同步电机是交流电机的一种，它主要用作发电机。在现代电力工业中，无论是火力发电、水力发电、柴油机发电或原子能发电，几乎全部采用同步发电机。
同步电机除主要用作发电机外，它还作为同步电动机广泛应用于拖动不要求调速和功率较大的机械设备中，如压缩机、鼓风机、工业泵、轧钢机和交流机组等。
同步电机还被用作同步调相机，向电网输送电容性或电感性的无功功率，以提高电网经济效率和电压的稳定性。
因此，同步电机在国民经济各领域中占有极其重要的作用。被广泛应用于发电、采矿、运输和机械制造等许多部门。
我们知道，电机是一种机械能与电能相互转换的电磁机械。其作用原理都是依据电工学的两条基本定则，即发电机右手定则（感应电动势、磁场与导体运动方向三者之间的相互关系）与电动机左手定则。这两条定则是所有电机进行能量转换时的基本条件，也就是说电机必须具有构成相对运动的两大功能部件，即一个是提供励磁磁场的部件；另一个则是流过工作电流的被感应部件。
同步电机进行机械能与电能转换的过程是可逆的，从理论上讲每一台同步电机只要改变其运动方式，就既可以作同步发电机使用而也可以作电动机运行。但在实用中由于对发电机和电动机的参数与性能所提出的要求是不同的，因此同一台电机在改变其运动状态后，其参数与性能往往难以完全满足新条件下电机的运行需要。只有重新经过专门设计，变换运行方式后的同步电机才能正常的运行。
同步发电机可以是三相的，也可以是单相的。其结构则有旋转电枢式和旋转磁场式两大类，下面将分别简述它们的结构。
1．旋转电枢式同步发电机的结构
小型旋转电枢式同步发电机的结构，从图中我们可以看出，其电枢铁芯与直流发电机极为相似，也是由硅钢片冲槽后叠装而成。在这些槽内嵌放的绕组占大部分的是交流绕组，另外小部分的则为直流绕组。在绕组之间以及绕组与铁芯间均应衬隔绝缘，交流绕组与滑环连接，直流绕组则与换向器连接。这种发电机的磁场也与直流发电机相似，通常磁轭是一个由低碳钢制成的圆形外壳，磁极则由低碳钢或硅钢片制成。磁极上面励磁线圈的励磁电流则由从换向器引出的直流电来供给。
2．旋转磁场式同步发电机的结构
旋转磁场式同步发电机根据其转子结构的不同分为凸极和隐极两种结构形式。图5-3所示为凸极旋转磁场式同步发电机，这种发电机的定子铁芯是由硅钢片冲成的叠片压装而成，在铁芯槽内嵌放有绕组，硅钢片的外面是一个由铸钢或铸铁制成的外壳（也有用钢板焊接而成的）。在靠近外壳处开有径向通风孔，在叠片间相隔一定的距离，还设置有部分幅向的通风孔。凸极同步发电机的转子常具有很多的磁极，每一个磁极均用鸠尾形楔榫紧固在铸钢的轴幅上。在小型同步发电机中，也有用螺钉固定磁极的。在转子转轴的一端，还装置有引进励磁电流的滑环。
隐极式同步发电机的转子，在构造上有整块式和组合式两种。通常在发电机转速不高的情况下，转子材料多用含硫、磷很低的普通碳钢制成；而在转速较高的情况下，则需要用铬、镍、钼合金钢制成。转子槽采用铣刀铣出，槽形则如图5—5所示，分为辐射式和平行式两种，辐射式的应用比较多些。转子上没有槽的部分称为大齿，同步发电机的磁通大部分均通过大齿，从而使它成为磁极。
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