同步发电机基本结构与工作原理

同步电机是根据电磁感应原理工作的一种交流电机。 从原理上讲其工作是可逆的，它不仅可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行。同步电机的另一种特殊运行方式为同步调相机，或称同步补偿机，专门用来向电网发送滞后无功功率，以改善电网的功率因数。
同步电机主要用作发电机，作为各种设备的交流电源，现在全世界的发电量主要由同步发电机发出。同步发电机是柴油发电机组的三大组成部分(柴油机、同步发电机和控制系统)之一，因此，学习并掌握同步发电机的结构及其工作原理至关重要。本节主要介绍同步发电机的工作原理、特点及其基本类型、基本结构、额定值及其型号。
同步发电机工作原理
电磁感应与右手定则
由《电工学》知识可知，当导体与磁场间有相对运动，而使两者相互切割时，就会在该导体内产生感应电动势，这种现象称为电磁感应。如果该导体是闭合的，在感应电动势的作用下，导体内就会产生电流，这个电流称为感应电流。如图2-7所示，将一根导线放在两个磁极的均匀磁场内，并在导线的两端接上-一只电压表，当导线在垂直于磁力线方向以一定速度移动时，电压表的指针就会发生偏转。以上现象说明导线与磁场发生相对运动和相互切割后，在其内部已产生出感应电动势和感应电流。

导线在磁场中产生感应电动势的方向可以用右手定则来确定。如图2-8所示。将右手平伸，掌心迎着磁极N,并使磁力线垂直穿过手掌，拇指和其余四指伸直。这时拇指所指的方向为导线的运动方向，其余四指的指向就是感应电动势方向。从上述实验可知，导线在均匀磁场内沿着与磁力线垂直的方向运动时，它所产生感应电动势的大小与导线在磁场中的有效长度l、磁场的磁通密度B以及导线在磁场中的运动速度V成正比，即
e= Blv
式中
感应电动势，V;

B磁通密度，T;

l-导线在磁场中的有效长度， m

v-导线垂直于磁力线方向上的运动速度，m/s。

如果导线运动方向与磁力线方向的夹角为任意角度a时，则e= Blusina
若将导线与外负载接成闭合回路，导线中就会产生电流并输出电功率，而同步发电机就是根据这一原理来制造的。