同步電動機

同步電機是一種應(yīng)用很廣的交流電機，主要被用作發(fā)電機運行，是發(fā)電廠用以產(chǎn)生電能

的機械，同時亦可作為電動機運行。同步電機的轉(zhuǎn)速總是和定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相

同，故稱為同步電機。

同步發(fā)電機與其它電機一樣，是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分所組成。它的定子是將三相交流繞

組嵌置于由沖好槽的硅鋼片疊壓而成的鐵芯里，它的轉(zhuǎn)子通常由磁極鐵芯及勵磁繞組構(gòu)成。

圖(1-15)為轉(zhuǎn)子是四極時的同步電機結(jié)構(gòu)原理圖。

如果用原動機拖動同步電機的轉(zhuǎn)子，以每分鐘n(轉(zhuǎn)/分鐘)的速度旋轉(zhuǎn)，同時在轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組中經(jīng)過滑環(huán)（圖中未畫出）通入一定的直流電勵磁，那么轉(zhuǎn)子磁極就產(chǎn)生四個極的磁場，這磁場隨轉(zhuǎn)子一起以n(轉(zhuǎn)/分鐘)的速度旋轉(zhuǎn)，它對定子有了相對運動，就在定子繞組中感應(yīng)出交流電勢，在定子繞組的引出端可以得到交流電勢。如果定子是三相繞組，那么就可以得到三相交流電勢。

我國電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率f=50Hz，是一個固定的數(shù)值。因此同步電機的轉(zhuǎn)速與極對數(shù)p成反

比例關(guān)系。當(dāng)p=1（兩極電機）時，n=3000r/min, p=2（四極電機）時，n=1500r/min。p=3

（六極電機）時，n=1000r/min； p=4（八極電機）時，n=750r/min，依此類推。對于一臺

已經(jīng)造好的同步電機，極對數(shù)p為定值，因此同步電機的轉(zhuǎn)速是一個恒定不變的數(shù)值，它的

大小與負載無關(guān)。

在火力發(fā)電廠中，應(yīng)用汽輪機作為原動機，拖動同步發(fā)電機，整個機組稱為汽輪發(fā)電機

組。由于汽輪機在高轉(zhuǎn)速時運行較為經(jīng)濟，所以汽輪發(fā)電機應(yīng)有盡可能高的轉(zhuǎn)速，現(xiàn)在的汽

輪發(fā)電機都是兩極或四極的，其轉(zhuǎn)速為3000r/min或1500r/min。

同步電機除作為發(fā)電機運行外，還可以作為電動機運行，亦可作為調(diào)相機等特殊用途運

行。

異步電動機

三相異步電動機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子上繞著對稱三相繞組，轉(zhuǎn)子上有連接成閉合回路的鼠籠式導(dǎo)體或線繞式三相繞組，依此分別稱為鼠籠式電機或線繞式電機。我們知道，通有電流的導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用，這是電動機能夠運轉(zhuǎn)的基本原理。直流電機必須將電樞和勵磁繞組都接電源才能工作，而異步電動機只要將定子繞組接電源，轉(zhuǎn)子不接電源就能運轉(zhuǎn)。這是因為異步電動機的定子繞組接通三相電源后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。由于磁場在運動，它與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體之間就有相對切割作用，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中就出現(xiàn)感應(yīng)電勢和電流（其方向由右手定則決定），轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作，又產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 M（其方向由左手定則決定），轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同，于是轉(zhuǎn)子就跟隨旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)起來。

對圖（1-16）所示二極機來說，定子電流經(jīng)過一個周期的變化，磁場就轉(zhuǎn)一圈。

這里同步轉(zhuǎn)速也就是異步電動機的理想空載轉(zhuǎn)速。電動機實際的轉(zhuǎn)速必定低于同步轉(zhuǎn)

速。這是因為如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n等于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場間就沒有相對運

動，也就產(chǎn)生不了電磁轉(zhuǎn)矩，電動機也就不能克服摩擦轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。正是基于轉(zhuǎn)子總是以小

于同步轉(zhuǎn)速n0的轉(zhuǎn)速n緊跟著磁場旋轉(zhuǎn)，所以把這類電動機叫做異步電動機。又因為這種電

動機的轉(zhuǎn)子電流不是由電源產(chǎn)生，而是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以又叫做感應(yīng)電動機。