于作用在其上的轉矩，同步電動機具有恒速轉矩特性。

同步電機是高效率、高精度的電機，具有比同類電機更高的效率(機電功率轉換比)，它的效率在90 - 92%之間 。

三、工作原理

同步電動的工作原理是：RMF（Rotating Magnetic Field）旋轉磁場相互作用。

恒速特性是通過恒定磁場和旋轉磁場的相互作用實現(xiàn)的。 同步電動機轉子產生恒定磁場，定子產生旋轉磁場 。

1.定子： 旋轉磁場

定子的勵磁線圈由三相交流電源激勵。這將產生一個以同步速度旋轉的旋轉磁場(RMF)。

2.轉子： 恒定磁場

轉子由直流電源勵磁，轉子線圈周圍由直流勵磁產生的磁場如下圖所示。

3.同步轉速

轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系： n=60f/ p 。

其中f為電網頻率，p為電機的極對數(shù)，n稱為同步轉速。若電網的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時同步電機的轉速恒為常數(shù)而與負載的大小無關。

4.為什么同步電機不能自動啟動?

如果轉子沒有初始轉動，轉子的北極顯然會被RMF的南極所吸引，并開始向同一方向移動。但是由于轉子有一定的慣性，這個起動速度會很低。到這個時候，RMF的南極將被北極取代。

5.同步電機自啟動：采用阻尼繞組

為了使同步電機自動啟動，通過巧妙地安裝了一個松鼠籠。它們也被稱為阻尼繞組。

在啟動轉子磁場線圈不通電，所以有了旋轉磁場，電在鼠籠中被感應，轉子開始轉動，就像感應電動機開始轉動一樣。當轉子達到最大轉速時，轉子勵磁線圈通電。

因此，如前所述，轉子的磁極與RMF的磁極相鎖，并開始以同步速度旋轉。當轉子以同步速度旋轉時，鼠籠與RMF之間的相對運動為零。

6.同步電機不同步

同步電機只有在負載在電機能力范圍內時，才會不考慮負載而產生恒速。如果外部轉矩負荷大于電機產生的轉矩，則會失去同步而停止。

同時，電源電壓和勵磁電壓過低是造成失同步的另一個原因。

7.同步電機原理視頻

四、其它

1.同步電機與異步電機設計上的區(qū)別

同步電機和異步電機最大的區(qū)別在于它們的轉子速度與定子旋轉磁場是否一致，電機的轉子速度與定子旋轉磁場相同，叫同步電機，反之，則叫異步電機。

另外，同步電機與異步電機的定子繞組是相同的，區(qū)別在于電機的轉子結構。異步電機的轉子是短路的繞組，靠電磁感應產生電流。而同步電機的轉子結構相對復雜，有直流勵磁繞組，因此需要外加勵磁電源，通過滑環(huán)引入電流；因此同步電機的結構相對比較復雜，造價、維修費用也相對較高。

2.參考網址

https://www.learnengineering.org/working-of-synchronous-motor.html

https://baike.baidu.com/item/同步電動機/3468433?fr=aladdin

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