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 同步电机，和 [[ 感应电机 ]] （即异步电机）一样是一种常用的 [[ 交流电机 ]] 。同步电机是电力系统的心脏，它是一种 [[ 集旋转 ]] 与静止、 [[ 电磁 ]] 变化与机械运动于一体，实现电能与机械能变换的元件，其动态性能十分复杂，而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。特点是：稳态运行时，转子的转速和 [[ 电网频率 ]] 之间有不变的关系n=ns=60f/p，其中f为电网频率，p为电机的极对数，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为 [[ 同步发电机 ]] 和 [[ 同步电动机 ]] 。现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。<ref>[https://baike.baidu.com/reference/6468631/bde9wQ5qL1ucbwJeMNl_0sze-dG4wpz5-wtOsliKSmp4BuqUhGsN9kVIXXZkBG_RMdivD9a4XMRt7nXmUYchA2Q8zLHah3jyJ-HhSKZRFbRtZoygynYRqkA4xGh8yBBPgElxSVt4ZV5wunipKH4cmcnRWfOWDG019sGdpmTMkm4jUXYC6TWxZ0xDc-_RDCQ-tIwJS-_lpJJIZCfC9OLuvF6LgHliGeKGdXQaNjpFEdRPT0FgW4VAwdjntfpKM-Ipt-eheok0D9llLCd35TwxZHJVmC6KHKyxX07vy2JI4TK3cEMsAIxums9Jk0IITheyj1QyiQfKtja1WLqqRJMQns2sNMCAxoXr2HYDv1NZRPaL0ayZZzRfXYPogyJURT-pHYCjksxB95ZE-KrGdaUdJ_VYALlQjcBHxCRIOVTLOprtfLqAcbskuaWx16Q0Z8GEVT_Fkr3fFgufnnxRsKJdVKDOYrGjJjiCLeOEfU54hKqEu_e_qvcXtyUm5Aizs3LkMmXouipmXZSbHMHut3xWzkQshTH0PFSe8w  中国知网，引用日期2016-04-16] </ref>  

同步电动机工作时，定子的三相绕组中通入三相对称 [[ 电流 ]] ， [[ 转子 ]] 的励磁绕组通入 [[ 直流电流 ]] 。在定子三相对称绕组中通入 [[ 三相交变电流 ]] 时，将在气隙中产生旋转磁场。在转子励磁绕组中通入直流电流时，将产生极性恒定的静止磁场。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等，转子磁场因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转，即转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转，这就是同步电动机的基本工作原理。

=== 运行方式===

作为 [[ 发电机 ]]] 运行是同步电机最主要的运行方式。

同步电机还可以接于电网作为 [[ 同步补偿机 ]] 。这时电机不带任何机械 [[ 负载 ]] ，靠调节转子中的 [[ 励磁电流 ]] 向电网发出所需的感性或者容性 [[ 无功功率 ]] ，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

最常用的是转场式同步发电机,其定子铁心的内圆均匀散布着定子槽，槽内嵌放着按规律排列的三相对称绕组。这种同步电机的定子又称为 [[ 电枢 ]] ，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和 [[ 电枢绕组 ]] 。

转子铁心上装有制成必定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的散布磁场，称为励磁磁场(也称 [[ 主磁场 ]] 、 [[ 转子磁场]])。

稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n═ns═60f/p，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为 [[ 常数 ]] 而与负载的大小无关。

根据励磁方式不同，同步电机可以分为电励磁同步电机和 [[ 永磁同步电机 ]] 。

它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的 [[ 磁场线圈 ]] 是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于 [[ 旋转磁场 ]] 的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。

转子不励磁的同步电动机能够运用于 [[ 单相电源 ]] 上，也能运用于 [[ 多相电源 ]] 上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动 [[ 转矩 ]] 的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步。 <ref>[[李红梅,陈涛. 永磁同步电机参数辨识研究综述(J). 电子测量与仪器学报,2015,(05):638-647.]]</ref>

同步电机与 [[ 异步电机 ]] 设计上的区别

研制 [[ 高效电机 ]] 的同时，采用变频调速技术是另一项行之有效的节能措施。高效电机和变频电机试验对测试设备的功能及性能指标提出了较高的要求，为了准确获取电机的效率，应该采用带微处理器的宽频功率分析仪和准确级较高的变频电量变送器/传感器。

（1） [[ 电机磁铁 ]] 部分的 [[ 磁导率 ]] 为常数，既忽略掉磁滞、磁饱和的影响，也不计涡流及集肤作用等的影响。

（3）定子的3个绕组的位置在空间互相相差120º电角度，3个绕组在结构上完全相同。同时，它们均在气隙中产生正弦形分布的 [[ 磁动势 ]] 。