同期電動機の動作原理は、固定子巻線を三相交流電源に接続すると考えることによって理解することができます。 固定子電流の効果は、fヘルツの周波数でp極の場合、毎分120f/p回転で回転する磁界を確立することである。 ローターのp極の界磁巻線に直流電流を流すと、ローター速度で回転する磁界も発生する。 ロータ速度をステータ速度と等しくし、負荷トルクがない場合、この2つの磁界は互いに整列する傾向がある。 機械的な負荷がかかると、ロータはステータの回転磁界に対して何度か後退し、トルクを発生し、この回転磁界に引き回され続ける。 負荷トルクが大きくなると、界磁の角度は大きくなる。 最大トルクが得られるのは、ロータ界磁がステータ界磁に遅れる角度が90°のときである。 同期モータの利点の一つは、機械の磁界が界磁巻線の直流電流によって生成できることで、固定子巻線は印加される固定子電圧と同相の電流の電力成分だけを供給すればよい。 この条件は固定子巻線の損失と加熱を最小限に抑えます。

固定子電気入力の力率は、界磁電流の調整によって直接制御することが可能です。 界磁電流が磁場を提供するために必要な値よりも増加した場合、固定子電流はこの過消磁を補償するための成分を含むように変化する。 その結果、固定子電圧を同位相に導く総固定子電流となり、変圧器や誘導電動機など、電力系統に接続された他の装置を磁化するために必要な無効電圧-アンペアが電力系統に供給されます。

三相同期モータは、通常300キロワットを超える大規模で適度に安定した機械的負荷が存在し、先行力率で動作する能力に価値がある産業状況で、その主な用途を見いだす。 この出力レベル以下では、同期機は一般に誘導機よりも高価です。

界磁電流は、スリップリングを介して外部制御整流器から供給されるか、より大きなモータでは、回転トランスまたは発電機を備えたシャフトマウント整流器によって供給されることがあります。 同期速度以外の速度では、回転磁界が低速のロータを繰り返し通過するため、そのロータは平均値ゼロの振動トルクを経験することになる。 通常、誘導機と同じような短絡巻線をロータに付加し、始動トルクを得る。 モータは固定子電圧を全開または全減して始動し、同期速度の約95％まで上昇させる。通常、界磁巻線は過剰な誘導電圧から保護するために短絡される。

この追加のローター巻線は、同期時にローターにかかる負荷の急激な変化によって引き起こされる可能性のある振動を減衰させるという追加の特性から、通常ダンパー巻線と呼ばれる。 負荷変化への対応には、ロータ界磁のステータ界磁に対する遅れ角の変化、すなわち瞬時速度の短期的な変化が伴う。 1574>

同期電動機の保護は，大型誘導電動機と同様である。 固定子巻線と界磁巻線の両方で温度を検知し、電源の遮断に使用することができる。 始動時にはロータ・ダンパー巻線にかなりの熱が発生し、限られた時間内に繰り返し始動しないようにタイマーを設置することが多いようです

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