三相同步電機簡介

以同步速度（即旋轉磁場的速度）執行的機電能量轉換裝置（或電機）稱為同步電機。同步電機是一種交流電機，即它需要交流電源才能工作。

根據能量轉換，同步電機可以分為兩種型別：

同步電機是電力系統應用中使用最廣泛的電機，例如發電機、功率因數校正、驅動恆速機械負載等。

將機械能轉換為交流電的同步電機稱為同步發電機或交流發電機。而將交流電轉換為機械能的同步電機稱為同步電動機。

在大多數實際應用中使用的同步電機是三相交流電機。但是，也存在單相同步電機，但它們用於特殊應用。

同步電機（發電機或電動機）始終以恆定速度執行，稱為同步速度。同步速度由以下關係給出：

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

其中，

同步速度以每分鐘轉數 (RPM) 測量。

為了獲得滿意的執行，同步電機始終保持公式1中的表示式。如果同步電機無法保持公式1中的上述關係，則電機將停止執行，這種情況稱為電機的失去同步或異步。因此，這證明同步電機設計為以恆定速度執行。

同步電機的執行原理

同步電機的執行原理基於電磁相互作用定律和磁互鎖定律。

根據電磁相互作用定律，當導體和磁場之間存在相對運動時，導體中會感應出電動勢。另一方面，當載流導體置於磁場中時，導體上會作用一個力，該力會使導體運動。

根據磁互鎖定律，兩個不同的磁場（定子的磁場和轉子的磁場）相互鎖定並以相同的速度旋轉。這種現象稱為磁互鎖。

這兩個原理解釋了同步電機的執行。同步電機首先透過電磁相互作用啟動，然後轉子和定子的磁場鎖定在一起，以同步速度旋轉。

透過電磁感應過程將機械能轉換為三相電能的同步電機稱為三相同步發電機或交流發電機。

三相交流發電機由電樞繞組和勵磁繞組組成，其中電樞繞組中感應出電動勢，而勵磁繞組產生工作磁場。對於三相交流發電機，電樞繞組設定在電機的定子部分，而勵磁繞組設定在轉子上。固定電樞繞組的主要優點是無需像直流發電機那樣需要換向器。

三相同步發電機最廣泛地用於發電廠發電。

將三相電能轉換為機械能的同步電機稱為三相同步電動機。

與任何其他電動機一樣，同步電動機也由兩個主要部分組成，即定子和轉子。定子帶有三相電樞繞組，而轉子帶有勵磁繞組，勵磁繞組由直流電源勵磁以產生一定數量的固定磁極。

同步電動機的獨特之處在於它可以以恆定速度執行，稱為同步速度。儘管如此，三相同步電動機的主要缺點是它沒有自啟動轉矩。因此，為了啟動三相同步電動機，必須透過某些輔助手段將其速度提高到接近同步速度。

作為恆速電機，電機上的負載不會超過極限值。如果電機上的負載超過極限值，電機將立即停止。三相同步電動機用於：以恆定速度驅動機械負載、提高系統的功率因數等。

以下是同步電機（電動機或發電機）的關鍵特徵：

列印頁面