同步電動機輸出功率大，轉(zhuǎn)速恒定，運行效率高，過載能力強。廣泛應(yīng)用于拖動容量較大，轉(zhuǎn)速需要恒定的機械負載，如大型壓縮機、風(fēng)機、高壓泵等設(shè)備。

1、同步電動機

三相交流電源加在電動機定子繞組上，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度為n0的旋轉(zhuǎn)磁場，勵磁電流加在轉(zhuǎn)子繞組上建立固定磁場。轉(zhuǎn)子以某種方法啟動后，轉(zhuǎn)速n接近n0時，轉(zhuǎn)子的磁場極性與定子旋轉(zhuǎn)磁場極性之間異性對齊，根據(jù)磁極異性相吸原理，定、轉(zhuǎn)子磁場之間將會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，促使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場一起同步運轉(zhuǎn)，即n=n0，故稱同步電動機。

2、同步調(diào)相機

同步電動機空載運行時，調(diào)節(jié)電動機的勵磁電流，使該電機向電網(wǎng)輸出容性或感性的無功功率，可以維持電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定和改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，運行在上述狀態(tài)的同步電動機稱為同步調(diào)相機。

3、電樞反應(yīng)

通上勵磁電流的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生勵磁旋轉(zhuǎn)磁通勢，三相交流電源加在定子三相繞組上產(chǎn)生電樞旋轉(zhuǎn)磁通勢，兩者以同一速度同一方向旋轉(zhuǎn)，在氣隙上產(chǎn)生合成磁通勢。電樞電流不同時電樞旋轉(zhuǎn)磁通勢不同，合成的磁通勢不同，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場也不同。電樞旋轉(zhuǎn)磁通勢對合成旋轉(zhuǎn)磁通勢的影響稱為電樞反應(yīng)。

4、功角

同步電動機轉(zhuǎn)子磁極滯后旋轉(zhuǎn)磁場θ角時，轉(zhuǎn)子上才能產(chǎn)生與其轉(zhuǎn)向相同的電磁力矩，同步電動機才能處于運行狀態(tài)。定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁極軸線的夾角θ稱為功角。功角為零時，電磁轉(zhuǎn)矩為零，功角越大轉(zhuǎn)矩越大，功角接近90度時，轉(zhuǎn)矩最大，電流最大。當功角大于90度時，轉(zhuǎn)矩開始減小，進入不穩(wěn)定運行區(qū)，很快就會失步。

5、勵磁狀態(tài)

按勵磁電流大小，同步電動機分為三種勵磁狀態(tài)：

1）正常勵磁

正常勵磁時，定子電流與電壓同相，Φ=0，cosΦ=1，電動機呈電阻性運行。

2）過勵磁

增加勵磁電流，主磁極勵磁磁動勢增大，電動機在過勵狀態(tài)下運行。此時定子電流超前電壓，電動機功率因數(shù)超前，從電網(wǎng)中吸收容性的無功功率。電動機勵磁電流不能太大，勵磁電流太大，將引起定子電流增大，定子和轉(zhuǎn)子損耗增加，電動機溫升增高。

3）欠勵磁

電動機勵磁電流減小時，反電動勢減小，電動機在欠勵狀態(tài)下運行。此時電動機從電網(wǎng)中吸收感性電流，對電網(wǎng)增加感性負載，負載需要的感性無功電流增加，降低了電網(wǎng)的功率因數(shù)。