同步电机如何产生单向转矩？

假设同步电机的转子是静止的。当一对旋转的定子磁极以同步速度扫过静止的转子磁极时，定子磁极将倾向于使转子在一个方向旋转，然后在另一个方向旋转。结果，转子首先在一个方向，然后在另一个方向上经历转矩。然而，转子具有较高的惯性，并且定子磁场滑动得如此之快，以至于转子无法跟随它。结果，转子无法移动，因此合成的启动转矩为零。

但是，如果转子磁极通过某种外部手段以这样的速度旋转，使其位置与定子磁极一起互换，那么转子将经历一个连续的单向转矩。

解释

假设定子磁场以同步速度沿顺时针方向旋转，并且转子也由某个外部原动机以这样的速度沿顺时针方向旋转，使转子磁极的位置与定子磁极一起互换。

现在，假设在任何时刻，定子和转子磁极都处于图 1 所示的位置。从图 1 可以看出，由于 N_S & S_R 和 S_S & N_R 磁极之间的磁吸引，转子将经历顺时针方向的转矩。

经过半个周期（参见图 2），定子磁极的极性反转，同时转子磁极也互换位置，因为转子磁极正由外部手段以这样的速度旋转，使其位置与定子磁极一起互换。结果是，由于 S_S & N_R 和 N_S & S_R 磁极之间的吸引，转子再次经历顺时针方向的转矩。因此，一个连续的单向转矩作用在转子上，并使转子沿顺时针方向移动。

在这种情况下，转子上的磁极始终面对极性相反的定子磁极，因此在其间建立了强大的磁吸引力。这种吸引力将转子和定子磁极磁性锁定在一起（称为磁锁定）。因此，转子实际上被拉入与定子旋转磁场的速度（即同步速度）同步。

现在，如果移除驱动转子的外部原动机，转子将继续以相同方向以同步速度旋转，因为转子磁极已与定子磁极磁性锁定。此外，由于定子和转子磁极之间的这种磁锁定，同步电机以旋转磁场的速度运行，即同步速度。

Manish Kumar Saini

更新于：2021-10-28

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