三相同步電機

7.1同步電機的結(jié)構(gòu)、工作原理及額定數(shù)據(jù)

如果三相交流電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與定子電流的頻率f1滿足下面的方程式關(guān)系，這種電機就稱為同步電機。同步電機多被用作發(fā)電機，當(dāng)今作為動力用的強大電力幾乎全是由三相同步發(fā)電機發(fā)出的，因此它是各類發(fā)電廠的核心設(shè)備之一。同步電機也可以作電動機使用，例如空氣壓縮機、鼓風(fēng)機、電力推進裝置和電動發(fā)電機組等。（1）7.1.1同步電機的基本結(jié)構(gòu)

1.定子

同步電機的定子，就其基本結(jié)構(gòu)來看，與異步電機的定子沒有多大區(qū)別，也是由定子鐵心、定子繞組以及機座、端蓋等附件組成。

2.轉(zhuǎn)子同步電機的轉(zhuǎn)子有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種有明顯的磁極，稱為凸極式，如圖1a所示；另一種轉(zhuǎn)子為一個圓柱體，表面上開有槽，無明顯的磁極，稱為隱極式，如圖1b所示。同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子可以采用凸極式，也可以采用隱極式。對于水輪發(fā)電機，由于水輪機的轉(zhuǎn)速較低，把發(fā)電機的轉(zhuǎn)子做成凸極式的；對于汽輪發(fā)電機，由于汽輪機的轉(zhuǎn)速較高，為了很好地固定勵磁繞組，把發(fā)電機的轉(zhuǎn)子做成隱極式的。同步電動機一般都做成凸極式的，在結(jié)構(gòu)上與凸極式同步發(fā)電機類似，為了能夠自起動，在轉(zhuǎn)子磁極的極靴上裝了起動繞組。同步電機的勵磁電源有兩種：一種是由勵磁機供電，另一種是由交流電源經(jīng)過整流而得到。每臺同步電機應(yīng)配備一臺勵磁機或整流勵磁裝置，可以很方便地調(diào)節(jié)它的勵磁電流。隱極同步電機結(jié)構(gòu)實物圖大型汽輪發(fā)電機定子鐵心槽汽輪發(fā)電機完工后的定子汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子加工凸極同步電機

凸極同步電機轉(zhuǎn)子由磁極、勵磁線圈、磁軛和阻尼繞組等部分構(gòu)成。

凸極同步電機的定子結(jié)構(gòu)與隱極同步電機或異步電機的基本相同，所不同的只是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。凸極同步電機結(jié)構(gòu)實物圖帶阻尼繞組的凸極同步電機轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機定子分段鐵心7.1.2同步電機的基本工作原理

1.同步電機的物理模型

2.同步電機的工作原理現(xiàn)以同步發(fā)電機為例來說明同步電機的工作原理。當(dāng)同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子在原動機的拖動下達到同步轉(zhuǎn)速n0時，由于轉(zhuǎn)子繞組是由直流電流If勵磁，所以轉(zhuǎn)子繞組在氣隙中所建立的磁場相對于定子來說是一個與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)速大小相等的旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場切割定子上開路的三相對稱繞組，在三相對稱繞組中產(chǎn)生三相對稱空載感應(yīng)電動勢E0

。若改變勵磁電流的大小則可相應(yīng)地改變感應(yīng)電動勢的大小，此時同步發(fā)電機處于空載運行。當(dāng)同步發(fā)電機帶負(fù)載后，定子繞組構(gòu)成閉合回路，產(chǎn)生定子電流，該電流是三相對稱電流，因而要在氣隙中產(chǎn)生與與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)速大小相等的旋轉(zhuǎn)磁場。此時定、轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)磁場相對靜止，氣隙中的磁場是定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場的合成。由于氣隙中磁場的改變，定子繞組中感應(yīng)電動勢的大小也發(fā)生變化。3.同步電機的運行方式

同步電機的勵磁方式

同步電機運行時，必須在勵磁繞組中通入直流電流，建立勵磁磁場。將供給勵磁電流的整個裝置稱為勵磁系統(tǒng)。

直流發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

靜止式交流整流勵磁系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)式交流整流勵磁系統(tǒng)7.1.3同步電機的額定值額定電壓UN：電機額定運行時定子的線電壓（V或kV）額定電流IN：電機額定運行時定子的線電流（A）額定功率因數(shù)：電機額定運行時的功率因數(shù)額定額定運行時的效率效率ηN：電機額定頻率f(Hz)額定勵磁電流IfN(A)額定勵磁電壓UfN(V)額定功率PN：電機額定運行時的輸出功率（kW或MW）對發(fā)電機為額定輸出有功電功率

對電動機是軸上輸出的額定機械功率額定轉(zhuǎn)速nN：電機額定運行時的轉(zhuǎn)速2.同步電動機的型號同步電動機有TD，TDL等系列。TD表示同步電動機，后面的字母表示用途，如TDL是立式同步電動機。TT系列是同步補償機。7.2三相同步電動機的電樞反應(yīng)一、同步電動機的磁動勢當(dāng)同步電動機的定子三相對稱繞組連接到三相對稱電源上時，就會產(chǎn)生三相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢，簡稱電樞磁動勢，用空間矢量Fa表示。設(shè)電樞磁動勢Fa

的轉(zhuǎn)向為逆時針方向，轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速。在同步電動機負(fù)載運行時，其轉(zhuǎn)子也是逆時針方向以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。由直流勵磁電流If

產(chǎn)生的磁動勢稱為勵磁磁動勢，用Ff表示，它也是一個空間矢量。電樞磁動勢Fa

與勵磁磁動勢Ff，兩者都以同步轉(zhuǎn)速按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，但是兩者在空間的位置不一定相同。這里規(guī)定兩個軸方向：轉(zhuǎn)子N極和S極的中心線稱為直軸或縱軸，簡稱d軸；與直軸相距90

空間電角度的方向稱為交軸或橫軸，簡稱q軸。直軸和交軸隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)，如圖4所示。

先考慮勵磁磁動勢Ff單獨在電機主磁路中產(chǎn)生磁通時的情況。勵磁磁動勢Ff總是在直軸方向，產(chǎn)生的磁通如圖5所示。將由勵磁磁動勢Ff單獨產(chǎn)生的磁通叫勵磁磁通，用

f表示。

f經(jīng)過的磁路是以直軸為對稱的。

二、凸極同步電動機的雙反應(yīng)原理對于電樞磁動勢Fa

單獨在電機主磁路中產(chǎn)生磁通時的情況，則比勵磁磁動勢Ff

產(chǎn)生磁通時的情況復(fù)雜。由于Fa

與Ff

的空間位置不一定相同，所以只要Fa

與Ff

的空間位置不相同，就必然使Fa的方向不在直軸方向。對于凸極式同步電動機，由于氣隙的不均勻，即使知道電樞磁動勢Fa

的大小和位置，也無法求得磁通。如果電樞磁動勢Fa

與勵磁磁動勢Ff

的相對位置給定，如圖6，由于電樞磁動勢Fa與勵磁磁動勢Ff

無相對運動，可以把電樞磁動勢Fa分解成兩個分量：一個分量叫直軸電樞磁動勢，用Fad

表示，作用在直軸方向；另一個分量叫交軸電樞磁動勢，用Faq

表示，作用在交軸方向，即（2）

根據(jù)前一章的分析，這里可以寫出由定子電流產(chǎn)生的電樞磁動勢的表達式（3）將上式分解為d、q軸上的直軸電樞磁動勢和交軸電樞磁動勢：（4）（5）

考慮到式（2）的關(guān)系，即有（6）即把電樞電流按相量的關(guān)系分解成兩個分量：一個分量是，另一個分量是，其中產(chǎn)生磁動勢；產(chǎn)生磁動勢。三、

同步電動機的電樞反應(yīng)IfFf隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為n基波E0（）接三相對稱負(fù)載三相對稱電流iabc(f)旋轉(zhuǎn)磁勢基波(電樞磁勢)大小轉(zhuǎn)速方向與轉(zhuǎn)子同向與在空間相對靜止，聯(lián)合建立氣隙磁場BδФδ電樞繞組感應(yīng)電動勢E

δ電樞反應(yīng)：電樞電流產(chǎn)生的磁動勢對勵磁磁場的影響1.定義2.電樞反應(yīng)的性質(zhì)

當(dāng)取任一相繞組軸線作為時間參考軸，設(shè)三相對稱負(fù)載時，相電流I滯后于相角。若在t＝0時，轉(zhuǎn)子勵磁磁動勢正向軸線（d軸）超前參考相軸線90o（電角度），則各時－空矢量如圖所示。

根據(jù)交流電機繞組理論磁動勢原理，電樞三相電流產(chǎn)生的合成旋轉(zhuǎn)磁動勢基波矢量與重合。(1)ψ=0o時(負(fù)載為純阻性)

Fa=Faq,與Ff1正交，為交磁性質(zhì)(2)ψ=90o時(負(fù)載為純感性)

Fa=－Fad,與Ff1反向，為去磁性質(zhì)(3)0<ψ<90o時(負(fù)載為感性)

FaFad，與Ff1反向，去磁性質(zhì)Faq，與Ff1正交，交磁性質(zhì)(4)－90o<ψ<0o時(負(fù)載為容性)

FaFad，與Ff1同向，助磁性質(zhì)Faq，與Ff1正交，交磁性質(zhì)(1)隱極同步電機3.分析方法不飽和時，求出

氣隙均勻，處于任意位置上，產(chǎn)生的氣隙磁場Ba大小相同，故可直接由：(2)凸極同步電機－雙反應(yīng)理論

凸極電機氣隙不均勻，處于不同位置，產(chǎn)生的氣隙磁場Ba不同，處于d，q軸上時，分別產(chǎn)生出如圖所示的磁動勢：（3）、雙反應(yīng)理論：

當(dāng)處于任意位置且不計飽和時：分解或分解氣隙合成磁場：7.3三相同步電動機的電動勢平衡方程式、等效電路與相量圖

1.凸極同步電動機的電壓方程不管是勵磁磁通

f，還是直軸磁通

ad

和交軸磁通

aq，都是以同步轉(zhuǎn)速逆時針旋轉(zhuǎn)，因此都要在定子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢。根據(jù)圖7給出的同步電動機定子繞組各電量正方向，可以列出A相回路的電壓方程（7）Ra——定子繞組的相電阻；Xa

——定子繞阻的相漏電抗。感應(yīng)電動勢、可以寫成（9）（8）式中Xad——直軸電樞反應(yīng)電抗；

Xaq——交軸電樞反應(yīng)電抗。把式（8）、式（9）代入式（7），得在將式（6）代入上式，得一般情況下，當(dāng)同步電動機容量較大時，可忽略電阻Rs，于是（10）式中——直軸同步電抗，；

——交軸同步電抗。在一般凸極同步電動機中，。

2.隱極同步電動機的電壓方程對于隱極同步電動機，由于氣隙均勻，因而直軸和交軸的同步電抗在數(shù)值上彼此相等，即有（11）式中——隱極同步電動機的同步電抗。這樣，由式（8-10）可寫出隱極同步電動機的電壓方程為（12）3、同步電動機相量圖同步電機作為電動機運行時，電源必須向電機的定子繞組輸入有功功率，這時輸入電動機的有功功率P1必須滿足（13）這就是說，定子相電流的有功分量應(yīng)與相電壓同相位。由此可見，與二者之間的功率因數(shù)角必須小于90

，才能使電機運行于電動機狀態(tài)。圖8a是根據(jù)凸極同步電動機的電壓方程，在（超前）時，電機運行于電動機狀態(tài)的相量圖。圖8b是根據(jù)隱極同步電動機的電壓方程式畫出的相量圖。功角

內(nèi)功率因數(shù)角

功率因數(shù)角一、同步發(fā)電機空載運行同步發(fā)電機空載運行是指同步發(fā)電機被原動機拖動到同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子勵磁繞組通入直流勵磁電流而定子繞組開路時的運行工況。7.4同步發(fā)電機的運行原理1.空載感應(yīng)電動勢的大小與頻率基波電動勢：E0=4.44fNkN1Φ0n速旋轉(zhuǎn)主磁通Φ0漏磁通Φfσ定子感應(yīng)電勢eabcn感應(yīng)電勢勵磁電流磁動勢2.空載電動勢與勵磁電流的關(guān)系電機磁路的飽和系數(shù)當(dāng)轉(zhuǎn)子以恒定轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時，為磁路的磁化特性與曲線相似(成比例)3.相位關(guān)系若轉(zhuǎn)子以恒定速度旋轉(zhuǎn)，取轉(zhuǎn)子與某相相軸相交時作參考，勵磁電流If磁動勢Ff(基波分量)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度ω相軸直軸(d軸)oω時軸與定子某相交鏈磁通不計磁滯效應(yīng)選取相軸為時軸n用空間矢量表示同相位感應(yīng)電動勢可以用時間向量表示為二、隱極同步發(fā)電機的負(fù)載運行假設(shè)條件：不考慮飽和轉(zhuǎn)子勵磁電流定子三相電流不考慮飽和1.電路圖If三相對稱取一相分析Xa：電樞反應(yīng)電抗，Xσ：漏電抗Xt：隱極同步電機的同步電抗2.相量圖考慮飽和時，求解方法：先求合成磁勢（折算到勵磁磁勢），再利用空載特性（磁化曲線）求三、凸極同步發(fā)電機的負(fù)載運行1.不計飽和與隱極同步電機相似，可以得到一相等效電路為：Xd=Xσ+XadXq=Xσ+Xaq由得到：三、凸極同步發(fā)電機的負(fù)載運行2.考慮飽和

計及飽和后，疊加原理不能應(yīng)用，氣隙合成磁場由合成磁動勢來決定，即交、直軸各自的合成磁動勢及感應(yīng)電動勢可分別根據(jù)實際飽和情況由空載特性求取。磁動勢平衡方程電壓平衡方程式7.5同步電動機的功率方程和功角特性一、同步電動機的功率方程同步電動機從電源吸收有功功率P1

，在扣除消耗于定子繞組的銅損耗后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶殴β蔖em

，即有（14）從電磁功率Pem里再扣除鐵損耗和機械摩擦損耗后，得到輸出給負(fù)載的機械功率P2（15）其中，鐵損耗與機械損耗之和稱為空載損耗P0

，即（16）圖9是同步電動機的功率流程圖。

二、同步電動機的電磁功率與功角特性對于凸極同步電動機，當(dāng)忽略定子繞組的電阻Rs

時，同步電動機的電磁功率為（17）由凸極同步電動機的相量圖（圖8）可見，，于是此外，根據(jù)相量圖可得（18）考慮以上這些關(guān)系，得（19）

接在電網(wǎng)上運行的同步電動機，已知電源電壓Ua、電源的頻率f1都維持不變，如果保持電動機的勵磁電流If

不變，則對應(yīng)的電動勢E0

的大小也是常數(shù)，此外電動機的參數(shù)Xd

、Xq又是已知的常數(shù)，這樣同步電動機的電磁功率Pem

就僅僅是θ的函數(shù)，當(dāng)θ角變化時，電磁功率Pem也跟著變化。我們把的關(guān)系定義為同步電動機的功角特性，由此所繪制出的曲線稱為功角特性曲線，如圖10所示。（20）

上式所示凸極同步電動機的電磁功率Pem

中，第一項與勵磁電流If

的大小有關(guān)，稱為勵磁電磁功率。第二項與勵磁電流If

的大小無關(guān)，是由參數(shù)引起的，這部分功率只有凸極同步電動機才有，而對隱極同步電動機則不存在，所以該電磁功率稱為凸極電磁功率。第一項勵磁電磁功率是主要的，第二項凸極電磁功率比第一項小得多。（21）（22）

三、同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與矩角特性首先根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩的通用公式推導(dǎo)同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩表達式。第一章的式（46）即是電磁轉(zhuǎn)矩的通用公式：式中——電機極對數(shù)；

——每極合成磁通；

——定子磁動勢幅值；

——定子磁動勢與合成磁動勢間的夾角。這里，因為，由式（3）可得

由前面相關(guān)式子以及圖11所示的磁動勢關(guān)系，可以得到如下關(guān)系把上述三式代入電磁轉(zhuǎn)矩的通用公式，可得式中——同步角速度。不計定子電阻時，，且，因此上式可以寫成（23）（24）

根據(jù)功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，同樣可以導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩平衡方程。與異步電動機一樣，電磁轉(zhuǎn)矩Te等于電磁功率Pem與電機角速度ω之比，但對于同步電動機，由式（1）知道其轉(zhuǎn)速即為同步轉(zhuǎn)速。因此，同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩應(yīng)為（25）（26）此式與式（24）是完全一致的。將式（15）等號兩邊同除以ω1，得到同步電動機的轉(zhuǎn)矩平衡方程式中T0——空載轉(zhuǎn)矩。將電磁功率的表達式（20）代入式（25），得到的電磁轉(zhuǎn)矩為（27）

上式說明，在電源電壓Us

、電源的頻率f1、勵磁電流If

都保持不變時，同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩Te也僅是θ的函數(shù)。即當(dāng)θ角變化時，電磁轉(zhuǎn)矩Te也跟著變化。把的關(guān)系定義為同步電動機的矩角特性，由此所繪制出的曲線稱為矩角特性曲線。功角特性與矩角特性的表達式相互之間僅相差一個比例常數(shù)

1

，所以圖10和圖11中的曲線也可視為矩角特性曲線。

若是隱極式同步電動機，因Xd=Xq

，則功角特性和矩角特性的表達式為

四、同步電動機的穩(wěn)定運行下面以隱極同步電動機為例來討論同步電動機的穩(wěn)定運行問題。由圖可見，當(dāng)電動機拖動負(fù)載運行在

=0

～90

的范圍內(nèi)，電動機能夠穩(wěn)定運行；當(dāng)電動機拖動負(fù)載運行在

=90

～180

的范圍內(nèi)，電動機不能夠穩(wěn)定運行。

如果與異步電動機一樣，將最大電磁轉(zhuǎn)矩Tem與額定電磁轉(zhuǎn)矩TN之比，稱為過載倍數(shù)，用

表示。這里（30）

可見，為了滿足過載限制的要求，隱極同步電動機額定運行時，。對于凸極同步電動機，額定運行時的功率角還要小些。當(dāng)負(fù)載改變時，θ角隨之變化，就能使同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩Te或電磁功率Pem跟著變化，以達到新的平衡狀態(tài)。在同步電動機穩(wěn)定運行時，電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n是嚴(yán)格按照同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，不發(fā)生任何變化。所以，同步電動機的機械特性為一條水平的直線。

7.6同步電動機的功率因數(shù)及U形曲線一、同步電動機的功率因數(shù)調(diào)節(jié)當(dāng)同步電動機接在交流電源上，可以認(rèn)為電源的電壓Us以及頻率f1都保持不變。另外，假設(shè)同步電動機拖動的有功負(fù)載也保持不變，僅改變同步電動機的勵磁電流If，就能調(diào)節(jié)同步電動機的功率因數(shù)。為分析方便起見，以隱極同步電動機為例，并忽略電機中的各種損耗。假若同步電動機的負(fù)載保持不變，則電動機轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩T2也不變，如果忽略空載轉(zhuǎn)矩，由式（26），有?？梢姡?dāng)T2不變時，可以認(rèn)為電磁轉(zhuǎn)矩Te也不變，由式（29），（31）這說明當(dāng)改變勵磁電流If時，電動勢E0的大小也要跟著改變，以滿足上式的關(guān)系。

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時，由于同步電動機的轉(zhuǎn)速恒定不變，所以同步電動機的輸出功率不變。在忽略電機中的各種損耗的情況下，同步電動機的輸入功率與輸出功率相等。于是有（32）

上式的物理意義是：在只改變勵磁電流的情況下，同步電動機定子繞組中電流的有功分量保持不變。根據(jù)式（31）和式（32）的條件可畫出隱極同步電動機在三種不同勵磁電流時的相量圖，如圖14所示。在電壓Us

不變的條件下，必有

當(dāng)改變同步電動機的勵磁電流時，能夠改變同步電動機的功率因數(shù)，這點是三相異步電動機所不具備的。當(dāng)改變勵磁電流時，同步電動機功率因數(shù)變化的規(guī)律可以分為三種情況，即正常勵磁狀態(tài)、欠勵狀態(tài)和過勵狀態(tài)。同步電動機拖動負(fù)載運行時，一般要過勵，至少運行在正常勵磁狀態(tài)，不要讓它運行在欠勵狀態(tài)。

二、同步電動機的U形曲線同步電動機的U形曲線是指當(dāng)電源電壓和電源的頻率均為額定值時，在輸出功率不變的條件下，調(diào)節(jié)勵磁電流If

時定子電流Is的相應(yīng)變化。以勵磁電流If

為橫座標(biāo)，定子電流Is為縱座標(biāo)，將兩個電流數(shù)值變化關(guān)系繪制成曲線，由于其形狀象英文字母“U”，故稱其為U形曲線。

對每條U形曲線，定子電流有一最小值，這時定子僅從電網(wǎng)吸收有功功率，功率因數(shù)。把這些點連起來，稱為線。它微微向右傾斜，說明輸出為純有功功率情況下，輸出功率增大的同時，必須相應(yīng)地增加一些勵磁電流。這樣，線可作為分界線，在線的左邊是欠勵區(qū)，右邊是過勵區(qū)。當(dāng)同步電動機帶一定負(fù)載時，若減小勵磁電流If，電動勢E0、電磁功率Pem減小。當(dāng)Pem減小到一定程度，θ超過90

，電動機就失去同步，如圖16中虛線所示的不穩(wěn)定區(qū)。從這個角度來看，同步電動機最好也不運行于欠勵狀態(tài)。

7.7同步電動機的起動由于同步電動機在穩(wěn)態(tài)運行時其轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，因此同步電動機的機械特性是一條n=n1的直線。雖然同步電動機的機械特性較為簡單，但是由于同步電動機僅在同步轉(zhuǎn)速下才能產(chǎn)生恒定的同步電磁轉(zhuǎn)矩，不能采取直接起動的方法，而必須采取專門的方法來起動。因此，同步電動機的起動具有與異步電動機不同的特點，需要單獨討論。本節(jié)將主要討論同步電動機的起動和調(diào)速問題。

一、同步電動機的起動同步電動機在正常運行時，轉(zhuǎn)子恒以同步速旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場與定子因電磁作用而旋轉(zhuǎn)的磁場保持相對靜止，從而使得同步電動機產(chǎn)生穩(wěn)定的電磁轉(zhuǎn)矩，故同步電動機能夠帶動負(fù)載穩(wěn)定地并恒以同步速度運行。但是要利用這兩個定、轉(zhuǎn)子磁場之間的作用使電動機在50Hz的交流電源下從靜止?fàn)顟B(tài)起動起來卻是非常困難的。1.輔助電動機起動選用一臺和同步電動機極數(shù)相同的異步電動機（其容量約為主機的5%～15%）作為輔助電動機來牽引同步電動機。2.異步起動現(xiàn)代多數(shù)同步電動機，在其轉(zhuǎn)子上都裝有類似異步電動機的籠型繞組（稱為起動繞組）。在定子接通電源后，起動繞組中便能產(chǎn)生異步電磁轉(zhuǎn)矩起動電機，等轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，再通入勵磁電流，利用同步電磁轉(zhuǎn)矩將電機牽入同步轉(zhuǎn)速。這種起動方法，是目前同步電動機最常用的起動方法。

異步起動時，勵磁繞組不能開路，否則由于勵磁繞組匝數(shù)很多，定子旋轉(zhuǎn)磁場將在勵磁繞組內(nèi)感應(yīng)很高的電壓，可能會擊穿勵磁繞組的匝間絕緣，甚至造成人身事故。異步起動時，勵磁繞組也