同步電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的一種交流電機(jī)。 從原理上講其工作是可逆的，它不僅可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。同步電機(jī)的另一種特殊運(yùn)行方式為同步調(diào)相機(jī)，或稱同步補(bǔ)償機(jī)，專門用來向電網(wǎng)發(fā)送滯后無功功率，以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。
同步電機(jī)主要用作發(fā)電機(jī)，作為各種設(shè)備的交流電源，現(xiàn)在全世界的發(fā)電量主要由同步發(fā)電機(jī)發(fā)出。同步發(fā)電機(jī)是柴油發(fā)電機(jī)組的三大組成部分(柴油機(jī)、同步發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng))之一，因此，學(xué)習(xí)并掌握同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理至關(guān)重要。本節(jié)主要介紹同步發(fā)電機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及其基本類型、基本結(jié)構(gòu)、額定值及其型號(hào)。
同步發(fā)電機(jī)工作原理
電磁感應(yīng)與右手定則
由《電工學(xué)》知識(shí)可知，當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而使兩者相互切割時(shí)，就會(huì)在該導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。如果該導(dǎo)體是閉合的，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生電流，這個(gè)電流稱為感應(yīng)電流。如圖2-7所示，將一根導(dǎo)線放在兩個(gè)磁極的均勻磁場(chǎng)內(nèi)，并在導(dǎo)線的兩端接上-一只電壓表，當(dāng)導(dǎo)線在垂直于磁力線方向以一定速度移動(dòng)時(shí)，電壓表的指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。以上現(xiàn)象說明導(dǎo)線與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互切割后，在其內(nèi)部已產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。
導(dǎo)線在磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向可以用右手定則來確定。如圖2-8所示。將右手平伸，掌心迎著磁極N,并使磁力線垂直穿過手掌，拇指和其余四指伸直。這時(shí)拇指所指的方向?yàn)閷?dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向，其余四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。從上述實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)內(nèi)沿著與磁力線垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長度l、磁場(chǎng)的磁通密度B以及導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度V成正比，即
e= Blv
式中
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，V;
B磁通密度，T;
l-導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長度， m
v-導(dǎo)線垂直于磁力線方向上的運(yùn)動(dòng)速度，m/s。
如果導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與磁力線方向的夾角為任意角度a時(shí)，則e= Blusina
若將導(dǎo)線與外負(fù)載接成閉合回路，導(dǎo)線中就會(huì)產(chǎn)生電流并輸出電功率，而同步發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這一原理來制造的。
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