同步電機和感應電機(即異步電機)一樣是一種常用的交流電機。同步電機是電力系統(tǒng)的心臟,它是一種集旋轉與靜止、電磁變化與機械運動于一體,實現(xiàn)電能與機械能變換的元件,其動態(tài)性能十分復雜,而且其動態(tài)性能又對全電力系統(tǒng)的動態(tài)性能有ji大影響。特點是:穩(wěn)態(tài)運行時,轉子的轉速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關系n=ns=60f/p,其中f為電網(wǎng)頻率,p為電機的極對數(shù),ns稱為同步轉速。若電網(wǎng)的頻率不變,則穩(wěn)態(tài)時同步電機的轉速恒為常數(shù)而與負載的大小無關。同步電機分為同步發(fā)電機和同步電動機?,F(xiàn)代發(fā)電廠中的交流機以同步發(fā)電機為主。
同步電機工作原理:
同步電動機工作時,定子的三相繞組中通入三相對稱電流,轉子的勵磁繞組通入直流電流。在定子三相對稱繞組中通入三相交變電流時,將在氣隙中產(chǎn)生旋轉磁場。在轉子勵磁繞組中通入直流電流時,將產(chǎn)生極性恒定的靜止磁場。若轉子磁場的磁極對數(shù)與定子磁場的磁極對數(shù)相等,轉子磁場因受定子磁場磁拉力作用而隨定子旋轉磁場同步旋轉,即轉子以等同于旋轉磁場的速度、方向旋轉,這就是同步電動機的基本工作原理。
運行方式:
同步電機的主要運行方式有三種,即作為發(fā)電機、電動機和補償機運行。
作為發(fā)電機運行是同步電機zui主要的運行方式。
作為電動機運行是同步電機的另一種重要的運行方式。同步電動機的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié),在不要求調(diào)速的場合,應用大型同步電動機可以提高運行效率。小型同步電動機在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應用。
同步電機還可以接于電網(wǎng)作為同步補償機。這時電機不帶任何機械負載,靠調(diào)節(jié)轉子中的勵磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或者容性無功功率,以達到改善電網(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目的。
同步發(fā)電機和其它類型的旋轉電機一樣,由固定的定子和可旋轉的轉子兩大部分組成。一般分為轉場式同步電機和轉樞式同步電機。
zui常用的是轉場式同步發(fā)電機,其定子鐵心的內(nèi)圓均勻散布著定子槽,槽內(nèi)嵌放著按規(guī)律排列的三相對稱繞組。這種同步電機的定子又稱為電樞,定子鐵心和繞組又稱為電樞鐵心和電樞繞組。
轉子鐵心上裝有制成必定形狀的成對磁極,磁極上繞有勵磁繞組,通以直流電流時,將會在電機的氣隙中形成極性相間的散布磁場,稱為勵磁磁場(也稱主磁場、轉子磁場)。
原動機拖動轉子旋轉(給電機輸入機械能),極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組(相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場)。