ماشین سنکرون همواره یکی از مهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی الکتریکی و کاربردهای خاص دیگر ایفاء کرده است.

تاریخچه وساختار 

ماشین سنکرون همواره یکی از مهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی الکتریکی و کاربردهای خاص دیگر ایفاء کرده است. 

ژنراتور سنکرون تاریخچهای بیش از صد سال دارد. اولین تحولات ژنراتور سنکرون در دهه ۱۸۸۰ رخ داد. در نمونههای اولیه مانند ماشین جریان مستقیم، روی آرمیچر گردان یک یا دو جفت سیمپیچ وجود داشت که انتهای آنها به حلقههای لغزان متصل میشد و قطبهای ثابت روی استاتور، میدان تحریک را تامین میکردند. به این طرح اصطلاحاً قطب خارجی میگفتند. در سالهای بعد نمونه دیگری که در آن محل قرار گرفتن میدان و آرمیچر جابجا شده بود مورد توجه قرار گرفت. این نمونه که شکل اولیه ژنراتور سنکرون بود، تحت عنوان ژنراتور قطب داخلی شناخته و جایگاه مناسبی در صنعتبرق پیدا کرد. شکلهای مختلفی از قطبهای مغناطیسی و سیمپیچهای میدان روی رتور استفاده شد، در حالی که سیمپیچی استاتور، تکفاز یا سهفاز بود. محققان بزودی دریافتند که حالت بهینه از ترکیب سه جریان متناوب با اختلاف فاز نسبت به هم بدست میآید. استاتور از سه جفت سیمپیچ تشکیل شده بود که در یک طرف به نقطه اتصال ستاره و در طرف دیگر به خط انتقال متصل بودند. 

هاسلواندر اولین ژنراتور سنکرون سه فاز را در سال ۱۸۸۷ ساخت که توانی در حدود ۸/۲ کیلووات را در سرعت ۹۶۰ دور بر دقیقه (فرکانس ۳۲ هرتز) تولید میکرد. این ماشین دارای آرمیچر سه فاز ثابت و رتور سیمپیچی شده چهار قطبی بود که میدان تحریک لازم را تامین میکرد. این ژنراتور برای تامین بارهای محلی مورد استفاده قرار میگرفت. 

در سال ۱۸۹۱ برای اولین بار ترکیب ژنراتور و خط بلند انتقال به منظور تامین بارهای دوردست با موفقیت تست شد. انرژی الکتریکی تولیدی این ژنراتور توسط یک خط انتقال سه فاز از لافن به نمایشگاه بینالمللی فرانکفورت در فاصله ۱۷۵ کیلومتری منتقل میشد. ولتاژ فاز به فاز ۹۵ ولت، جریان فاز ۱۴۰۰ آمپر و فرکانس نامی ۴۰ هرتز بود. رتور این ژنراتور که برای سرعت ۱۵۰ دور بر دقیقه طراحی شده بود، ۳۲ قطب داشت. قطر آن ۱۷۵۲ میلیمتر و طول موثر آن ۳۸۰ میلیمتر بود. جریان تحریک توسط یک ماشین جریان مستقیم تامین میشد. استاتور آن ۹۶ شیار داشت که در هر شیار یک میله مسی به قطر ۲۹ میلیمتر قرار میگرفت. از آنجا که اثر پوستی تا آن زمان شناخته نشده بود، سیمپیچی استاتور متشکل از یک میله برای هر قطب / فاز بود. بازده این ژنراتور ۵/۹۶% بود که در مقایسه با تکنولوژی آن زمان بسیار عالی مینمود. طراحی و ساخت این ژنراتور را چارلز براون انجام داد. ....