同步電機(jī)和直流電機(jī)、異步電機(jī)一樣，是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是一種交流電機(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)行方式未同步調(diào)相電機(jī)，或稱為同步補(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)的功率因素。
由《電工學(xué)》所學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)導(dǎo)體與磁場之間有相對運(yùn)動(dòng)，而使兩者之間時(shí)，就會(huì)在該導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢，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。將一根導(dǎo)線放在兩個(gè)磁極的均勻磁場內(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)線與磁場發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)和相互切割后，在其內(nèi)部已經(jīng)產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流。
導(dǎo)線在磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的方向可以用右手定測來確定。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)線運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢的方向。從上述實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)線在均勻磁場內(nèi)沿著磁力線垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與導(dǎo)線在磁場中的有效長度成正比。
如果將導(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，因此同步發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這一原理來制造的。
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