• بازدید : 52 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

ماشينهاي سنكرون تحت سرعت ثابتي بنام سرعت سنكرون مي چرخند . و جزء ماشينهاي جريان متناوب (AC) محسوب مي شوند . در اين ماشينها بر خلاف ماشينهاي القائي ( آسنكرون ) ميدان گردان شكاف هوائي ورتور با يك سرعت كه همان سرعت سنكروه است مي چرخند . ماشينهاي سنكروه سه فاز بر دو نوع اند . 
۱- ژنراتورهاي سنكرون سه فاز يا الترناتورها
۲- موتورهاي سنكروه سه فاز
امروزه ژنراتورهاي سنكرون سه فاز ستون فقرات شبكه هاي برق را در جهان تشكيل مي دهد و ژنراتورهاي عظيم در نيروگاهها وظيفه توليد انرژي الكتريكي را به دوش مي كشند . موتورهاي سنكرون در مواقعي بكار مي روند كه به سرعت ثابت نياز داشته باشيم . 
البته موتورهاي سنكرون تكفاز كوچكي هم وجود دارد كه در فصل بعد راجع به ان اشاره مي كنيم . نوع خطي موتورهاي سنكرون بنام موتورهاي سنكرون خطي يا LSM نيز در سيستم هاي حمل و نقل بكار مي رود .
يكي از مزاياي عمده موتورهاي سنكرون اينست كه مي تواند از شبكه توان راكتيو دريافت و يا به شبكه توان راكتيو تزريق كند . ماشينهاي سنكرون اعم از ژنراتور و موتور جزء ماشينهاي دو تحريكه محسوب مي شوند زيرا سيم پيچ رتور آنها توسط منبع DC تغذيه گشته و از استاتور انها جريان AC مي گذرد . بايد دانست ساختمان ژنراتور و موتور سنكرون سه فاز شبيه يكديگر است . شار شكاف هوائي در اين ماشينها منتجه شارهاي حاصله از جراين رتور و جريان استاتور مي باشد . 
در ماشينهاي القائي ( فصل قبل ) تنها عامل تحريك كننده جريان استاتور محسوب مي شد ، زيرا جريان رتور بر اثر عمل القاء پديد مي امد . لذا موتورهاي القائي همواره در حالت پس فاز مورد بهره برداري قرار مي گيرند ، زيرا به جريان پس فاز راكتيوي نياز داريم تا شار در ماشين حاصل شود . اما در موتورهاي سنكرون اگر مدار تحريك رتور ، تحريك لازم را فراهم سازد ، استاتور جريان راكتيو نخواهد كشيد و موتور در حالت ضريب توان واحد كار خواهد كرد . 
اگر جريان تحريك رتور كاهش مي يابد ، جريان راكتيو از شبكه به موتور سرازير مي شود تا به رتور جهت مغناطيس كننده گي ماشين كمك كند . در اينصورت موتور سنكرون سه فاز در حالت پس فاز كار خواهد كرد . اگر جريان تحريك رتور زياد شود ( ميدان رتور افزايش مي يابد ) در اينصورت جريان راكتيو پيش فاز از شبكه كشيده مي شود تا با ميدان رتور به مخالفت برخيزد . در اينصورت موتور در حالت پيش فاز كار مي كند و توان راكتيو به شبكه مي فرستد . 
از گفتار فوق نتيجه مي شود كه با تغيير جريان تحريك ( مدار رتور ) كه جرياني DC است ، ضريب توان موتور سنكرون سه فاز را مي توان كنترل نمود . بايد دانست كه در تمامي مراحل موتور از شبكه توان اكتيو (P) مي كشد اما توان راكتيو موتور (Q) به نحوه تحريك بستگي دارد . 
اگر موتور بي بار باشد تغيير جريان تحريك باعث مي گردد كه موتور گاهي بصورت مقاومت ، گاهي بصورت سلف و گاهي بصورت خازن عمل نمايد . موتور سنكرون بي بار را كندانسور سنكرون مي نامند و در سيستمهاي انتقال انرژي جهت تنظيم ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد . در صنعت نيز گاهي براي بهبود ضريب توان بجاي خازن از موتورهاي سنكرون در حالت پيش فاز استفاده مي شود . 
در اينجا لازم است قدري درباره ساختمان ماشينهاي سنكرون سه فاز اعم از موتور و ژنراتور بحث شود . شكل ۱ و ۶-۱ شماي استاتور اين ماشينها را نشان مي دهد . درون شيارهاي استاتور سيم پيچي سه فاز استاتور جا سازي شده است و استاتور در اين ماشينها شبيه استاتور ماشينهاي القائي فصل قبل است . در شكل ۱ و ۶-۱ شماي دو نوع رتور براي ماشينهاي سنكرون نشان داده شده است :
۱- رتور با قطب هاي برجسته كه در آن برجستگي قطبها مشهود است و قطبها توسط سيم پيچي تحريك يا سيم پيچي ميدان تحريك مي شوند . واضح است كه در اين نوع ماشينها شكاف هوائي ( فاصله بين رتور و استاتور ) غير يكنواخت است . در زير قطبها شكاف هوائي كم و در ميان قطبها شكاف هوائي زيادي حاصل مي شود شكل ۱ و ۶-۱ .
۲- رتور استوانه يا رتور غير برجسته ، در اين نوع ماشينها شكاف هوائي درون ماشين كاملا يكنواخت است و رتور بصورت يك استوانه نسبتا كامل ساخته مي شود ۰ شل ۱ و ۶-۱) . 
شكل (۲ و ۶-۱) شماي بيرون ماشين سنكرون را نشان مي دهد . مي بينيم از استاتور سه پايانه خارج مي شود كه مربوط به سيستم سه فاز استاتور است . تغذيه جريان DC تحريك مربوط به رتور If نيز از طريق حلقه هاي لغزان موجود بر روي محور ماشين انجام مي شود . شكل ۳ و ۶-۱ وضعيت سيم پيچي هاي سه فاز استاتور و سيم پيچ تحريك را نشان مي دهد.

 
ساختمان ماشينهاي سنكرون سه فاز
استاتور ماشينهاي سنكرون سه فاز اعم از ژنراتور و موتور حاوي سيم پيچي سه فازي است كه درون شيارهاي استاتور جا سازي شده و رد طلو محيط آن پخش و توزيع گرديده اند . استاتور ماشينهاي سنكرون سه فاز شبيه ماشينهاي القائي سه فاز است . 
استاتور در ژنراتور بار را تغذيه مي كند و در موتور سنكرون به شبكه وصل مي شود تا جريان به درون موتور سرازير شود . در هر دو حال جريان استاتور يك جريان AC است . به سيم پيچي استاتور سيم پيچي آرميچر نيز گفته مي شود و اين امر بر خلاف ماشينهاي DC است . زيرا در ماشينهاي DC سيم پيچي آرميچر بر روي رتور قرار دارد . سيم پيچي استاتور يا آرميچر در ماشينهاي سنكرون طوري طراحي مي شوند كه جريان و ولتاژ زيادي را تحمل نمايند . 
رتور ماشينهاي سنكرون حاوي سيم پيچي تحريك يا سيم پيچي ميدان است و اين سيم پيچي توسط جريان DC تحريك مي گردد . شكل ۶-۱ شماي كلي ماشينهاي سنكرون را نشان مي دهد و قبلا قدري راجع به ان صحبت كرديم . همانطور كه در شكل ۶-۱ ديديم رتور اين ماشينها بر دو نوع است:
۱- رتور قطب برجسته : اين رتورها عمدتا در ماشينهائي بكار مي رود كه سرعت سنكرون آنها كم است . 
۲- رتور قطب برجسته : اين رتورها عمدتا در ماشينهائي بكار مي رود كه سرعت سنكرون آنها زياد است . 
در اينجا بد نيست بدانيد در نيروگاههاي بخاري از ژنراتورهاي با رتور استوانه اي ( غير برجسته ) استفاده مي شود . در نيروگاههاي ديگر كه سعرت چرخش توربين متصل به محور ژنراتور كم است از رتورهاي قطب برجسته استفاده مي شود. شكل ۶-۲ تصوير يك ژنراتور با قطب استوانه اي ( غير برجسته ) عظيم الجثه را نشان مي دهد و شكل ۶-۳ تصوير يك ژنراتور قطب بر جسته را به نمايش مي گذارد . در اين فصل ابتدا راجع به عملكرد ماشينهاي سنكرون بارتور استوانه اي در حالت ماندگار مانا بحث مي شود و سپس اثر برجستگي قطبها را مطرح مي سازيم . 

ژنراتور سنكرون
شكل ۱ و ۶-۴ را در نظر مي گيريم و فرض مي كنيم اگر جريان (If) DC از سيم پيچي تحريك رتور بگذرد شاري با توزيع سينوسي در شكاف هوايي ايجاد مي كند . حال اگر رتور توسط محرك اوليه مثل موتور ديزل يا تورين يا موتور DC چرخانده شود يك ميدان گردان در شكاف هوائي حاصل مي شود . به اين ميدان لفظ ميدان تحريك نيز اطلاق مي شود . 
اين ميدان در سيم پيچهاي سه فاز آرميچر ( cc/,bb/ , aa/ در شكل ۶-۴ ) ولتاژ القاء مي كند و اين سه ولتاژ القائي در شكل ۲ و ۶-۴ نشان داده شده است . اين ولتاژها از نظر دامنه يكسان ، اما با هم ۱۲۰درجه الكتريكي اختلاف فاز دارند . به اين ولتاژها نامهاي زير اطلاق مي گردد و با علامت Ef مشخص مي شوند.
۱- ولتاژ القاء شده 
۲- ولتاژ توليد شده
۳- ولتاژ داخلي
۴- ولتاژ تحريك
گفتني است كه سرعت رتور سرعت سنكرون و فركانس ولتاژهاي القائي طبق رابطه زير بهم مربوط مي شوند :
(۶-۱)  
يا : 
(۶-۲)  

N سرعت رتور ( سرعت سنكرون ) بر حسب دور در دقيقه بوده و p تعداد قطبهاي رتور است . مقدار موثر ولتاژ تحريك (Ef) از رابطه ۵-۲۷ فصل قبل قابل استحصال است .
(۶-۳) Ef=4/44f f Nkw

f  شار هر قطب بخاطر جراين تحريك If تعبير مي شود . N تعداد حلقه ها يا دور ها در هر فاز بوده و Kw ضريب سيم پيچي نام دارد . از روابط (۶-۲) و (۶-۳) داريم :
(۶-۴) Ef  nf

مي بينيم ولتاژ تحريك (Ef) كه همان ولتاژ القائي يا ولتاژ داخلي يا ولتاژ توليد شده مي باشد ، با شار تحريك و سرعت متناسب است . واضح است كه شار تحريك (f) نيز با جريان تحريك If تناسب دارد . تغييرات ولتاژ تحريك Ef بر حسب جريان تحريك (If) تحت سرعت ثابت در شكل ۶-۵ نشان داده شده است . ولتاژ القائي مربوط به If=0 بخاطر پديده پس ماند مي باشد . 
در ابتدا تغييرات Ef بر حسب If خطي است ، اما پس از عبور از مرحله تغييرات خطي اگر If زياد شود f ديگر با If رابطه خطي ندارد مساله اشباع و لذا طبق محني شكل ۶-۵ Ef نيز تقريبا ثابت مي شود . به منحني شكل ۶-۵ مشخصه مدار باز ژنراتور سنكرون سه فاز نيز اطلاق مي شود
بايد دانست در حالت بي باري يعني در حالتي كه بار به پايانه هاي استاتور وصل نباشد ، در اينصورت Ef معادل ولتاژ پايانه ژنراتور است كه م يتوان انرا با ولت متر اندازه گيري نمود . بهمين دليل به مشخصه شكل ۶-۵ مشخصه مدار باز يا OCC اطلاق مي شود .
نام ديگر اين منحني مشخصه مغناطيس شوندگي است . اگر در شكل ۳ و ۶-۱ پايانه هاي استاتور ژنراتور سنكرون به بار سه فاز متصل شود جريان هاي Ic , Ib , Ia برقرار مي گردد فركانس اين جريان ها با Ef يكسان است . اين سه جريان نيز ميدان گردان در شكاف هوائي پديد مي اورند .
لذا متجه شار در شكاف هوائي از مجموع دو شار گردان رتور و استاتور حاصل مي گردد . ايد دانست سرعت چرخش اين دو شار يكسان بوده و همان سرعت سنكرون است رابطه ۶-۱ . گيريم f شار حاصله توسط جراين تحريك If و a بخاطر جريان استاتور Ia حاصل شود . به a شار عكس العمل آرميچر نيز گفتهمي شود . پس :
شار منتجه رد شكاف هوائي ( از اشباع صرفنظر شده است ) r=f+a= 
بايد دانست سرعت دوران هر سه شار فوق الذكر در شكاف هوائي همان سرعت سنكرون است ( رابطه ۶-۱) شكل ۶-۶ نمودار فازوري فضايي اين سه شار را نشان مي دهد .
 mmf مربوط به رتور Ff كه در اثر جريان تحريك If حاصل مي شود شار f  را توليد مي كند و همگي در يك امتداد  نشان داده شده اند . ولتاژ تحريك Ef بخاطر اصل فاراده از f بميزان ۹۰ درجه عقب مي افتد . گيريم جريان استاتور  Ia از Ef بميزان  درجه عقب باشد . mmf مربوط به Ia كه با Fa نشان داده مي شود شار a را توليد مي كند و همگي در امتداد Ia در شكل ۶-۶ نشان داده شده اند . mmf منتجه يا Fr بقرار زير است :
Fr=Ff+Fa 

اگر از اشبع صرفنظر شود در اينصورت r نيز منتجه f و a خواهد بود و بايد دانست r را همان Fr توليد مي نمايد . در قسمتهاي بعدي درباره رابطه mmf ها و شارها بيشتر صحبت مي شود . 

شين بي نهايت
ژنراتورهي سنكرون سه فاز عمدتا به سيستم قدرت متصل اند و بندرت به تنهايي بارهاي خاص و محلي را تامين مي كنند . در صورتيكه ژنراتورهاي سنكرون سه فاز به شبكه قدرت وصل اند و مشتركا بار مشتركين را تامين مي كنند در اينصورت اصطلاحا مي گويند كه ژنراتورها به شين بي نهايت وصل اند . 
از انجائيكه تعداد ژنراتورهاي متصل به شبكه زياد بوده و اندازه اين ژنراتورها نسبتا بزرگ و حجيم است لذا ولتاژ و فركانس شين بي نهايت به سختي قابل تغيير است و ثابت مي باشد . مصرف كننده ها بار از نقاط مختلف شين بي نهايت توسط انشعابهائي تغذيه مي شوند . 
شكل ۶-۷ يك شين بي نهايت را كه گاهي نيز به آن شبكه بهم پيوسته نيز اطلاق مي شود ، نشان مي دهد . معمولا ولتاژ پايانه هاي ژنراتورهاي مدرن امروز حدود ۳۳ كيلو ولت است . لذا براي وصل ژنراتورها به شين بي نهايت يا شبكه بهم پيوسته از ترانسفور ماتور استفاده مي شود . 
پس از افزايش ولتاژ ژنراتورها توسط ترانسفورماتورها اين ژنراتورها توسط خطوط انتقال انرژي به شين بي نهايت با شبكه بهم پيوسته وصل مي شوند . علت انكه ولتاژ خطوط انتقال انرژي بالاست آنستكه بازده سيستم افزايش يابد و از تلفات كاسته گردد . همانطور كه از شكل ۶-۷ پيداست خطوط انتقال انرژي فشار قوي از شين بي نهايت با شبكه منشعب شده تا مراكز بار تغذيه نمايد . در مراكز بار از ترانسفور ماتورهاي كاهنده استفاده مي شود تا بارهاي خانگي و بارهاي صنعتي و بارهاي تجاري تغذيه شوند . 
  • بازدید : 88 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

ماشينهاي سنكرون تحت سرعت ثابتي بنام سرعت سنكرون مي چرخند . و جزء ماشينهاي جريان متناوب (AC) محسوب مي شوند . در اين ماشينها بر خلاف ماشينهاي القائي ( آسنكرون ) ميدان گردان شكاف هوائي ورتور با يك سرعت كه همان سرعت سنكروه است مي چرخند . ماشينهاي سنكروه سه فاز بر دو نوع اند . 
۱- ژنراتورهاي سنكرون سه فاز يا الترناتورها
۲- موتورهاي سنكروه سه فاز
امروزه ژنراتورهاي سنكرون سه فاز ستون فقرات شبكه هاي برق را در جهان تشكيل مي دهد و ژنراتورهاي عظيم در نيروگاهها وظيفه توليد انرژي الكتريكي را به دوش مي كشند . موتورهاي سنكرون در مواقعي بكار مي روند كه به سرعت ثابت نياز داشته باشيم 
البته موتورهاي سنكرون تكفاز كوچكي هم وجود دارد كه در فصل بعد راجع به ان اشاره مي كنيم . نوع خطي موتورهاي سنكرون بنام موتورهاي سنكرون خطي يا LSM نيز در سيستم هاي حمل و نقل بكار مي رود .
يكي از مزاياي عمده موتورهاي سنكرون اينست كه مي تواند از شبكه توان راكتيو دريافت و يا به شبكه توان راكتيو تزريق كند . ماشينهاي سنكرون اعم از ژنراتور و موتور جزء ماشينهاي دو تحريكه محسوب مي شوند زيرا سيم پيچ رتور آنها توسط منبع DC تغذيه گشته و از استاتور انها جريان AC مي گذرد . بايد دانست ساختمان ژنراتور و موتور سنكرون سه فاز شبيه يكديگر است . شار شكاف هوائي در اين ماشينها منتجه شارهاي حاصله از جراين رتور و جريان استاتور مي باشد . 
در ماشينهاي القائي ( فصل قبل ) تنها عامل تحريك كننده جريان استاتور محسوب مي شد ، زيرا جريان رتور بر اثر عمل القاء پديد مي امد . لذا موتورهاي القائي همواره در حالت پس فاز مورد بهره برداري قرار مي گيرند ، زيرا به جريان پس فاز راكتيوي نياز داريم تا شار در ماشين حاصل شود . اما در موتورهاي سنكرون اگر مدار تحريك رتور ، تحريك لازم را فراهم سازد ، استاتور جريان راكتيو نخواهد كشيد و موتور در حالت ضريب توان واحد كار خواهد كرد . 
اگر جريان تحريك رتور كاهش مي يابد ، جريان راكتيو از شبكه به موتور سرازير مي شود تا به رتور جهت مغناطيس كننده گي ماشين كمك كند . در اينصورت موتور سنكرون سه فاز در حالت پس فاز كار خواهد كرد . اگر جريان تحريك رتور زياد شود ( ميدان رتور افزايش مي يابد ) در اينصورت جريان راكتيو پيش فاز از شبكه كشيده مي شود تا با ميدان رتور به مخالفت برخيزد . در اينصورت موتور در حالت پيش فاز كار مي كند و توان راكتيو به شبكه مي فرستد . 
از گفتار فوق نتيجه مي شود كه با تغيير جريان تحريك ( مدار رتور ) كه جرياني DC است ، ضريب توان موتور سنكرون سه فاز را مي توان كنترل نمود . بايد دانست كه در تمامي مراحل موتور از شبكه توان اكتيو (P) مي كشد اما توان راكتيو موتور (Q) به نحوه تحريك بستگي دارد . 
اگر موتور بي بار باشد تغيير جريان تحريك باعث مي گردد كه موتور گاهي بصورت مقاومت ، گاهي بصورت سلف و گاهي بصورت خازن عمل نمايد . موتور سنكرون بي بار را كندانسور سنكرون مي نامند و در سيستمهاي انتقال انرژي جهت تنظيم ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد . در صنعت نيز گاهي براي بهبود ضريب توان بجاي خازن از موتورهاي سنكرون در حالت پيش فاز استفاده مي شود . 
در اينجا لازم است قدري درباره ساختمان ماشينهاي سنكرون سه فاز اعم از موتور و ژنراتور بحث شود . شكل ۱ و ۶-۱ شماي استاتور اين ماشينها را نشان مي دهد . درون شيارهاي استاتور سيم پيچي سه فاز استاتور جا سازي شده است و استاتور در اين ماشينها شبيه استاتور ماشينهاي القائي فصل قبل است . در شكل ۱ و ۶-۱ شماي دو نوع رتور براي ماشينهاي سنكرون نشان داده شده است :
۱- رتور با قطب هاي برجسته كه در آن برجستگي قطبها مشهود است و قطبها توسط سيم پيچي تحريك يا سيم پيچي ميدان تحريك مي شوند . واضح است كه در اين نوع ماشينها شكاف هوائي ( فاصله بين رتور و استاتور ) غير يكنواخت است . در زير قطبها شكاف هوائي كم و در ميان قطبها شكاف هوائي زيادي حاصل مي شود شكل ۱ و ۶-۱ .
۲- رتور استوانه يا رتور غير برجسته ، در اين نوع ماشينها شكاف هوائي درون ماشين كاملا يكنواخت است و رتور بصورت يك استوانه نسبتا كامل ساخته مي شود ۰ شل ۱ و ۶-۱) . 
شكل (۲ و ۶-۱) شماي بيرون ماشين سنكرون را نشان مي دهد . مي بينيم از استاتور سه پايانه خارج مي شود كه مربوط به سيستم سه فاز استاتور است . تغذيه جريان DC تحريك مربوط به رتور If نيز از طريق حلقه هاي لغزان موجود بر روي محور ماشين انجام مي شود . شكل ۳ و ۶-۱ وضعيت سيم پيچي هاي سه فاز استاتور و سيم پيچ تحريك را نشان مي دهد.
ساختمان ماشينهاي سنكرون سه فاز
استاتور ماشينهاي سنكرون سه فاز اعم از ژنراتور و موتور حاوي سيم پيچي سه فازي است كه درون شيارهاي استاتور جا سازي شده و رد طلو محيط آن پخش و توزيع گرديده اند . استاتور ماشينهاي سنكرون سه فاز شبيه ماشينهاي القائي سه فاز است . 
استاتور در ژنراتور بار را تغذيه مي كند و در موتور سنكرون به شبكه وصل مي شود تا جريان به درون موتور سرازير شود . در هر دو حال جريان استاتور يك جريان AC است . به سيم پيچي استاتور سيم پيچي آرميچر نيز گفته مي شود و اين امر بر خلاف ماشينهاي DC است . زيرا در ماشينهاي DC سيم پيچي آرميچر بر روي رتور قرار دارد . سيم پيچي استاتور يا آرميچر در ماشينهاي سنكرون طوري طراحي مي شوند كه جريان و ولتاژ زيادي را تحمل نمايند . 
رتور ماشينهاي سنكرون حاوي سيم پيچي تحريك يا سيم پيچي ميدان است و اين سيم پيچي توسط جريان DC تحريك مي گردد . شكل ۶-۱ شماي كلي ماشينهاي سنكرون را نشان مي دهد و قبلا قدري راجع به ان صحبت كرديم . همانطور كه در شكل ۶-۱ ديديم رتور اين ماشينها بر دو نوع است:
۱- رتور قطب برجسته : اين رتورها عمدتا در ماشينهائي بكار مي رود كه سرعت سنكرون آنها كم است . 
۲- رتور قطب برجسته : اين رتورها عمدتا در ماشينهائي بكار مي رود كه سرعت سنكرون آنها زياد است . 
در اينجا بد نيست بدانيد در نيروگاههاي بخاري از ژنراتورهاي با رتور استوانه اي ( غير برجسته ) استفاده مي شود . در نيروگاههاي ديگر كه سعرت چرخش توربين متصل به محور ژنراتور كم است از رتورهاي قطب برجسته استفاده مي شود. شكل ۶-۲ تصوير يك ژنراتور با قطب استوانه اي ( غير برجسته ) عظيم الجثه را نشان مي دهد و شكل ۶-۳ تصوير يك ژنراتور قطب بر جسته را به نمايش مي گذارد . در اين فصل ابتدا راجع به عملكرد ماشينهاي سنكرون بارتور استوانه اي در حالت ماندگار مانا بحث مي شود و سپس اثر برجستگي قطبها را مطرح مي سازيم . 

ژنراتور سنكرون
شكل ۱ و ۶-۴ را در نظر مي گيريم و فرض مي كنيم اگر جريان (If) DC از سيم پيچي تحريك رتور بگذرد شاري با توزيع سينوسي در شكاف هوايي ايجاد مي كند . حال اگر رتور توسط محرك اوليه مثل موتور ديزل يا تورين يا موتور DC چرخانده شود يك ميدان گردان در شكاف هوائي حاصل مي شود . به اين ميدان لفظ ميدان تحريك نيز اطلاق مي شود . 
اين ميدان در سيم پيچهاي سه فاز آرميچر ( cc/,bb/ , aa/ در شكل ۶-۴ ) ولتاژ القاء مي كند و اين سه ولتاژ القائي در شكل ۲ و ۶-۴ نشان داده شده است . اين ولتاژها از نظر دامنه يكسان ، اما با هم ۱۲۰درجه الكتريكي اختلاف فاز دارند . به اين ولتاژها نامهاي زير اطلاق مي گردد و با علامت Ef مشخص مي شوند.
۱- ولتاژ القاء شده 
۲- ولتاژ توليد شده
۳- ولتاژ داخلي
۴- ولتاژ تحريك
گفتني است كه سرعت رتور سرعت سنكرون و فركانس ولتاژهاي القائي طبق رابطه زير بهم مربوط مي شوند :
(۶-۱)  
يا : 
(۶-۲)  

N سرعت رتور ( سرعت سنكرون ) بر حسب دور در دقيقه بوده و p تعداد قطبهاي رتور است . مقدار موثر ولتاژ تحريك (Ef) از رابطه ۵-۲۷ فصل قبل قابل استحصال است .
(۶-۳) Ef=4/44f f Nkw

f  شار هر قطب بخاطر جراين تحريك If تعبير مي شود . N تعداد حلقه ها يا دور ها در هر فاز بوده و Kw ضريب سيم پيچي نام دارد . از روابط (۶-۲) و (۶-۳) داريم :
(۶-۴) Ef  nf

مي بينيم ولتاژ تحريك (Ef) كه همان ولتاژ القائي يا ولتاژ داخلي يا ولتاژ توليد شده مي باشد ، با شار تحريك و سرعت متناسب است . واضح است كه شار تحريك (f) نيز با جريان تحريك If تناسب دارد . تغييرات ولتاژ تحريك Ef بر حسب جريان تحريك (If) تحت سرعت ثابت در شكل ۶-۵ نشان داده شده است . ولتاژ القائي مربوط به If=0 بخاطر پديده پس ماند مي باشد . 
در ابتدا تغييرات Ef بر حسب If خطي است ، اما پس از عبور از مرحله تغييرات خطي اگر If زياد شود f ديگر با If رابطه خطي ندارد مساله اشباع و لذا طبق محني شكل ۶-۵ Ef نيز تقريبا ثابت مي شود . به منحني شكل ۶-۵ مشخصه مدار باز ژنراتور سنكرون سه فاز نيز اطلاق مي شود
بايد دانست در حالت بي باري يعني در حالتي كه بار به پايانه هاي استاتور وصل نباشد ، در اينصورت Ef معادل ولتاژ پايانه ژنراتور است كه م يتوان انرا با ولت متر اندازه گيري نمود . بهمين دليل به مشخصه شكل ۶-۵ مشخصه مدار باز يا OCC اطلاق مي شود .
نام ديگر اين منحني مشخصه مغناطيس شوندگي است . اگر در شكل ۳ و ۶-۱ پايانه هاي استاتور ژنراتور سنكرون به بار سه فاز متصل شود جريان هاي Ic , Ib , Ia برقرار مي گردد فركانس اين جريان ها با Ef يكسان است . اين سه جريان نيز ميدان گردان در شكاف هوائي پديد مي اورند .
لذا متجه شار در شكاف هوائي از مجموع دو شار گردان رتور و استاتور حاصل مي گردد . ايد دانست سرعت چرخش اين دو شار يكسان بوده و همان سرعت سنكرون است رابطه ۶-۱ . گيريم f شار حاصله توسط جراين تحريك If و a بخاطر جريان استاتور Ia حاصل شود . به a شار عكس العمل آرميچر نيز گفتهمي شود . پس :
شار منتجه رد شكاف هوائي ( از اشباع صرفنظر شده است ) r=f+a= 
بايد دانست سرعت دوران هر سه شار فوق الذكر در شكاف هوائي همان سرعت سنكرون است ( رابطه ۶-۱) شكل ۶-۶ نمودار فازوري فضايي اين سه شار را نشان مي دهد .
 mmf مربوط به رتور Ff كه در اثر جريان تحريك If حاصل مي شود شار f  را توليد مي كند و همگي در يك امتداد  نشان داده شده اند . ولتاژ تحريك Ef بخاطر اصل فاراده از f بميزان ۹۰ درجه عقب مي افتد . گيريم جريان استاتور  Ia از Ef بميزان  درجه عقب باشد . mmf مربوط به Ia كه با Fa نشان داده مي شود شار a را توليد مي كند و همگي در امتداد Ia در شكل ۶-۶ نشان داده شده اند . mmf منتجه يا Fr بقرار زير است :
Fr=Ff+Fa 

اگر از اشبع صرفنظر شود در اينصورت r نيز منتجه f و a خواهد بود و بايد دانست r را همان Fr توليد مي نمايد . در قسمتهاي بعدي درباره رابطه mmf ها و شارها بيشتر صحبت مي شود . 

شين بي نهايت
ژنراتورهي سنكرون سه فاز عمدتا به سيستم قدرت متصل اند و بندرت به تنهايي بارهاي خاص و محلي را تامين مي كنند . در صورتيكه ژنراتورهاي سنكرون سه فاز به شبكه قدرت وصل اند و مشتركا بار مشتركين را تامين مي كنند در اينصورت اصطلاحا مي گويند كه ژنراتورها به شين بي نهايت وصل اند . 
از انجائيكه تعداد ژنراتورهاي متصل به شبكه زياد بوده و اندازه اين ژنراتورها نسبتا بزرگ و حجيم است لذا ولتاژ و فركانس شين بي نهايت به سختي قابل تغيير است و ثابت مي باشد . مصرف كننده ها بار از نقاط مختلف شين بي نهايت توسط انشعابهائي تغذيه مي شوند . 
شكل ۶-۷ يك شين بي نهايت را كه گاهي نيز به آن شبكه بهم پيوسته نيز اطلاق مي شود ، نشان مي دهد . معمولا ولتاژ پايانه هاي ژنراتورهاي مدرن امروز حدود ۳۳ كيلو ولت است . لذا براي وصل ژنراتورها به شين بي نهايت يا شبكه بهم پيوسته از ترانسفور ماتور استفاده مي شود . 
پس از افزايش ولتاژ ژنراتورها توسط ترانسفورماتورها اين ژنراتورها توسط خطوط انتقال انرژي به شين بي نهايت با شبكه بهم پيوسته وصل مي شوند . علت انكه ولتاژ خطوط انتقال انرژي بالاست آنستكه بازده سيستم افزايش يابد و از تلفات كاسته گردد . همانطور كه از شكل ۶-۷ پيداست خطوط انتقال انرژي فشار قوي از شين بي نهايت با شبكه منشعب شده تا مراكز بار تغذيه نمايد . در مراكز بار از ترانسفور ماتورهاي كاهنده استفاده مي شود تا بارهاي خانگي و بارهاي صنعتي و بارهاي تجاري تغذيه شوند . 
در نيروگاه ژنراتورهاي سنكرون بستهب ه شرايط خاص بهره برداري به شين بي نهايت وصل و يا از ان جدا مي شوند . وصل ژنراتور به شين بي نهايت مقوله موازي كردن ژنراتور با شين بي نهايت را مطرح مي سازد . 
قبل از موازي كردن ژنراتور سنكرون با شبكه ژنراتور سنكرون بايد مشخصات زير را دارا باشد :
۱- هم ولتاژ شبكه يا شين بي نهايت باشد.
۲- هم فركانس شبكه يا شين بي نهايت باشد
۳- توالي فاز ژنراتور با توالي فاز شبكه يكسان باشد
۴- همفاز شين بي نهايت يا شبكه باشد
در نيروگاهها چك كردن صحت شرايط فوق توسط دستگاهي بنام سنكروسكوپ انجام مي پذيرد شكل ۶-۸ وضعيت عقربه در اين دستگاه اختلاف فاز ولتاژ ژنراتور و ولتاژ شبكه را نشان مي دهد . جهت حركت عقربه نشان م يدهد كه ژنراتور بسيار سريع و يا بسيار آرام مي چرخد . بعبارت ديگر اين امر مشخص مي سازد كه آيا فركانس ژنراتور بيشتر يا كمتر از شبكه مي باشد ؟ بايد دانست مساله چك كردن توالي فازها توسط اين دستگاه امكان پذير نيست و قبل از موازي سازي بايد حتما اين امر مورد تائيد قرار گرفته باشد زيرا خطرات جبران ناپذيري را به دنبال خواهد داشت . 
هر گاه عقربه خيلي آرام حركت مي نمود ، بعبارت ديگر فركانسها تقريبا يكسان اند و به نقطه اختلاف فاز صفر رسيد وضعيت عمودي در جهت بالا مدار شكن دژنكتور را مي بنديم و ژنراتور را به شكبه بي نهايت وصل مي نمائيم . 
در آزمايشگاه بجاي استفاده از سنكروسكوپ مي توان از سه لامپ جهت موازي كردن ژنراتور با شبكه استفاده نمود . شكل ۶-۹ شماي مربوط به اين آزمايش را نشان مي دهد . 
در اينجا محرك اوليه يك موتور DC يا موتور القائي است كه نقش تورين نيروگاه را ايفا مي كند . سرعت چرخش محور رام يتوان طوري تنيم كرد كه فركانس ژنراتور سنكرون با شين بي نهايت مساوي گردد . في المثل مي توان گفت اگر ژنراتور سنكرون سه فاز ۴ قطبي باشد بايد انرا با سرعت ۱۸۰۰ درو در دقيقه بچرخانيم تا فركانس ۶۰ هرتز حاصل گردد . 
جريان تحريك IF را مي توان طوري تنظيم نمود كه دو دولتمتر V1 و V2 يك عدد را نشان دهند شكل ۶-۹ در اينحال اگر توالي فازها يكسان باشند در اينصورت لامپها درخشندگي يكساني خواهند داشت زيرا هنوز از اختلاف فاز صفر ولتاژها مطمئن نيستيم اگر فركانسها كاملا يكسان نباشند لامپها همگام با يكديگر روشن و خاموش مي شوند زيرا هنوز از اختلاف فاز صفر ولتاژها مطمئن نيستيم . حال ببينيم اگر شرايط فوق برقرار نباشد چه رخ م يده . براي توجيه مطلب از نمودار فاز روي استفاده مي كنيم گيريم :
فاز ورهاي ولتاژهاي شين بي نهايت EA , EB , EC 
فازورهاي ولتاژهاي ژنراتور سنكرون Ea , Eb , Ec 
فازروهاي ولتاژهاي دو سر لامپها ، دامنه EAa , EAb , ECc

الف – توالي فازها و فركانسها مشابه اند . اما ولتاژها يكسان نيستند . 
شكل ۱ و ۶-۱۰ را در نظر مي گيريم . در اينصورت با دو مجموعه فازوري دروبرو هستيم كه اين دو مجموعه با سرعت يكسان مي چرخند :
۱-  EC , EB , EA مربوط به شبكه بي نهايت 
۲-  Ec , Eb , Ea   مربوط به ماشين
ولتاژ دو سر لامپها يعني ECc , Ebb , EAa با هم مساويند و لذا در اين شرايط هر سه لامپ روشن و درخشندگي يكسان دارند . براي آنكه ولتاژها يكسان شود ، بايد جريان تحريك ژنراتور If افزايش يابد.

ب- ولتاژ ها و تواي فازها يكسان اند . اما فركانسها متفاوت مي باشند.
در اينصورت با دو مجموعه فاز ئري مطابق شكل ( ۲ و ۶-۱۰) روبرو هستيم و سرعت چرخش فازورها به فركانسها بستگي دارد . گيريم در t=t1 همچون شكل ( ۲ و ۶-۱۰) ولتاژها همفاز باشند در اينحالت ولتاژ دو سر لامپها صفر است و همگي خاموش اند . اگر f1>f2 باشد در لحظه اي بعد t=t2 در شل ۲ و ۶-۱۰ با نمودار فازوري ديگري روبرو مي شويم كه در شكل ۲ و ۶-۱۰ نشان داده شده است . در اينصورت ECc , Ebb , EAa بر دو ر لامپها ظاهر شده و با درشخندگي يكسان روشن مي وشند . لذا در صورتيكه f1f2  باشد لامپها همگام با يكديگر خاموش و روشن مي شوند . 
در اين شرايط بايد سرعت چرخش ژنراتور را افزايش داد تا خاموش شدن و روشن شدن همگام لامپها به آرامي صورت مي پذيرد . بايد دانست تغيير سرعت ژنراتور ، ولتاژهاي ماشين را تغيير مي دهد ، لذا بايد If را تنظيم نمود تا ولتاژها مشابه باقي بمانند . 

عتیقه زیرخاکی گنج