同步机的构造

像任何其他旋转电机一样，同步电机（发电机或电动机）有两个基本部分：

• 定子 − 它是电机的静止部分，承载电枢绕组。

• 转子 − 它是电机的旋转部分。同步电机的转子产生主磁通。

本章，让我们讨论同步电机的定子和转子的构造。

定子构造

同步电机的定子包括框架、定子铁芯、定子绕组和冷却机构等各个部分。框架是机器的外壳，小型机器由铸铁制成，大型机器由焊接钢制成。框架封闭整个机器组件并保护其免受机械和环境的影响。

定子铁芯是一个空心圆柱体，由优质硅钢片构成。硅钢片减少了机器中的磁滞损耗和涡流损耗。定子铁芯内圆周上设有多个均匀分布的槽。三相绕组布置在这些槽中。当电流流过定子绕组时，它会产生正弦磁场，从而产生电动势。

转子构造

在同步电机中，使用了两种类型的转子结构，即凸极转子和圆柱转子。

凸极转子

术语“凸极”意为“突出”。因此，凸极转子是指其磁极从转子铁芯表面突出的转子，如图2所示。

由于转子受到变化的磁场的影响，因此它由薄钢片构成以减少涡流损耗。相同尺寸的磁极通过堆叠所需长度的叠片然后铆接在一起构成。在每个磁极铁芯周围绕组励磁线圈后，磁极被安装到连接到转子轴的钢制轮辐上。

在每个磁极的外端，设有阻尼条以抑制负载突然变化时转子的振荡。尽管使用凸极转子的同步电机具有不均匀的空气隙，其中磁极中心下的空气隙最小，而磁极之间的空气隙最大。磁极极面（磁极的外端）的形状使得径向空气隙的长度从磁极中心到磁极尖端增加，因此可以产生气隙中正弦分布的磁通。这将确保同步电机的平稳运行。

在凸极转子中，各个励磁线圈串联连接，以便它们可以产生交替的南北极。励磁线圈的两端通过电刷和滑环连接到直流电源。

具有凸极转子的同步电机通常具有大量的磁极，并且以较低的速度运行。这些机器具有较大的直径和较短的轴向长度。

圆柱转子

这种类型的同步电机转子结构具有光滑的圆柱形结构。在圆柱转子的情况下，没有向外突出的物理磁极。圆柱转子由优质镍铬钼钢的整体锻造件制成。

在转子的外圆周上，在转子的大约三分之二部分上切割出均匀分布的槽，并且这些槽平行于转子轴。励磁绕组放置在这些槽中。励磁绕组由直流电源励磁。转子的未开槽部分形成磁极极面。

使用圆柱转子的同步电机具有较小的直径和较长的轴向长度。圆柱转子结构限制了离心力的影响。因此，圆柱转子结构主要用于高速同步电机。此外，这种转子结构提供了更大的机械强度，并允许对机器进行更精确的动态平衡。

使用圆柱转子的同步电机的主要优点是它减少了机械损耗。由于圆柱转子在机器中提供了均匀的空气隙，因此其运行噪音较低。