同步电机有旋转电枢（磁极固定）（图3-62）和旋转磁极（电枢固定）（图3-63）两种结构形式。为了易于引出电枢电流，一般都采用旋转磁极式，只有小型的或特殊用途的电机（如无刷励磁同步电机所用的交流励磁机等）才采用旋转电枢式。

图3-62 旋转电枢式同步电机示意图

图3-63 旋转磁极式同步电机示意图

a）隐极式 b）凸极式

旋转磁极式同步电机的结构是由定子和转子两个基本部分组成。同步电机转子有隐极式和凸极式两种结构形式。隐极式同步电机气隙均匀，转子机械强度高，适合于高速旋转；凸极式同步电机的气隙不均匀，旋转时空气阻力大，比较适合于中速或低速旋转场合。隐极式和凸极式同步电机除转子有较大的区别外，其定子结构是基本相同的。

（一）定子

同步电机的定子主要由定子铁心、定子绕组、机座和若干紧固件构成，与异步机定子结构相似。

定子铁心一般采用含硅量较高的无取向冷轧硅钢片分组叠压而成。每组厚度为30～60mm。每组叠片之间有宽10mm的径向通风沟（见图3-64）。整个定子铁心用拉紧螺杆和非导磁端压板压紧成整体后固定在机座上。

图3-64 定子铁心结构示意图

定子机座为钢板焊接结构，用于支撑定子铁心，并构成所需的通风路径，因此要求它有足够的刚度和强度，以满足加工、运输和运行过程中的受力要求。

定子绕组一般采用双层短距叠绕形式。对于不同的电机类型，如普通电机、防爆电机对绝缘材料和绝缘结构的要求也不相同，通过对绝缘材料、主绝缘厚度、绕线方式、漆浸工艺的研究，可有效增大电机容量，缩小电机体积，提高电机绝缘的电气、机械和热稳定性，从而提高电机的技术经济指标、运行寿命和运行可靠性。

（二）隐极式转子结构

对于大功率（几千或几万千瓦）转速很高（如3000r/min、1500r/min）的同步电机，转子做成隐极式，它主要由铁心、励磁绕组、护环、中心环、风扇和集电环等零部件组成（见图3-65）。

图3-65 典型2极转子结构的散件示意图（左）及转子装配图（右）(www.daowen.com)

1—轴 2—风扇 3—中心环 4—励磁绕组 5—护环 6—槽楔 7—径向冷却风道 8—励磁机风扇 9—励磁机电枢 10—旋转整流器

转子铁心是两极电机最关键的部件之一，它既是转子磁极的主体，也是巨大离心力的受体，因此要求它兼备高导磁性能和高机械强度。转子铁心一般采用铬镍钼合金钢锻制而成，并与转轴锻为一个整体。在铁心表面，以主极轴线为对中心，1/3极距宽度范围内不开槽，形象称之为“大齿”；另2/3极距宽度（对称轴两侧各1/3）内均匀铣制开口式平行槽，用于嵌放励磁绕组（见图3-66）。

励磁绕组采用同心式线圈结构，由特制扁铜线绕制而成。考虑承受高速旋转离心力的需要，槽楔必须采用高强度金属材料制作，如硬质铝合金；绕组的绝缘亦要求高可靠性。

图3-66 极高速电机转子开槽情况示意图

护环为一金属圆筒，共两只，用于保护励磁绕组的两个端部，使励磁绕组不会因离心力作用而甩出，故要求采用高强度非导磁合金钢制成。中心环用于支撑护环并阻止励磁绕组的轴向移动。

集电环装在转轴上，实现励磁绕组与励磁电源的连接，一方经引线接励磁绕组，另一方则经电刷接励磁电源。

（三）凸极式转子结构

对于速度较低的同步电机转子做成凸极式，大多数凸极式转子直径相对隐极式大些。

凸极式转子一般由转轴、磁极、磁轭、励磁线圈、阻尼条、阻尼环等到主要部件组成，大极数的凸极式转子还包括转子支架（见图3-67）。

磁极一般用1～3mm的钢板叠压而成，高速电机则采用实心形式，极靴为外圆弧。励磁绕组多数为同心式线圈套装结构（见图3-68）。磁轭可用铸钢，也可用冲片叠压。磁极与磁轭之间的连接应牢固（见图3-69），以满足旋转受力要求。

图3-67 带转子支架的凸极式转子示意图

图3-68 凸极式电机的磁极与绕组

图3-69 凸极式电机的磁轭与磁极