介紹超同步電機 super synchronous motor

如果看一些老的電工方面的書籍，會發現有些歷史上曾經用發明過比較有趣的東西。以電機而言，曾經就有過很多特別設計的電機，雖然現在已經絕跡，但是它們的設計也可以讓後人借鑒。

電機啟動電流和啟動轉矩，是電機選型的重要因素。現在電力系統足夠發達，根據系統容量來確定，比較大的感應電動機都可以直接啟動。但是在以前電力容量比較小的時候，為了減少啟動電流增加啟動轉矩，就需要工程師們多動腦子。

同步電機啟動的方式，大家都很熟悉。通常都會在轉子的極面做鼠籠，為了獲得高啟動轉矩有些同步電機甚至會做出雙鼠籠來。這時啟動轉矩對於大部分應用來說都已經足夠。

如果啟動負載更艱巨、同時要求啟動電流不大，就要用相繞組極面啟動（phase wound pole face starting winding）這是一種把同步電機作為變相繞線式感應電機啟動的方式。可以提供大啟動轉矩和保持不太大的啟動電流。

有些情況下的啟動負載更加艱巨，有巨大慣性的負載，以至於啟動時間特別長，又不希望有過長時間的大啟動電流干擾電力系統。在20年代，發明了超同步電機（super synchronous motor）。這種電機的構造很有趣，它的定子（電樞）和轉子（勵磁）都是同軸可以旋轉的，都通過電刷與外部相連。啟動的時候因為負載的慣性巨大，轉子本身並不能立刻轉起來，於是定子就只好自己圍繞著轉子轉動。

在定子外周有一圈閘皮，通過機械的方式慢慢遏制定子旋轉，定子速度慢慢降低，轉子速度就慢慢快起來，直到定子徹底停止旋轉，轉子就以同步轉速運行起來。

在整個的啟動過程之後，啟動電流相當小，適合用於不頻繁啟動的場合。

下面這段視頻顯示了是一台30年代生產350馬力、2300V超同步電機啟動過程。先是定子開始加速旋轉，然後人工給定子剎車，轉子的速度就快起來，最後定子徹底停止，轉子正常帶動後面的大皮帶輪拖動負載。

因為超同步電機啟動電流小、轉矩比感應繞線電機還大，功率因數又如同步電機一樣很好，甚至還可以調到超前來補償無功，曾經在水泥廠里用於帶動轉動慣性極大的負載。

這種結構雖然早已經淘汰，也足以從中窺見前人獨具匠心。

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雖然沒有多少人看，我還是要把故紙堆里的東西翻出來。

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