同步電動機✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，如感應電動機（即異步電動機）♀☿☼☀☁☂☄，是常見的交流電動機①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。同步電動機是動力系統的心臟ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。它是一種結合了旋轉和靜態⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，電磁變化和機械運動來實現電能和機械能轉換的組件☾☽❄☃。它的動態性能非常復雜❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，其動態性能對于整個電力系統都是動態的⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。性能具有巨大影響ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。特征是：在穩態運行中♀☿☼☀☁☂☄，轉子速度和電網頻率n = ns = 60f / p之間存在恒定關系✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，其中f是電網頻率☾☽❄☃，p是電動機的極對❣❦❧♡۵，而ns稱為同步速度❣❦❧♡۵。如果電網頻率不變❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，則同步電動機在穩定狀態下的速度是恒定的⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，并且與負載的大小無關☾☽❄☃。同步電動機分為同步發電機和同步電動機㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。現代發電廠的交流電機主要基于同步發電機☈⊙☉℃℉❅。

工作原理

當同步電動機工作時㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，三相對稱電流被引入到定子的三相繞組中⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，并且直流電被施加到轉子的勵磁繞組中✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。當三相交流電通過定子三相對稱繞組時✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，在氣隙中產生旋轉磁場✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。當直流電施加到轉子勵磁繞組時①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，會產生恒定極性的靜磁場⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。如果轉子磁場的磁極對的數量等于定子磁場的磁極對的數量✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，則由于定子的磁場拉力⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，轉子磁場由定子旋轉磁場同步旋轉ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。磁場㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，即轉子以與旋轉磁場等效的速度和方向旋轉⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，這是同步電動機⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。基本工作原理⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。

操作模式

同步電動機有三種主要的運行模式ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，即發電機⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，電動機和補償器⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。

以發電機運行是同步電動機最重要的運行模式✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。

電動機運行是同步電動機的另一重要運行模式☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。同步電動機的功率因數可以調節

在不需要調速的情況下⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，使用大型同步電動機可以提高運行效率✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。小型同步電動機開始在變頻調速系統中找到更多的應用⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。

同步電動機也可以作為同步補償器連接到電網웃유ღ♋♂。此時⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，電動機不承受任何機械負載❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，并且調節轉子中的勵磁電流以將所需的感性或容性無功功率發送到電網웃유ღ♋♂，從而達到提高電網功率因數或調節電壓的目的⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。的網格⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

像其他類型的旋轉電機一樣❣❦❧♡۵，同步發電機由固定的定子和可旋轉的轉子組成❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。一般分為過渡同步電動機和樞軸同步電動機❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。

最常用的是同步同步發電機①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。定子芯的內周均勻地分布有定子槽❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，并且規則排列的三相對稱繞組被嵌入槽中✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。這種同步電機的定子也稱為電樞❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，定子鐵心和繞組也稱為電樞鐵心和電樞繞組ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。

轉子芯設置有一對一定形狀的磁極♀☿☼☀☁☂☄，并且在該磁極上纏繞有磁繞組✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。當施加直流電時㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，在電動機的氣隙中會在極性相之間形成磁場❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，這稱為勵磁磁場（也稱為主磁場）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。磁場❣❦❧♡۵，轉子磁場）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。

原動機拖動轉子旋轉（機械能輸入到電動機）⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，極性相之間的勵磁磁場隨軸旋轉♀☿☼☀☁☂☄，并依次切割定子相繞組（對應于繞組的導體以切割定子）☈⊙☉℃℉❅。激發磁場）ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。