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[[File:Single phase low power synchronous clock motor with removed cover.jpg|thumb|模拟时钟中使用的微型同步电动机。 转子由永磁体制成。]]
{{NoteTA|G1=物理學
|1=zh-cn:电动机;zh-hk:摩打;zh-tw:電動機;
}}

'''同步电动机'''是種[[交流电动机]]， 轉子旋轉速度與所提供交流電的角頻率相同。原理是在轉子勵磁繞組中通以直流電流後電機內產生轉子磁場，從而使电动机轉子旋轉。

同步电动机的轉子主要為[[電磁鐵]]或[[永久磁鐵]]，使用永久磁鐵的稱為[[永磁同步电动机]]，若有電路提供轉子電源的，即屬於{{le|雙饋型電動機|Doubly-fed electric machine}}。同步電動機的定子所產生的旋轉磁場吸引轉子磁場的異極，使轉子隨著定子磁場旋转，在[[穩態 (系統)|穩定狀態]]下，將以相同的速度旋转。

同步电动机的特點是轉速固定，不受電源電壓的影響。只要电动机的負載低於其最大轉矩，轉速也不會受負載的影響。因此小型的同步機可以應用在[[電子時鐘]]、[[定時器|工業用定時器]]，或是要求精確等速的系統如[[磁帶錄音機]]、[[伺服機構]]。由於這種特性，同步电动机只能通過使用[[變頻器]]調整电动机的電源頻率來進行調速。

無載的同步机即是同步调相机（Synchronous Condenser），其电流相位超前于电压，為一个電容性负载。因此，若一供电系统的負載為落後的[[功率因數]]，可以使用無載的同步电动机来改进其功率因数，但此方法的運作成本十分高。現在，電力公司可使用[[静止无功补偿器]]（Static VAR Compensator）來提供[[無功功率]]。

==类型==
===电励磁式===
电励磁同步电机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用，结构与异步电动机相似。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。
===永磁无刷===
{{main|永磁同步电动机}}
永磁同步馬達（{{lang|en|permanent-magnet synchronous motor}}，[[縮寫]]：PMSM）是指一種[[轉子]]用[[永久磁鐵]]代替繞線的[[同步馬達]]。
===磁阻式===
{{main|磁阻马达}}
磁阻馬達（{{lang|en|Reluctance motor}}）可以再細分為[[同步磁阻馬達]]（{{lang|en|Synchronous reluctance motors}}，縮寫：SynRM）和[[切換式磁阻馬達]]（{{lang|en|Switched Reluctance Motor}}，縮寫：SRM）。

==轉速==
同步电动机的[[交流發電機#同步轉速|同步轉速]]可由以下式子算出。<br>
[[每分鐘轉速]]為：
:<math>n_s = 60\frac f P = 120\frac f p</math>
或以[[角速度]]表達：
:<math>\omega_s = 2\pi\frac f P = 4\pi\frac f p</math>
其中
*<math>f</math>是交流電流的頻率(Hz)
*<math>p</math>是磁極數量
*<math>P</math>是每對磁極數量(<math>P = p/2</math>)
==穩定性極限==
===电动机===
:<math>\mathbf{T}={\mathbf{T_{max}}} {\sin\delta}</math>
其中
:<math>\mathbf{T}</math> 是[[转矩]]
:<math>\delta</math> 是转矩角
:<math>\mathbf{T_{max}}</math> 是最大转矩
這裡
:<math>\mathbf{T_{max}} = \frac {{\mathbf{3}}{\mathbf{V}}{\mathbf{E}}}{{\mathbf{X_s}}{\omega_s}}</math>

如果負載增加，转矩角會增加。當转矩角達到90度，转矩達到最大值。如果負載再增加，電機將會失去同步状態。<ref name=dubey>{{cite book|first=G K |last=Dubey|title=Fundamentals of electrical drives|publisher=Narosa publishing chennai|page=254}}</ref><ref>{{cite book|first=S K |last=Pillai|title=A First Course On Electrical Drives|publisher=New age international|edition=second|page=25}}</ref>

===發電機===
如果是發電機，則變成
:<math>\mathbf{P}={\mathbf{P_{max}}} {\sin\delta}</math>
其中
:<math>\delta</math> 是發電機與電網[[電壓]]的相差（若相差是零，即兩者電壓相同，沒有電流和功率輸出）

==參考資料==
{{reflist}}

==參見==
*[[交流电动机]]
*[[感應馬達]] (異步摩打)

{{電動機}}

[[Category:工具]]
[[Category:电子工程]]
[[Category:電動機]]