三相同步机简介

以同步速度（即旋转磁场的速度）运行的机电能量转换装置（或电机）称为同步机。同步机是一种交流电机，即需要交流电源才能工作。

根据能量转换，同步机可分为两种类型 −

同步机是电力系统应用中最广泛使用的电机，如发电机、功率因数校正、驱动恒速机械负载等。

将机械能转换为交流电的同步机称为同步发电机或交流发电机。而将交流电转换为机械能的同步机称为同步电动机。

在大多数实际应用中，同步机都是三相交流机。然而，也有单相同步机，但它们用于特殊应用。

同步机（发电机或电动机）始终以恒定速度运行，称为同步速度。 同步速度由以下关系给出，

$$\mathrm{\mathit{N_{s}}\:=\:\frac{120\mathit{f}}{\mathit{p}}\cdot \cdot \cdot (1)}$$

其中，

同步速度以每分钟转数 (RPM) 为单位。

为了正常运行，同步机始终保持公式 1 中给出的表达式。如果同步机无法保持公式 1 中的上述关系。机器将停止运行，这种情况称为机器的失去同步或不同步。因此，这证明同步机设计为以恒定速度运行。

同步机的工作原理

同步机的工作原理基于电磁相互作用定律和磁联锁定律。

根据电磁相互作用定律，当导体与磁场之间存在相对运动时，导体中会产生 EMF。另一方面，当将载流导体置于磁场中时，力会作用在导体上，从而使导体移动。

根据磁联锁定律，两个不同的磁场（定子场和转子场）锁定在一起并以相同的速度旋转。这种现象称为磁联锁。

这两个原理解释了同步电机的工作原理。同步电机首先通过电磁相互作用启动，然后转子和定子的磁场锁定在一起，以同步速度旋转。

通过电磁感应过程将机械能转换为三相电能的同步机称为三相同步发电机或交流发电机。

三相交流发电机由电枢绕组和励磁绕组组成，其中 EMF 在电枢绕组中感应，而励磁绕组产生工作磁场。对于三相交流发电机，电枢绕组设置在机器的定子部分，而励磁绕组设置在转子上。固定电枢绕组的主要优点是不需要直流发电机所需的换向器。

三相同步发电机最广泛用于发电厂的发电。

将三相电能转换为机械能的同步机称为三相同步电动机。

与任何其他电动机一样，同步电动机也由两个主要部分组成，即定子和转子。定子带有三相电枢绕组，而转子带有由直流电源激励以产生一定数量的固定磁极的励磁绕组。

同步电动机的一个独特功能是它可以以恒定速度运行，称为同步速度。但是，三相同步电动机的主要缺点是它没有自启动转矩。因此，为了启动三相同步电动机，需要通过某种辅助手段将其转速提高到几乎同步转速。

作为恒速电动机，电动机上的负载不会超过极限值。如果电动机上的负载超过极限值，电动机将立即停止。三相同步电动机用于−以恒定速度驱动机械负载，提高系统的功率因数等。

以下是同步机（电动机或发电机）的主要特点 −