同步電機是一種交流電機，其工作原理是轉子轉速恒等于電樞旋轉磁場(chǎng)的轉速，即轉子轉速與電樞電流的頻率之間存在一種嚴格不變的關(guān)系 。

一同步電動(dòng)機的工作原理

　　同步電機的基本結構

　　同步電機的結構圖

　　同步電機在結構上是定子鐵心上嵌放三相對稱(chēng)繞組，轉子鐵心上裝置直流勵磁繞組。

　　1、主磁場(chǎng)的建立：勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場(chǎng)，即建立起主磁場(chǎng)。

　　2、載流導體：三相對稱(chēng)的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。

　　3、切割運動(dòng)：原動(dòng)機拖動(dòng)轉子旋轉(給電機輸入機械能)，極性相間的勵磁磁場(chǎng)隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組。

　　4、交變電勢的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)之間的相對切割運動(dòng)，電樞繞組中將會(huì )感應出大小和方向按周期性變化的三相對稱(chēng)交變電勢。通過(guò)引出線(xiàn)，即可提供交流電源。

二同步電機的主要運行方式

　　1、 發(fā)電機：是同步電機最主要的運行方式。

　　2、電動(dòng)機：是同步電機的另一種重要的運行方式。同步電動(dòng)機的功率因數可以調節，在不要求調速的場(chǎng)合，應用大型同步電動(dòng)機可以提高運行效率。近年來(lái)，小型同步電動(dòng)機在變頻調速系統中開(kāi)始得到較多地應用。

　　3、 補償機：同步電機接于電網(wǎng)作為同步補償機。這時(shí)電機不帶任何機械負載，靠調節轉子中的勵磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或者容性無(wú)功功率，以達到改善電網(wǎng)功率因數或者調節電網(wǎng)電壓的目的。

三兩種同步電動(dòng)機的比較

　　1、無(wú)刷直流電動(dòng)機(簡(jiǎn)稱(chēng)BDCM)：其出發(fā)點(diǎn)是用裝有永磁體的轉子取代有刷直流電動(dòng)機的定子磁極，將原直流電動(dòng)機的轉子電樞變?yōu)槎ㄗ?。有刷直流電?dòng)機是依靠機械換向器將直流電流轉換為近似梯形波的交流，而B(niǎo)DCM是將方波電流(實(shí)際上也是梯形波)直接輸入定子，其好處就是省去了機械換向器和電刷，也稱(chēng)為電子換向。為產(chǎn)生恒定電磁轉矩，要求系統向BDCM輸入三相對稱(chēng)方波電流，同時(shí)要求BDCM的每相感應電動(dòng)勢為梯形波，因此也稱(chēng)BDCM為方波電動(dòng)機;

　　2、永磁同步電動(dòng)機(簡(jiǎn)稱(chēng)PMSM)：其出發(fā)點(diǎn)是用永磁體取代電勵磁式同步電動(dòng)機轉子上的勵磁繞組，以省去勵磁線(xiàn)圈、滑環(huán)和電刷。PMSM的定子與電勵磁式同步電動(dòng)機基本相同，要求輸入定子的電流仍然是三相正弦的。為產(chǎn)生恒定電磁轉矩，要求系統向PMSM輸入三相對稱(chēng)正弦電流，同時(shí)要求PMSM的每相感應電動(dòng)勢為正弦波，因此也稱(chēng)PMSM為正弦波電動(dòng)機。

　　同步電動(dòng)機的最大優(yōu)點(diǎn)是調節勵磁電流可以改變功率因數。在一定有功功率下，改變可得到同步電動(dòng)機的U形曲線(xiàn)。過(guò)勵時(shí)從電網(wǎng)吸收超前無(wú)功功率，欠勵時(shí)從電網(wǎng)吸收滯后無(wú)功功率。

　　當改變同步電動(dòng)機的勵磁電流時(shí)，能夠改變同步電動(dòng)機的功率因數，這點(diǎn)是三相異步電動(dòng)機所不具備的。當改變勵磁電流時(shí)，同步電動(dòng)機功率因數變化的規律可以分為三種情況，即正常勵磁狀態(tài)、欠勵狀態(tài)和過(guò)勵狀態(tài)。同步電動(dòng)機拖動(dòng)負載運行時(shí)，一般要過(guò)勵，至少運行在正常勵磁狀態(tài)，不要讓它運行在欠勵狀態(tài)。

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