同步電動機輸出功率大，轉速恒定，運行效率高，過載能力強。廣泛應用于拖動容量較大，轉速需要恒定的機械負載，如大型壓縮機、風機、高壓泵等設備。

1、同步電動機

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

2、同步調相機

同步電動機空載運行時，調節電動機的勵磁電流，使該電機向電網輸出容性或感性的無功功率，可以維持電網電壓的穩定和改善電力系統的功率因數，運行在上述狀態的同步電動機稱為同步調相機。

3、電樞反應

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

4、功角

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

5、勵磁狀態

按勵磁電流大小，同步電動機分為三種勵磁狀態：

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，電動機在過勵狀態下運行。此時定子電流超前電壓，電動機功率因數超前，從電網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，電動機在欠勵狀態下運行。此時電動機從電網中吸收感性電流，對電網增加感性負載，負載需要的感性無功電流增加，降低了電網的功率因數。