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

1、同步電動(dòng)機(jī)

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

2、同步調(diào)相機(jī)

同步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，使該電機(jī)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(yùn)行在上述狀態(tài)的同步電動(dòng)機(jī)稱為同步調(diào)相機(jī)。

3、電樞反應(yīng)

通上勵(lì)磁電流的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，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(shì)，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(shì)。電樞電流不同時(shí)電樞旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)不同，合成的磁通勢(shì)不同，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也不同。電樞旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)對(duì)合成旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的影響稱為電樞反應(yīng)。

4、功角

同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極滯后旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)θ角時(shí)，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(dòng)機(jī)才能處于運(yùn)行狀態(tài)。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁極軸線的夾角θ稱為功角。功角為零時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為零，功角越大轉(zhuǎn)矩越大，功角接近90度時(shí)，轉(zhuǎn)矩最大，電流最大。當(dāng)功角大于90度時(shí)，轉(zhuǎn)矩開始減小，進(jìn)入不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，很快就會(huì)失步。

5、勵(lì)磁狀態(tài)

按勵(lì)磁電流大小，同步電動(dòng)機(jī)分為三種勵(lì)磁狀態(tài)：

1）正常勵(lì)磁

正常勵(lì)磁時(shí)，定子電流與電壓同相，Φ=0，cosΦ=1，電動(dòng)機(jī)呈電阻性運(yùn)行。

2）過勵(lì)磁

增加勵(lì)磁電流，主磁極勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)增大，電動(dòng)機(jī)在過勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行。此時(shí)定子電流超前電壓，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)超前，從電網(wǎng)中吸收容性的無功功率。電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流不能太大，勵(lì)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(dòng)機(jī)溫升增高。

3）欠勵(lì)磁

電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流減小時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)減小，電動(dòng)機(jī)在欠勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行。此時(shí)電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)中吸收感性電流，對(duì)電網(wǎng)增加感性負(fù)載，負(fù)載需要的感性無功電流增加，降低了電網(wǎng)的功率因數(shù)。