同步电机工作原理

同步电机工作原理

 同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间又不变得关系n=ns=60f/p，ns成为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步电机为主。

在同步发电机的铭牌上，规定了同步发电机的主要技术数据和运行方式。这些数据，就是同步发电机的额定值，在使用中，应当严格遵守。
同步电机的额定值主要有：
（1）额定容量SN（或额定功率PN）。对同步发电机来说，额定容量SN是是之处线端输出的额定视在功率，一般以KVA（千伏安）或MVA（兆伏安）为单位；额定功率PN是指发电机输出的额定有功功率，也就是说，在额定运行时（额定频率、电压、电流、功率因数），同步发电机所能发出的最大的有功功率。一般以KW（千瓦）或MW（兆瓦，即百万瓦）为单位。对同步发电机，通过额定容量（SN）可以确定额定电流，通过额定功率（PN）可以确定配套的原动机的容量
（2） 额定电压UN：是指额定运行时发电机三相定子绕组的三相电压值，单位为V(伏)或kV(千伏)。同步发电机在此值运行，绕组的升温不会超过允许的范围。同步发电机一般接成Y连接，同步电动机有Y连接或△连接。
（3）额定电流In：是指发电机在额定运行时，流过定子绕组的电流，单位为A（安）。
（4）额定效率ηN:是指电机在额定的运行时的效率。它是指发电机有功输出功率和额有功输入功率之比（%）。有功输出功率等于输入功率减去发电机总消耗。
（5）额定功率因数cosΦN：是指在额定运行情况下，发电机组的有功功率和额定容量的比值，即额定运行时，发电机组每个相定子电压与电流之间的相位差的余值。 （cosΦN=PN/SN） 一般发电机组的cosΦN=0.8
（6）额定频率fn:是指额定运行情况下，交流电的频率，单位为Hz（赫兹）。我国规定使用交流电的频率为50Hz.
（7）额定转速nN:是指发电机在额定运行时，每分钟的转速数，单位为r/min（转/分）
（8）额定励磁电压UfN：是指发电机在运行时，所需要的励磁电压，单位为V（伏）
（9）额定励磁电流IfN:是指发电机在额定运行时。流过励磁绕组的电流，单位为A（安）

工作原理

主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
切割运动：原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能)，极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。
交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三 相 对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。