发电机的分类和构造原理
同步发电机和异步发电机一样，均为旋转发电机。但异步发电机转子的转速，总是低于定子旋转磁场的转速，而同步发电机转子的转速，恒等于定子旋转磁场的转速，即同步发电机转子转速（也称为同步转速）与定子电流的頻率之间，严格保持关系。同步发电机和其他发电机一样，工作是可逆的。同步发电机主要用作发电机，也可作为电动机运行。目前，电力系统中使用的交流电，都是由同步发电机产生的，因此同步发电机得到广泛应用。同步电动机主要用于大功率、恒转速的生产机械中。
一、同步发电机的构造原理
通常三相同步发电机的定子是电枢，转子是磁极，当转子励磁绕组通入直流电流后，即建立恒定的磁场。转子转动时，定子导体由于与此磁场有相对运动而感应交流电动势，此电动势频率(z)。
因此，当同步发电机的极对数和转速一定时，则同步发电机发出的交流电动势的频率是一定的。也就是说，同步发电机具有转子转速和交流电频率之间保持严格不变的关系的特点。在恒定频率下，转子转速恒定而与负载大小无关。这是同步发电机与异步发电机的基本区别之一。
在我国的电力系统中，规定工频交流电的额定频率为50hz，因此，当发电机转子磁极为1对时，则发电机的额定同步转速为3000r/min；磁极为2对时，额定同步转速为1500r/min，依此类推。同步转速还有1000r/min、750r/min、600r/min、500r/min等。为了保持交流电动势频率不变，拖动发电机转子旋转的原动机必须具有调速机构，使发电机在输出不同的有功功率时都能够维持转速不变。
交流发电机内部剖切图
二、同步发电机的分类
同步发电机的分类方式很多，主要有以下三种。
1、按能量转换的方式分类：
同步发电机按能量转换方式不同，可分为同步发电机、同步电动机和调相机。
（1）同步发电机。
将其他形式的能量转换为电能的同步发电机称为同步发电机。三相交流同步发电机应用广泛，目前世界上各发电厂发出的三相正弦交流电，都是用三相同步发电机产生的。
（2）同步电动机。
将电能转换为机械能的同步发电机，称为同步电动机。同步电动机与三相异步电动机相比，应用不广泛。目前，同步电动机主要应用于大功率、恒转速的生产机械中，如功率达数百乃至数千千瓦的空气压缩机、送风机、球磨机、电动发电机组等。
（3）同步调相机。
不带机械负荷，只向电力系统送出或吸收无功功率的同步发电机，称为同步调相机，也称同步补偿机。同步调相机内基本上没有能量的转换，它是专门用来产生或吸收电网无功功率的，用以改善电网的功率因数。因此，同步调相机应用在位于负荷中心的变电所中。
2、按转子结构的方式分类
同步发电机按转子结构不同可分为凸极式和隐极式两类。
（1）凸极式同步发电机转子有明显的磁极，所以气隙不均匀，转子铁心粗而短，适用于低速的同步发电机，如水轮发电机以及转速为1000r/min以下的同步电动机。
（2）隐极式同步发电机转子无明显的磁极，所以气隙均匀，转子铁心细而长，适用于高速的同步发电机，如汽轮发电机（转速n=3000r／min）以及转速为1500r/min以上的同步电动机。
3、按发电机相数的方式分类：
同步发电机按相数的方式分类可分为单相同步发电机和三相同步发电机。
（1）单相同步发电机，其功率不大，一般小于10kw。
（2）三相同步发电机，其功率较大，达到几万千瓦。
