同步電動機
簡介
轉子轉速與定子鏇轉磁場的轉速相同的交流電機。其轉子轉速n與磁極對數p、電源頻率f之間滿足n=60f/p。轉速n決定於電源頻率f，故電源頻率一定時，轉速不變，且與負載無關。具有運行穩定性高和過載能力大等特點。常用於多機同步傳動系統、精密調速穩速系統和大型設備(如軋鋼機)等。同步電動機是屬於交流電機，定子繞組與異步電動機相同。它的轉子鏇轉速度與定子繞組所產生的鏇轉磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電動機。正由於這樣，同步電動機的電流在相位上是超前於電壓的，即同步電動機是一個容性負載。為此，在很多時候，同步電動機是用以改進供電系統的功率因數的。
特點
電動機結構
同步電動機的結構和同步發電機基本相同，轉子也分凸極和隱極。但大多數同步電動機為凸極式。安裝形式也分臥式和立式。為了解決同步電動機的啟動問題，在其轉子上一般裝有起動繞組。它還可以在運行中抑制振盪,故又稱阻尼繞組。除了上述傳統結構外,還有一種無滑動接觸的爪極式轉子結構。 以6極電機為例，在轉軸上相向地裝上兩組爪形磁極。一組在爪盤上沿軸向向右伸出3個極身；另一組反向安裝在右邊,使爪盤上沿軸向向左伸出3個極身。 兩組磁極的極性相反。磁極的外圓周表面裝配後，不再象一般凸極電機那樣呈圓瓦面，而是楔形瓦面，即一端的極弧較另一端長，整個轉子形狀如圖。勵磁繞組裝在兩側磁軛外緣。它產生的磁通經過N、S極間的側向主氣隙gm、轉子和定子間的軸向氣隙g1和g2，再經端蓋和機座而閉合，如圖中虛線所示。
為防止磁通經轉軸短路，轉軸應採用非磁性鋼；或把轉軸分成3段,中間一段為非磁性鋼。這種結構的主要優點是鏇轉部分沒有繞組，也無集電環和電刷之間的滑動接觸，故運行可靠，絕緣結構簡單，維修也方便。但它的主磁路長且有較多氣隙，使勵磁所需功率增大；電機外殼有強磁性，這會引起軸承發熱；而轉軸也必須採用隔磁措施。因此這種電機並未獲得普遍推廣，只在某些特殊場合下使用，一般容量不超過幾百千瓦。 起動 同步電動機僅在同步轉速下才能產生平均的轉矩。如在起動時立即將定子接入電網而轉子加直流勵磁,則定子鏇轉磁場立即以同步轉速鏇轉,而轉子磁場因轉子有慣性而暫時靜止不動，此時所產生的電磁轉矩將正負交變而其平均值為零，故電動機無法自行起動。要起動同步電動機須藉助其他方法，主要有以下兩種方法。①異步起動法：在電動機主磁極極靴上裝設籠型起動繞組。起動時，先使勵磁繞組通過電阻短接，而後將定子繞組接入電網。依靠起動繞組的異步電磁轉矩使電動機升速到接近同步轉速，再將勵磁電流通入勵磁繞組，建立主極磁場，即可依靠同步電磁轉矩，將電動機轉子牽入同步轉速。②輔助電動機起動法：通常選用與同步電動機同極數的感應電動機（容量約為主機的10～15％）作為輔助電動機，拖動主機到接近同步轉速，再將電源切換到主機定子，勵磁電流通入勵磁繞組，將主機牽入同步轉速。
電動機起動
同步電動機僅在同步轉速下才能產生平均的轉矩。如在起動時立即將定子接入電網而轉子加直流勵磁,則定子鏇轉磁場立即以同步轉速鏇轉,而轉子磁場因轉子有慣性而暫時靜止不動，此時所產生的電磁轉矩將正負交變而其平均值為零，故電動機無法自行起動。要起動同步電動機須藉助其他方法，主要有以下兩種方法。①異步起動法：在電動機主磁極極靴上裝設籠型起動繞組。起動時，先使勵磁繞組通過電阻短接，而後將定子繞組接入電網。依靠起動繞組的異步電磁轉矩使電動機升速到接近同步轉速，再將勵磁電流通入勵磁繞組，建立主極磁場，即可依靠同步電磁轉矩，將電動機轉子牽入同步轉速。②輔助電動機起動法：通常選用與同步電動機同極數的感應電動機（容量約為主機的10～15%）作為輔助電動機，拖動主機到接近同步轉速，再將電源切換到主機定子，勵磁電流通入勵磁繞組，將主機牽入同步轉速。
嗯分類
同步電動機在結構上大致有兩種：轉子用直流電進行勵磁
它的轉子做成顯極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯的，接成具有交替相反的極性，並有兩根引線連線到裝在軸上的兩隻滑環上面。磁場線圈是由一隻小型直流發電機或蓄電池來激勵，在大多數同步電動機中，直流發電機是裝在電動機軸上的，用以供應轉子磁極線圈的勵磁電流。
由於這種同步電動機不能自動啟動，所以在轉子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機啟動之用。鼠籠繞組放在轉子的周圍，結構與異步電動機相似。
當在定子繞組通上三相交流電源時，電動機內就產生了一個鏇轉磁場，鼠籠繞組切割磁力線而產生感應電流，從而使電動機鏇轉起來。電動機鏇轉之後，其速度慢慢增高到稍低於鏇轉磁場的轉速，此時轉子磁場線圈經由直流電來激勵，使轉子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的鏇轉磁極，這樣就增加電動機轉子的速率直至與鏇轉磁場同步鏇轉為止。
