同步電機(jī)是交流電機(jī)的一種，它主要用作發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代電力工業(yè)中，無論是火力發(fā)電、水力發(fā)電、柴油機(jī)發(fā)電或原子能發(fā)電，幾乎全部采用同步發(fā)電機(jī)。
同步電機(jī)除主要用作發(fā)電機(jī)外，它還作為同步電動機(jī)廣泛應(yīng)用于拖動不要求調(diào)速和功率較大的機(jī)械設(shè)備中，如壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、工業(yè)泵、軋鋼機(jī)和交流機(jī)組等。
同步電機(jī)還被用作同步調(diào)相機(jī)，向電網(wǎng)輸送電容性或電感性的無功功率，以提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效率和電壓的穩(wěn)定性。
因此，同步電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中占有極其重要的作用。被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、采礦、運(yùn)輸和機(jī)械制造等許多部門。
我們知道，電機(jī)是一種機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械。其作用原理都是依據(jù)電工學(xué)的兩條基本定則，即發(fā)電機(jī)右手定則（感應(yīng)電動勢、磁場與導(dǎo)體運(yùn)動方向三者之間的相互關(guān)系）與電動機(jī)左手定則。這兩條定則是所有電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)的基本條件，也就是說電機(jī)必須具有構(gòu)成相對運(yùn)動的兩大功能部件，即一個(gè)是提供勵磁磁場的部件；另一個(gè)則是流過工作電流的被感應(yīng)部件。
同步電機(jī)進(jìn)行機(jī)械能與電能轉(zhuǎn)換的過程是可逆的，從理論上講每一臺同步電機(jī)只要改變其運(yùn)動方式，就既可以作同步發(fā)電機(jī)使用而也可以作電動機(jī)運(yùn)行。但在實(shí)用中由于對發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的參數(shù)與性能所提出的要求是不同的，因此同一臺電機(jī)在改變其運(yùn)動狀態(tài)后，其參數(shù)與性能往往難以完全滿足新條件下電機(jī)的運(yùn)行需要。只有重新經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，變換運(yùn)行方式后的同步電機(jī)才能正常的運(yùn)行。
同步發(fā)電機(jī)可以是三相的，也可以是單相的。其結(jié)構(gòu)則有旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁場式兩大類，下面將分別簡述它們的結(jié)構(gòu)。
1．旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
小型旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，從圖中我們可以看出，其電樞鐵芯與直流發(fā)電機(jī)極為相似，也是由硅鋼片沖槽后疊裝而成。在這些槽內(nèi)嵌放的繞組占大部分的是交流繞組，另外小部分的則為直流繞組。在繞組之間以及繞組與鐵芯間均應(yīng)襯隔絕緣，交流繞組與滑環(huán)連接，直流繞組則與換向器連接。這種發(fā)電機(jī)的磁場也與直流發(fā)電機(jī)相似，通常磁軛是一個(gè)由低碳鋼制成的圓形外殼，磁極則由低碳鋼或硅鋼片制成。磁極上面勵磁線圈的勵磁電流則由從換向器引出的直流電來供給。
2．旋轉(zhuǎn)磁場式同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
旋轉(zhuǎn)磁場式同步發(fā)電機(jī)根據(jù)其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為凸極和隱極兩種結(jié)構(gòu)形式。圖5-3所示為凸極旋轉(zhuǎn)磁場式同步發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)的定子鐵芯是由硅鋼片沖成的疊片壓裝而成，在鐵芯槽內(nèi)嵌放有繞組，硅鋼片的外面是一個(gè)由鑄鋼或鑄鐵制成的外殼（也有用鋼板焊接而成的）。在靠近外殼處開有徑向通風(fēng)孔，在疊片間相隔一定的距離，還設(shè)置有部分幅向的通風(fēng)孔。凸極同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子常具有很多的磁極，每一個(gè)磁極均用鳩尾形楔榫緊固在鑄鋼的軸幅上。在小型同步發(fā)電機(jī)中，也有用螺釘固定磁極的。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的一端，還裝置有引進(jìn)勵磁電流的滑環(huán)。
隱極式同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，在構(gòu)造上有整塊式和組合式兩種。通常在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不高的情況下，轉(zhuǎn)子材料多用含硫、磷很低的普通碳鋼制成；而在轉(zhuǎn)速較高的情況下，則需要用鉻、鎳、鉬合金鋼制成。轉(zhuǎn)子槽采用銑刀銑出，槽形則如圖5—5所示，分為輻射式和平行式兩種，輻射式的應(yīng)用比較多些。轉(zhuǎn)子上沒有槽的部分稱為大齒，同步發(fā)電機(jī)的磁通大部分均通過大齒，從而使它成為磁極。

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