同步电动机原理

同步电动机原理

Synchronous Motor Principle 三相交流电动机是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电机转子旋

转的，有关旋转磁场的产生原理在前面已作介绍，在这里只介绍电机转

子是如何在旋转磁场的作用下旋转的。

永磁交流同步电动机

最简单的方法是在产生旋转磁场的空间放一永久磁铁，该磁铁就会

跟着磁场旋转了。下图就是这样一个永久磁铁转子。

永久磁铁转子

把永久磁铁转子放在能产生旋转磁场的定子铁芯中，它将会跟随旋

转磁场同步旋转，其转速与旋转磁场一致，故称之为同步电动机，下图

便是一个永磁同步电动机模型的示意图。

永磁同步电动机模型

下面是该三相交流同步电动机模型的动画截图，为看清线圈与磁力线，定子与转子用半透明显示。动画中有输入三相电流的变化波形，有旋转磁场与跟着旋转的永磁转子。

永磁同步电动机动画截图

请观看永磁转子同步电动机原理模型3D动画

这个三相交流同步电动机的旋转磁场只有一对磁极，永磁转子也是一对磁极，转速与交流电源相同，用50周的交流电供电时转子转速是每秒50转。

电励磁交流同步电动机

实际上的三相交流同步电动机转子多数是电励磁的，转子上有励磁绕组，用直流励磁电源产生固定磁场，下图是一个电励磁三相交流同步电动机原理模型旋转动画的截图。

电励磁三相交流同步电动机模型

请观看三相交流同步电动机原理3D动画

该三相交流同步电动机的旋转磁场只有一对磁极，电励磁转子也是一对磁极，用50周的交流电供电时转子转速是每秒50转，也即每分钟3000转。两极同步电动机的转子一般采用隐极式转子。

多极交流同步电动机

许多场合需用低转速，大力矩输出的交流同步电动机，此时的电机多做成大直径的多极电机形式，定子绕组产生多对磁极旋转磁场，转子采用多对凸极结构。下图是一个3对磁极同步电动机模型示意图，定子有3个3相绕组，转子有3对（6个）凸极，转速为每分钟1000转。

多极三相交流同步电动机模型

交流同步电动机的起动

三相交流同步电动机的起动较麻烦，因为三相交流旋转磁场的速度很快，起动时转子不可能立即加速跟上磁场旋转，所以是转不起来的。为使三相交流同步电动机起动旋转常用以下三种方法：

辅助电动机起动法

选用一台与同步电动机极数相同的小型异步电动机作为起动电动机，起动时，先用起动电动机将同步电动机带动到异步转速，再将同步电动机接上三相交流电源，这样同步电动机即可起动，但这种方法仅适用于空载起动。

变频电源起动法

先采用变频电源向同步电动机供电，调节变频电源使频率从0缓慢升高，旋转磁场转速也从0缓慢升高，带动转子缓慢同步加速，直到额定转速。该方法多用于大型同步电动机的起动。

异步起动法

在转子上加上鼠笼或起动绕组，使之有异步电动机功能，在起动时励磁绕组不通电，相当异步电动机起动，待转速接近磁场转速时再接通励磁电源，就进入同步运行。