步電動機是由直流供電的勵磁磁場與電樞的旋轉磁場相互作用而產生轉矩．以同步轉速旋轉的交流點攻擊。同步電動機定子繞組與異步電動機相同，但是轉子結構不同于異步電動機．同步電動機的轉子上除了裝有啟動繞組外，還在磁板上繞有線圈．各個磁極的線圈串聯起來構成勵磁繞組，勵磁繞組的兩端接線通過轉子軸上的滑環與電刷跟直流勵磁電源連接。也有無刷同步電動機結構與此略有差異。同步電動機的轉子旋轉速度與定子繞組所產生的旋轉磁場的速度是一樣的．所以稱為同步電動機。
　　
　　當在定子繞組通上三相交流電源時．電動機內就產生一個旋轉磁場．轉子上的啟動繞組切割磁力線而產生感應電流，從而電動機旋轉起來。在轉子旋轉的速度達到定子繞組產生的旋轉磁場速度的95%左右時，給轉子勵磁線圈通人直流勵磁電流，這時轉子繞組產生極性恒定的靜止磁場，轉子磁場受定子磁場作用而隨定子旋轉磁場同步旋轉。
　　
　　同步電動機的轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速相同．其轉子每分鐘轉速n與磁極對數p、電源頻率f之間滿足如下關系，即n=60f/p。電源頻率（與電動機的轉速n成一定的比例關系，故電源頻率一定時，轉速不變，且與負載無關。同步電動機具有運行穩定性高和過載能力大等特點，常用于恒速大功率拖動的場合，例如用來驅動大型空氣壓縮機、球磨機、紅花坡機、水泵和軋鋼機等。
　　
　　同步電動機不帶任何機械負荷空載運行時．調節電動機的勵磁電流可使電動機向電網發出容性或感性的無功功率，用以維持電網電壓的穩定和改善電力系統功率因數。運行在上述狀態的同步電動機稱為同步調相機，而維持電動機空轉和補償各種損耗的功率則須由電力系統提供。
　　
　　同步電動機可以運行在過勵狀態下。其過載能力比相應的異步電動機大。異步電動機的轉矩與定子電源電壓平方成正比，而同步電動機的轉矩決定于定子電源電壓和電機勵磁電流所產生的內電動勢的乘積．即僅與定子電源電壓的一次方成比例。當電網電壓突然下降到額定值的80%左右時．異步電動機轉矩往往下降為額定轉矩的2/3．甚至更低些．所以可能因帶不動負載而停止運轉：而同步電動機的轉矩卻下降不多．還可以通過強行勵磁來保證電動機的穩定運行。
　　
　　定子旋轉磁場或轉手的旋轉方向決定于通人定子繞組的三相電流相序，改變其相序即可改變同步電動機的旋轉方向。
　　
　　同步電動機僅在同步轉速下才能產生平均的轉矩。如在啟動時將定子繞組接入電網且轉子繞組同時加入直流勵磁．則定子旋轉磁場立即以同步轉速旋轉．而轉子磁場因轉子有慣性而暫時靜止不動，此時所產生的電磁轉矩將正負交變而其平均值為零，故同步電動機不能帶勵啟動。同步電動機的啟動通常采用異步啟動法。異步電動機的各種啟動方案，例如直接啟動、降壓啟動、用變頻器和軟啟動器等也適用于同步電動機。
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