同步電動(dòng)機的原理

同步電動(dòng)機是屬于交流電機，定子繞組與異步電動(dòng)機相同。它的轉子旋轉速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉磁場(chǎng)的速度是一樣的，所以稱(chēng)為同步電動(dòng)機。正由于這樣，同步電動(dòng)機的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動(dòng)機是一個(gè)容性負載。為此，在很多時(shí)候，同步電動(dòng)機是用以改進(jìn)供電系統的功率因素的。
            同步電動(dòng)機在結構上大致有兩種：
            1、轉子用直流電進(jìn)行勵磁。這種電動(dòng)機的轉子如圖1所示，從圖中可看出來(lái)，它的轉子做成顯極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場(chǎng)線(xiàn)圈是相互串聯(lián)的，接成具有交替相反的極性，并有兩根引線(xiàn)連接到裝在軸上的兩只滑環(huán)上面。磁場(chǎng)線(xiàn)圈是由一只小型直流發(fā)電機或蓄電池來(lái)激勵，在大多數同步電動(dòng)機中，直流發(fā)電機是裝在電動(dòng)機軸上的，用以供應轉子磁極線(xiàn)圈的勵磁電流。
                由于這種同步電動(dòng)機不能自動(dòng)啟動(dòng)，所以在轉子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動(dòng)機啟動(dòng)之用。鼠籠繞組放在轉子的周?chē)?，結構與異步電動(dòng)機相似。
               
            當在定子繞組通上三相交流電源時(shí)，電動(dòng)機內就產(chǎn)生了一個(gè)旋轉磁場(chǎng)，鼠籠繞組切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生感應電流，從而使電動(dòng)機旋轉起來(lái)。電動(dòng)機旋轉之后，其速度慢慢增高到稍低于旋轉磁場(chǎng)的轉速，此時(shí)轉子磁場(chǎng)線(xiàn)圈經(jīng)由直流電來(lái)激勵，使轉子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉磁極，這樣就增加電動(dòng)機轉子的速率直至與旋轉磁場(chǎng)同步旋轉為止。
            2、轉子不需要勵磁的同步電機
               
            轉子不勵磁的同步電動(dòng)機能夠運用于單相電源上，也能運用于多相電源上。這種電動(dòng)機中，有一種的定子繞組與分相電動(dòng)機或多相電動(dòng)機的定子相似，同時(shí)有一個(gè)鼠籠轉子，而轉子的表面切成平面，如圖2所示。所以是屬于顯極轉子，轉子磁極是由一種磁化鋼做成的，而且能夠經(jīng)常保持磁性。鼠籠繞組是用來(lái)產(chǎn)生啟動(dòng)轉矩的，而當電動(dòng)機旋轉到一定的轉速時(shí)，轉子顯極就跟住定子線(xiàn)圈的電流頻率而達到同步。顯極的極性是由定子感應出來(lái)的，因此它的數目應和定子上極數相等，當電動(dòng)機轉到它應有的速度時(shí)，鼠籠繞組就失去了作用，維持旋轉是靠著(zhù)轉子與磁極跟住定子磁極，使之同步。