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低速的大型設備采用同步電動機時,這一優(yōu)點尤為突出。此外,同步電動機的轉(zhuǎn)速完全決定于電源頻率。頻率一定時,電動機的轉(zhuǎn)速也就一定,它不隨負載而變。這一特點在某些傳動系統(tǒng),特別是多機同步傳動系統(tǒng)和精密調(diào)速穩(wěn)速系統(tǒng)中具有重要意義。同步電動機的運行穩(wěn)定性也比較高。同步電動機一般是在過勵狀態(tài)下運行,其過載能力比相應的異步電動機大。異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,而同步電動機的轉(zhuǎn)矩決定于電壓和電機勵磁電流所產(chǎn)生的內(nèi)電動勢的乘積,即僅與電壓的一次方成比例。當電網(wǎng)電壓突然下降到額定值的80%左右時,異步電動機轉(zhuǎn)矩往往下降為64%左右,并因帶不動負載而停止運轉(zhuǎn)；而同步電動機的轉(zhuǎn)矩卻下降不多,還可以通過強行勵磁來保證電動機的穩(wěn)定運行。

結(jié)構同步電動機的結(jié)構和同步發(fā)電機基本相同,轉(zhuǎn)子也分凸極和隱極。但大多數(shù)同步電動機為凸極式。安裝形式也分臥式和立式。為了解決同步電動機的啟動問題,在其轉(zhuǎn)子上一般裝有起動繞組。它還可以在運行中抑制振蕩,故又稱阻尼繞組。除了上述傳統(tǒng)結(jié)構外,還有一種無滑動接觸的爪極式轉(zhuǎn)子結(jié)構。以6極電機為例,在轉(zhuǎn)軸上相向地裝上兩組爪形磁極。一組在爪盤上沿軸向向右伸出3個極身；另一組反向安裝在右邊,使爪盤上沿軸向向左伸出3個極身。兩組磁極的極性相反。磁極的外圓周表面裝配后,不再象一般凸極電機那樣呈圓瓦面,而是楔形瓦面,即一端的極弧較另一端長,整個轉(zhuǎn)子形狀如圖。勵磁繞組裝在兩側(cè)磁軛外緣。它產(chǎn)生的磁通經(jīng)過N、S極間的側(cè)向主氣隙gm、轉(zhuǎn)子和定子間的軸向氣隙g1和g2,再經(jīng)端蓋和機座而閉合,如圖中虛線所示。為防止磁通經(jīng)轉(zhuǎn)軸短路,轉(zhuǎn)軸應采用非磁性鋼；或把轉(zhuǎn)軸分成3段,中間一段為非磁性鋼。這種結(jié)構的主要優(yōu)點是旋轉(zhuǎn)部分沒有繞組,也無集電環(huán)和電刷之間的滑動接觸,故運行可靠,絕緣結(jié)構簡單,維修也方便。但它的主磁路長且有較多氣隙,使勵磁所需功率增大；電機外殼有強磁性,這會引起軸承發(fā)熱；而轉(zhuǎn)軸也必須采用隔磁措施。因此這種電機并未獲得普遍推廣,只在某些特殊場合下使用,一般容量不超過幾百千瓦。

異步起動法

在電動機主磁極極靴上裝設籠型起動繞組。起動時,先使勵磁繞組通過電阻短接,而后將定子繞組接入電網(wǎng)。依靠起動繞組的異步電磁轉(zhuǎn)矩使電動機升速到接近同步轉(zhuǎn)速,再將勵磁電流通入勵磁繞組,建立主極磁場,即可依靠同步電磁轉(zhuǎn)矩,將電動機轉(zhuǎn)子牽入同步轉(zhuǎn)速。

輔助電動機起動法

通常選用與同步電動機同極數(shù)的感應電動機（容量約為主機的10～15%）作為輔助電動機,拖動主機到接近同步轉(zhuǎn)速,再將電源切換到主機定子,勵磁電流通入勵磁繞組,將主機牽入同步轉(zhuǎn)速。