同步電機(jī)，和感應(yīng)電機(jī)一樣是一種常用的交流電機(jī)。特點(diǎn)是：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關(guān)系n=ns=60f/p，其中f為電網(wǎng)頻率，p為電機(jī)的極對數(shù)，ns稱為同步轉(zhuǎn)速。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時(shí)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負(fù)載的大小無關(guān)。同步電機(jī)分為同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)?，F(xiàn)代發(fā)電廠中的交流機(jī)以同步發(fā)電機(jī)為主。
目錄
主磁場的建立
勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。
載流導(dǎo)體
三相對稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組，成為感應(yīng)電勢或者感應(yīng)電流的載體。
切割運(yùn)動
原動機(jī)拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（給電機(jī)輸入機(jī)械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組（相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵磁磁場）。
交變電勢的產(chǎn)生
由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運(yùn)動，電樞繞組中將會感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。
交變性與對稱性
由于旋轉(zhuǎn)磁場極性相間，使得感應(yīng)電勢的極性交變；由于電樞繞組的對稱性，保證了感應(yīng)電勢的三相對稱性。
同步電機(jī)和異步電機(jī)大的區(qū)別在于它們的轉(zhuǎn)子速度與定子速度是否一致，電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度與定子速度相同，叫同步電機(jī)，反之，則叫異步電機(jī)。
另外，同步電機(jī)與異步電機(jī)的定子繞組是相同的，區(qū)別在于電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是短路的繞組，靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流。而同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，有直流勵磁繞組，因此需要外加勵磁電源，通過滑環(huán)引入電流；因此同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，造價(jià)、維修費(fèi)用也相對較高。
相對于異步電機(jī)只能吸收無功，同步電機(jī)可以發(fā)出無功，也可以吸收無功！
同步電機(jī)轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)速同步，而異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速則低于電磁轉(zhuǎn)速，同步電機(jī)不論負(fù)載大小，只要不失步，轉(zhuǎn)速就不會變化，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)刻跟隨負(fù)載大小的變化而變化。
同步電機(jī)的精度高、但造工復(fù)雜、造價(jià)高、維修相對困難，而異步電機(jī)雖然反應(yīng)慢，但易于安裝、使用，同時(shí)價(jià)格便宜。所以同步電動機(jī)沒有異步電機(jī)應(yīng)用廣泛。
同步電機(jī)多應(yīng)用于大型發(fā)電機(jī)，而異步電機(jī)幾乎應(yīng)用在電動機(jī)場合。
同步電機(jī)的主要運(yùn)行方式有三種，即作為發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行。
作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)主要的運(yùn)行方式。
作為電動機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)的另一種重要的運(yùn)行方式。同步電動機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在不要求調(diào)速的場合，應(yīng)用大型同步電動機(jī)可以提高運(yùn)行效率。小型同步電動機(jī)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應(yīng)用。
同步電機(jī)還可以接于電網(wǎng)作為同步補(bǔ)償機(jī)。這時(shí)電機(jī)不帶任何機(jī)械負(fù)載，靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子中的勵磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或者容性無功功率，以達(dá)到改善電網(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目的。
根據(jù)勵磁方式不同，同步電機(jī)可以分為電勵磁同步電機(jī)和永磁同步電機(jī)。
它的轉(zhuǎn)子做成顯極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯(lián)的，接成具有交替相反的極性，并有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環(huán)上面。磁場線圈是由一只小型直流發(fā)電機(jī)或蓄電池來激勵，在大多數(shù)同步電動機(jī)中，直流發(fā)電機(jī)是裝在電動機(jī)軸上的，用以供應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極線圈的勵磁電流。由于這種同步電動機(jī)不能自動啟動，所以在轉(zhuǎn)子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機(jī)啟動之用。鼠籠繞組放在轉(zhuǎn)子的周圍，結(jié)構(gòu)與異步電動機(jī)相似。
當(dāng)在定子繞組通上三相交流電源時(shí)，電動機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，鼠籠繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。電動機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，其速度慢慢增高到稍低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，此時(shí)轉(zhuǎn)子磁場線圈經(jīng)由直流電來激勵，使轉(zhuǎn)子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉(zhuǎn)磁極，這樣就增加電動機(jī)轉(zhuǎn)子的速率直至與旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)為止。
轉(zhuǎn)子不勵磁的同步電動機(jī)能夠運(yùn)用于單相電源上，也能運(yùn)用于多相電源上。這種電動機(jī)中，有一種的定子繞組與分相電動機(jī)或多相電動機(jī)的定子相似，同時(shí)有一個(gè)鼠籠轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子的表面切成平面。所以是屬于顯極轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子磁極是由一種磁化鋼做成的，而且能夠經(jīng)常保持磁性。鼠籠繞組是用來產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩的，而當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子顯極就跟住定子線圈的電流頻率而達(dá)到同步。顯極的極性是由定子感應(yīng)出來的，因此它的數(shù)目應(yīng)和定子上極數(shù)相等，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)到它應(yīng)有的速度時(shí)，鼠籠繞組就失去了作用，維持旋轉(zhuǎn)是靠著轉(zhuǎn)子與磁極跟住定子磁極，使之同步
穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關(guān)系n═ns═60f/p，ns稱為同步轉(zhuǎn)速。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時(shí)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負(fù)載的大小無關(guān)。
2010年6月2日，財(cái)政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺《關(guān)于印發(fā)節(jié)能產(chǎn)品惠民工程電機(jī)推廣實(shí)施細(xì)則的通知》，將電機(jī)納入節(jié)能產(chǎn)品惠民工程實(shí)施范圍，采取財(cái)政補(bǔ)貼方式進(jìn)行推廣。
研制電機(jī)的同時(shí)，采用變頻調(diào)速技術(shù)是另一項(xiàng)行之有效的節(jié)能措施。電機(jī)和變頻電機(jī)試驗(yàn)對測試設(shè)備的功能及性能指標(biāo)提出了較高的要求，為了準(zhǔn)確獲取電機(jī)的效率，應(yīng)該采用帶微處理器的寬頻功率分析儀和準(zhǔn)確級較高的變頻電量變送器/傳感器。
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