第1页：同步电机的基本概念与结构
- 同步电机
- 一种旋转的交流电机，其转子转速 n 与电动势频率 f 之间保持严格不变的关系：n=60f/p，p 为磁极对数。
- 运行方式
- 作为发电机运行把机械能转换为电能；作为电动机运行把电能转换为机械能；作为同步调相机运行向电网发送无功功率。
- 基本结构
- 由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成，分转场式和转枢式两类。最常用的转场式同步发电机，定子铁心内圆均匀分布定子槽，槽内嵌放三相对称交流绕组，定子又称电枢；转子铁心上装有成对磁极，磁极上的励磁绕组通以直流电流，在气隙中形成极性相间的励磁磁场（主磁场）。
- 气隙
- 处于电枢内圆和转子磁极之间，其厚度和形状对电机内部磁场分布和性能有重大影响。
第2页：同步转速与同步发电机工作原理
- 同步转速
- 我国电网频率为 50Hz，发电机转速必须为某些固定值才能保证频率与电网一致，这些固定值称为同步转速。2 极电机同步转速为 3000r/min，4 极电机为 1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是其名称的由来。
- 工作原理
- 励磁绕组通以直流励磁电流建立主磁场；三相对称电枢绕组充当功率绕组；原动机拖动转子旋转，励磁磁场随轴旋转并顺次切割定子各相绕组；电枢绕组与主磁场相对切割运动，感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电动势。
- 感应电动势
- 每相感应电动势有效值 E0=4.44fNΦfkw，其频率决定于转速 n 和极对数 p。旋转磁场极性相间使电动势极性交变，电枢绕组的对称性保证三相电动势对称。
第3页：同步电机的励磁方式
同步电机的三类励磁方式| 励磁方式 | 电源构成 | 特点 |
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| 直流励磁机励磁 | 与同步发电机同轴的一台直流发电机，采用并励或他励接法 | 采用他励时，励磁机的励磁电流由同轴的副励磁机供给 |
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| 静止整流器励磁 | 同轴的主发电机、交流主励磁机、交流副励磁机，经静止晶闸管与三相桥式硅整流器整流 | 副励磁机先由外部直流电源起励，电压建立后转为自励 |
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| 旋转整流器励磁 | 旋转电枢式交流主励磁机，其交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后直供转子励磁绕组 | 取消电刷和集电环，又称无刷励磁系统，适用于大容量发电机 |
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大容量同步发电机励磁电流达数千安培，若经电刷和集电环输送会使集电环严重过热，故常采用旋转整流器励磁。
第4页：同步电机的额定值
- 额定容量 SN 或额定功率 PN
- 指电机输出功率的保证值，单位 VA、kVA、MVA 或 W、kW、MW。发电机由额定容量确定电枢电流、由额定功率确定配套原动机容量；电动机的额定容量一般用 kW 表示，调相机用 kvar 表示。
- 额定电压 UN
- 额定运行时定子输出端的线电压，单位 V、kV。
- 额定电流 IN
- 额定运行时定子的线电流，单位 A。
- 额定功率因数 cosφN
- 额定运行时电机的功率因数。
- 额定频率 fN
- 额定运行时电枢输出端电能的频率，我国标准工业频率为 50Hz。
- 额定转速 nN
- 额定运行时电机的转速，即同步转速。
此外铭牌上还常列出额定负载时的温升、励磁容量和励磁电压等运行数据。
