同步电机的结构与工作原理

同步电动机是一种将三相交流电变换成恒定转速的输出机械功率的电机。在同步电机定子上，齿槽冲片叠成的铁心上嵌装了三相绕组，而转子上装有直流励磁的磁极。定子铁心内的三相绕组是这样设置的：各相绕组是对称的，在定子表面各相带占120度电角度，而各相电势相位也差120度电角度。

根据电机学电势向量分析可知，这个三相绕组通电后将在定子空间产生一个与电网频率同步的旋转磁场。而其转子磁场由于是恒定励磁，相对于转子是静止的，定、转子磁场作用结果，转子磁场被定子磁场吸引，以同步速度旋转，并产生电磁转矩。因此，电动机以同步速度运行，并输出机械转矩。

同步电动机的基本原理

1、三相交流电源加在定子绕组上，通入三相对称交变电流，产生旋转速度为n0的旋转磁场。

2、转子励磁绕组通入直流电流，产生极性恒定的静止磁场。

3、转子以某种方法启动后，转速n接近n0时，若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等，根据磁极异性相吸原理，定、转子磁场磁极之间就会趋于对齐，同步电动机实际运行时，由于阻力的存在，转子的磁极轴线总是要滞后旋转磁场轴线一个角度θ，便产生一个异性磁场拉力，即电磁转矩，促使转子跟随旋转磁场一起同步运动，即n=n0。这就是同步电动机的基本工作原理。

同步电动机的基本结构

1、定子

同步电动机的定子称为电枢，结构与三相异步电动机的定子相同，由定子铁芯、定子绕组、机座和端盖等组成。定子铁心由硅钢片组成，铁心槽内嵌入三相对称绕组。

2）转子

转子由转子铁芯、励磁绕组、启动绕组和转轴组成。转子铁芯由铸钢或锻钢制成，上面绕有励磁绕组。励磁绕组与励磁电源相连，接入励磁电流。启动绕组由嵌装于磁极表面的铜条组成，铜条两端用铜环连接，同异步电动机的鼠笼型转子相同。三相同步电动机的转子有隐极式和凸极式两种。

（1）隐极式

隐极式转子铁芯为圆柱形，表面开槽，槽内嵌入励磁绕组，与定子铁芯之间的气隙比较均匀。

（2）凸极式

凸极式转子的励磁绕组集中绕在两磁极之间的铁芯柱上，与定子铁芯之间的气息不均匀。