同步电机的起动方法和工作原理是什么？应用在哪些领域？

电机是一种将电能转换为机械能的机电装置，根据输入类型分为单相和三相电机，最常见的三相电机是同步电机和感应电机。当三相电导体被放置在特定的几何位置（即彼此成一定的角度）时，就会产生电场，旋转磁场以一定的速度旋转，称为同步速度。如果在这个旋转磁场中存在电磁铁，电磁铁就会被这个旋转磁场磁锁，并以与旋转磁场相同的速度旋转。由于电机转子的速度与旋转磁场的速度相同，这就是同步电机术语的由来。

同步电机的旋转与逆变器的频率成完全比例，由于它高效节能，工业上大量采用转子内嵌永磁体电机，电机由定子（静止侧）和转子（旋转侧）组成，定子有一个三相绕组产生三相旋转磁场（Ns=120f/p）与感应电机相同。这个关系可以用N和S来模拟旋转在外部的磁极和转子的n和s磁极，当定子侧的N和S极旋转时，n和s磁磁极被吸住，以同样的速度旋转。

不直接使用商用电源的原因，如果在电机停止的情况下开启电源，则不能指定转子侧和定子侧的磁极（N和S极），这会导致电机失去同步，导致操作不当。因此，当启动同步电动机时，逆变器首先通过查找转子侧和定子侧的磁极来进行操作。

同步电机的主要特点

同步电机不能自起动的，他们需要一些外部手段使他们的速度接近同步速度，对于恒定电源频率，无论负载情况如何，它们的运行速度与电源频率同步，表现为恒速电机，这种电机具有在任何电功率因数下工作的独特特性，这使得它被用于提高电功率因数。同步电机是一种双激励电机，即为其提供两个电气输入，它的定子绕组由一个WE向三相定子绕组提供三相电源，向转子绕组提供直流电。

带三相电流的三相定子绕组产生三相旋转磁通，带直流电源的转子也会产生恒定的磁通量，考虑到50赫兹的功率频率，三相旋转磁通在1分钟内旋转约3000转，或在1秒钟内旋转约50转。在某一特定时刻，转子和定子的磁极可能具有相同的极性（N-N或S-S），从而对转子产生排斥力，而在下一瞬间，它将是N-S，从而产生吸引力。由于转子的惯性，它不能在任何方向上旋转，由于吸引力或斥力，转子保持静止状态，因此同步电动机不是自起动的。

我们使用一些机械手段，将最初转子状态旋转到与磁场相同的方向，使其速度非常接近同步速度，在达到同步速度时，会发生磁锁定，同步电机即使在移除外部机械装置后也会继续旋转。

同步电动机的起动方法

同步电机与另一电机机械耦合，它可以是三相感应电动机，也可以是直流并联电动机，它以非常接近同步速度的速度旋转，给它直流激励，当磁性锁定发生一段时间后，外部电机的电源被切断。

采用阻尼绕组在这种情况下，同步电动机为凸极型，附加绕组置于转子极面，当转子不旋转时，阻尼绕组与旋转气隙磁通之间的相对速度较大，从而产生所需的起动转矩。当速度接近同步速度时，感应电动势和转矩会减小，最后当发生磁锁时，转矩也会减小到零。因此，在这种情况下，同步电动机首先作为使用附加绕组的三相感应电动机运行，最后与频率同步。

同步电机的应用

由于其在任何电功率因数下都具有良好的性能，为了提高功率因数，采用了无负载连接到同步电机，因此在静态电容器价格昂贵的情况下应用于电力系统。

应用于同步电适用于运行速度较低（约500转/分）且需要高功率的场合，对于35kw到2500kw的功率要求，相应的三相异步电动机的尺寸、重量和成本都非常高。因此，最好使用这些电机，例如往复式泵、压缩机、轧机等。