三相同步电机简介

以同步速度（即旋转磁场的速度）运行的机电能量转换装置（或电机）称为同步电机。同步电机是一种交流电机，即它需要交流电源才能工作。

根据能量转换，同步电机可以分为两种类型：

同步电机是电力系统应用中使用最广泛的电机，例如发电机、功率因数校正、驱动恒速机械负载等。

将机械能转换为交流电的同步电机称为同步发电机或交流发电机。而将交流电转换为机械能的同步电机称为同步电动机。

在大多数实际应用中使用的同步电机是三相交流电机。但是，也存在单相同步电机，但它们用于特殊应用。

同步电机（发电机或电动机）始终以恒定速度运行，称为同步速度。同步速度由以下关系给出：

$$\mathrm{\mathit{N_{s}}\:=\:\frac{120\mathit{f}}{\mathit{p}}\cdot \cdot \cdot (1)}$$

其中，

同步速度以每分钟转数 (RPM) 测量。

为了获得满意的运行，同步电机始终保持公式1中的表达式。如果同步电机无法保持公式1中的上述关系，则电机将停止运行，这种情况称为电机的失去同步或异步。因此，这证明同步电机设计为以恒定速度运行。

同步电机的运行原理

同步电机的运行原理基于电磁相互作用定律和磁互锁定律。

根据电磁相互作用定律，当导体和磁场之间存在相对运动时，导体中会感应出电动势。另一方面，当载流导体置于磁场中时，导体上会作用一个力，该力会使导体运动。

根据磁互锁定律，两个不同的磁场（定子的磁场和转子的磁场）相互锁定并以相同的速度旋转。这种现象称为磁互锁。

这两个原理解释了同步电机的运行。同步电机首先通过电磁相互作用启动，然后转子和定子的磁场锁定在一起，以同步速度旋转。

通过电磁感应过程将机械能转换为三相电能的同步电机称为三相同步发电机或交流发电机。

三相交流发电机由电枢绕组和励磁绕组组成，其中电枢绕组中感应出电动势，而励磁绕组产生工作磁场。对于三相交流发电机，电枢绕组设置在电机的定子部分，而励磁绕组设置在转子上。固定电枢绕组的主要优点是无需像直流发电机那样需要换向器。

三相同步发电机最广泛地用于发电厂发电。

将三相电能转换为机械能的同步电机称为三相同步电动机。

与任何其他电动机一样，同步电动机也由两个主要部分组成，即定子和转子。定子带有三相电枢绕组，而转子带有励磁绕组，励磁绕组由直流电源励磁以产生一定数量的固定磁极。

同步电动机的独特之处在于它可以以恒定速度运行，称为同步速度。尽管如此，三相同步电动机的主要缺点是它没有自启动转矩。因此，为了启动三相同步电动机，必须通过某些辅助手段将其速度提高到接近同步速度。

作为恒速电机，电机上的负载不会超过极限值。如果电机上的负载超过极限值，电机将立即停止。三相同步电动机用于：以恒定速度驱动机械负载、提高系统的功率因数等。

以下是同步电机（电动机或发电机）的关键特征：

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