知识点1：同步电机的结构

　　同步电机有旋转电枢和旋转磁极两种结构。在旋转磁极式结构中，根据磁极形状又可分为隐极和凸极两种形式。

　　旋转电枢式电机是将磁极放在定子，上将电枢绕组放在转子上，例如同步电机的交流励磁机。由于转动的绕组需要通过滑动接触才能输入或输出电能，这对于大容量电能存在很多限制，该结构的电机对应的容量(几千瓦)也相对来说小些。

　　隐极电机的气隙均匀，转子成圆柱形，对于高速的同步电机(3000rad)，从转子机械强度和固定励磁绕组的角度考虑，采用隐极性比较可靠。凸极电机的气隙不均匀，对于低速电机(1000rad 及以下)，由于圆周转速较低、离心力较小，故采用制造简单、励磁绕组集中安放的凸极式结构较为合理。

　　同步电动机、由内燃机拖动的同步发电机，同步补偿机大多做成凸极式。

　　知识点2：同步电机的励磁系统

　　同步电机之所以能保持同步转数，是因为它有自己的励磁系统。根据励磁电源的不同，可以将励磁系统分为直流励磁机励磁和电力电子整流器励磁两种方式。

　　1、直流励磁机励磁

　　该方法励磁电流的来源为同步直流发电机，根据这台励磁发电机自身励磁的来源可以分为自励和他励磁　。

　　2、电力电子整流器励磁

　　该方式的励磁电流来源于整流电路。根据整流电路电流的来源不同可以分为静止式和旋转式。

　　知识点3：电枢反应

　　当同步电机带上负载后，电枢上就会有相应的电流，此时整个空间磁场变成了由励磁产生的磁势 Ff和电枢产生磁势 Fa共同产生的合成磁势F?。从而每相感应出的电势会发生变化，这种现象叫做电枢反应。

　　同步电机电枢磁动势与转子磁动势的相对位置取决于负载电流的性质，将负载电流和空载磁动势之间的相角ψ定义为内功率因数角。ψ的大小直接反应了电机的工作状态。

　　电枢反应的总

　　< ψ < 表明电机工作在发电机状态， < ψ < 表明电机工作在电动机状态。 结

　　1、直接反映了发电机内部能量转化核心中有功、无功功率产生的根本原因(电枢反应的 实质)，可以用内功率因数角ψ直接判断。

　　2、交轴电枢反应与发电机发出的有功功率直接相关。

　　3、直轴电枢反应与发电机发出的无功功率直接相关。发出无功则对应直轴去磁;吸收 无功则对应直轴增磁。

　　知识点4：功率角的对比

　　1、功率角δ：激磁电动势 E 与端口电压 U 之间的夹角。反映了发电机发出有功功率的大小。δ>0，为发电机，发出有功;δ<0，为电动机，吸收有功;δ=0，为调相机。

　　2、外功率因数角φ：即发电机端口的功率因数角，也称发电机的功率因数角。这里称为外功率因数角是为了区分发电机内部的功率因数角。

　　φ：端口电压 U 与端口电流 I 之间的夹角。反映了发电机所带外部负荷的性质。亦即发电机对外输出有功、无功的功率因数角。

　　3、内功率因数角ψ：激磁电动势 E 与端口电流 I 之间的夹角。是电枢反应的判断依据，反映了发电机内部能量转化中有功、无功的功率因数角。注意ψ=δ+φ

　　知识点5：凸极电机分析

　　由于气隙的不均匀性，那么电枢在不同地方对应的电抗也就不同，不能统一而论。为此 提出了双反应理论，将电枢反应磁动势进行交直轴分解，即 d-q 分析法 。

　　知识点6：几个重要特 性

　　1、空载特性

　　主要反映了励磁电流与空载电压之间的关系，而空载电压又与转子磁场的每极磁动势成 正比的，所以只要选用合适的比例，电压曲线和磁化曲线是相同的。

　　2、短路特性

　　同步发电机的短路特性是指在进行发电机三相稳态短路实验时，电枢短路电流和励磁电 流之间的关系。电机处于不饱和状态，励磁电流和端电压呈直线关系。因此短路特性是一条 过原点的直线。

　　3、负载特性

　　当电枢电流及功率因数均为常数时，端电压与励磁电流之间的关系称为负载特性。当电 枢电流和功率因素改变时，特性曲线也会改变。

　　4、外特性

　　外特性是指发电机在额定转速、励磁电流且负载功率因数不变的情况下，端电压与电枢电流的关系。

　　5、调整特性

　　同步发电机正常运行时，当端电压和负载的功率因数一定时，负载电流和励磁电流之间的关系。显然，调整特性与外特性是相反的。