1 同步电动机相关知识原理介绍

如果三相交流电动机的转子转动速度n和定子电流的频率满足下列公式：

电机称为同步电机。同步电动机也称为发电机，现在三相同步电动机通常用于大功率发电，因此同步电动机通常是发电厂的核心设备。同步电机可用作电机。现如今，技术的发展和工业的进步，工程中要求许多生产机械的拖动功率越来越大。例如，鼓风机，压缩机和发电机，对这些设备功率一般要求很高。使用上述设备拖动同步电机的方法更为妥当，由于同步电机相对于异步电动机，他们的设备容量一致，功率因数较高，电机的运转不会减小电网的功率因数，并将提高电网因数，这是异步电动机无法实现的。别的，如果大功率电机且运转速度较低，同步电机体积更小。

下面说明同步电动机的运行情况，以下说明的是同步发电机。当同步发电机的转子转速为同步转速n1时，因为转子绕组被激励，所以转子绕组在气隙中生成的磁场与转子旋转和旋转速度一样的磁场。磁场生成三相对称空载感应电动势。假如改变励磁电流的大小，通过此方法改变感应电动势的值，则同步发电机处于空载运行。当负载施加到同步发电机时，定子的绕组形成闭环，并且在绕组上产生定子电流。因此，必须产生转速和转子的转速一样的旋转磁场。此时，定子与转子之间的旋转磁场相对静止，通过固定转子的旋转获得气隙中的磁场。绕组中电动势的值也随着气隙中的磁场变化而变化。

下面介绍同步电机的运行，根据可逆原理，可以根据发电机的运行运行，也可以按照电机运行运行。 当原动机驱动并通电时，原动机进入同步电机的机械电源，并将电力输入电网。 此时，运行模式是发电机运行模式。 当电源和励磁，拖动机械负载，电网输入功率，轴上的输出功率，这时候是电机运行模式。

（1）发电机运行模式

当同步电机转子被拖动时，发电机正常运行，拖曳力矩克服了电磁转矩，转子一直转动。 由于机械能源的原因，原动机拖动转子，磁力线歪斜着通过气隙。通过发电机的作用，功率进入输出电力。由于转子极拖动定子磁场的磁场，转子磁极与磁力牵引定子合成磁场磁极同步旋转。两轴之间的角度为θ，从电动机输入的功率减小，其中作发电机状态产生电磁功率相应减少。

（2）理想空载运行模式

当发电机产生的电磁功率等于零时，磁场线通过气隙，两极之间无切向磁力，电磁转矩为零，这时两轴一致，同步电机从发电成为电机运行状态。

（3）电动机运行模式

如果原动机从同步电机脱离，转子的扭矩由于轴承摩擦（如轴承摩擦和风阻）而受到转子轴线的角度的影响，相对于电机运行而言，转子的转矩是负的。电网给电机提供电力，并从电机轴输出功率。磁场线从不同的方位倾斜穿过气隙后，形成电磁转矩并产生切向磁场张力。电磁转矩与转子旋转方向相同。将电机转子连接到负载，您可以拖动负载旋转。负载增加，功率角度增加，切向磁力和电磁转矩也增加，运行状态处于负载运行状态。此时电机定子磁场的磁极拖动，转子极被牵引，同步旋转，电力进入机械动力。

根据其结构，同步电机有两种。在工程使用中，有必要通过引入或引出转子部分的电力。所以同步电机滑环不容易引入或引出。因为比较电枢功率和励磁绕组的功率，因为同步电动机的功率非常大，电压高，较小比例的励磁电压通常较低，所以极点旋转，供电容易实现依靠这种方法。所以旋转电枢只能用来制作同步电机，这种同步电机的容量较小。同步电机的基本结构是旋转磁极型。又可知同步电动机和直流电动机由定子和转子的两部分组成。它和异步电动机的基本结构相同。  Matlab双三相永磁同步电动机的建模与仿真(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_96510.html