同步電機的結構和運行原理

　　同步電機是交流電機的一種。普通同步電機與異步電機的根本區別是轉子側（特殊結構時也可以是定子側）裝有磁極并通入直流電流勵磁，因而具有確定的極性。由于定、轉子磁場相對靜止及氣隙合成磁場恒定是所有旋轉電機穩定實現機電能量轉換的兩個前提條件，因此，同步電機的運行特點是轉子的旋轉速度必須與定子磁場的旋轉速度嚴格同步。
同步電機主要用作發電機，全世界的發電量幾乎全部是由同步發電機發出。同步電機也可用作恒速的電動機，雖然其結構較異步電機復雜，但它可以運作在功率因數等于1或超前的功率因數下以改善電網的功率因數。此外還有一種同步調相機，實質上是不接機械負載的空載同步電動機，其目的是從電網吸取超前無功功率來補償其它電力用戶從電網吸取的滯后無功功率。
　　同步電機的原理和結構
　　同步電機的基本構造型式
　　同步電機可分為旋轉電樞式和旋轉磁極式兩種。旋轉電樞式，勵磁繞組在定子上，電樞繞組在轉子上。由于轉動著的電樞繞組要通過滑動接觸才能輸出或輸入電能，對于大容量電能則存在著諸多制約條件，因此旋轉電樞式結構只適用于小容量同步電機中。旋轉磁極式是同步電機的基本結構形式。在旋轉磁極式中，又可分為隱極式和凸極式兩種。隱極式結構所示，氣隙均勻，轉子機械強度高，直流勵磁嵌放在槽中，兩個大齒分別形成N、S極，適用于少高速的同步電機，汽輪發電機都采用隱極式結構。凸極式結構，氣隙不均勻，構造簡單，勵磁繞組繞在磁極上通入直流電形成N、S極。但由于旋轉時的空氣阻力大，比較適合于多極中速或低速旋轉場合，是水輪發電機的基本結構型式。下面分別以汽輪發電機和水輪發電機來介紹隱極同步電機和凸極同步電機。