同步發電機是一種最常用的交流發電機。在現代電力工業中，它廣泛用于水力發電、火力發電、核能發電以及柴油機發電。由于同步發電機一般采用直流勵磁，當其單機獨立運行時，通過調節勵磁電流，能方便地調節發電機的電壓。若并入電網運行，因電壓由電網決定，不能改變，此時調節勵磁電流的結果是調節了電機的功率因數和無功功率。同步發電機的定子、轉子結構與同步電機相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步發電機中電樞繞組采用單相。

同步發電機結構和分類：
同步發電機的結構按其轉速分為高速和低（中）速兩種。前者多用于火電廠和核電站；后者多與低速水輪機或柴油機聯動。在結構上，高速同步發電機多用隱極式轉子，低（中）速同步發電機多用凸極式轉子。

同步發電機工作原理：
主磁場的建立：勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。
載流導體：三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。
切割運動：原動機拖動轉子旋轉（給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組（相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場）。
交變電勢的產生：由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。
感應電勢 有效值：由第11章可知，每相感應電勢的有效值
感應電勢 頻率： 感應電勢的頻率決定于同步電機的轉速n 和極對數p
交變性與對稱性：由于旋轉磁場極性相間，使得感應電勢的極性交變；由于電樞繞組的對稱性，保證了感應電勢的三相對稱性。
同步轉速: 從供電品質考慮，由眾多同步發電機并聯構成的交流電網的頻率應該是一個不變的值，這就要求發電機的頻率應該和電網的頻率一致。我國電網的頻率為50Hz

同步發電機特性：
發電機工作特性：表征同步發電機性能的主要是空載特性和負載運行特性。這些特性是用戶選用發電機的重要依據。
發電機空載特性：發電機不接負載時，電樞電流為零，稱為空載運行。此時電機定子的三相繞組只有勵磁電流If感生出的空載電動勢E0（三相對稱），其大小隨If的增大而增加。但是，由于電機磁路鐵心有飽和現象，所以兩者不成正比。反映空載電動勢E0與勵磁電流If關系的曲線稱為同步發電機的空載特性。
負載運行特性：主要指外特性和調整特性。
電樞反應：當發電機接上對稱負載后，電樞繞組中的三相電流會產生另一個旋轉磁場，稱電樞反應磁場。其轉速正好與轉子的轉速相等，兩者同步旋轉。
同步發電機的電壓變化率約為20～40％。一般工業和家用負載都要求電壓保持基本不變。為此，隨著負載電流的增大,必須相應地調整勵磁電流。雖然調整特性的變化趨勢與外特性正好相反，對于感性和純電阻性負載，它是上升的，而在容性負載下，一般是下降的。

分享題目：交流同步發電機結構原理與特性
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