同步电动机是一种交流电动机，转子旋转速度与所提供交流电的频率相同。原理是由交流电在电动机的定子处产生旋转磁场，使电动机转子旋转。

　　在同步电动机的转子有电磁铁或永久磁铁，使用永久磁铁的称为永磁同步电动机，若有电路提供转子电源的，即属于双馈型电动机。同步电动机的定子所产生的磁场吸引转子磁场的异极，由于定子所产生的磁场是以若干速度旋转，因此转子会随着定子磁场的旋转速度，以相同的速度旋转。

　　同步电动机的特点是转速固定，不受电源电压的影响。只要电动机的负载低于其最大转矩，转速也不会受负载的影响。由于这种特性，同步电动机只能使用变频器由调整电动机的电源频率来进行调速。

　　无载的同步机即是同步调相机（Synchronous Condenser），其电流相位超前于电压，为一个电容性负载。因此，若一供电系统的负载为落后功率因数，可以无载的同步电动机来改进其功率因数，但此方法的运作成本十分高。现在，电力公司可使用静止无功补偿器（Static VAR Compensator）来提供无功功率（Q）。

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

　　主条目：永磁同步电动机

　　永磁同步电动机（permanent-magnet synchronous motor，缩写：PMSM）是指一种转子用永久磁铁代替绕线的同步电动机。

磁阻式

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　　磁阻电动机（Reluctance motor）可以再细分为同步磁阻电动机（Synchronous reluctance motors，缩写：SynRM）和切换式磁阻电动机（Switched Reluctance Motor，缩写：SRM）。

稳定性极限

电动机

　　{\displaystyle\mathbf{T}={\mathbf{T_{max}}}{\sin\delta}}{\displaystyle\mathbf{T}={\mathbf{T_{max}}}{\sin\delta}}

　　其中

　　{\displaystyle\mathbf{T}}\mathbf{T}是转矩

　　{\displaystyle\delta}\delta是转矩角

　　{\displaystyle\mathbf{T_{max}}}{\displaystyle\mathbf{T_{max}}}是最大转矩

　　这里

　　{\displaystyle\mathbf{T_{max}}={\frac{{\mathbf{3}}{\mathbf{V}}{\mathbf{E}}}{{\mathbf{X_{s}}}{\omega _{s}}}}}{\displaystyle\mathbf{T_{max}}={\frac{{\mathbf{3}}{\mathbf{V}}{\mathbf{E}}}{{\mathbf{X_{s}}}{\omega _{s}}}}}

　　如果负载增加，转矩角会增加。当转矩角达到90度，转矩达到最大值。如果负载再增加，电机将会失去同步状态。

发电机

　　如果是发电机，则变成

　　{\displaystyle\mathbf{P}={\mathbf{P_{max}}}{\sin\delta}}{\displaystyle\mathbf{P}={\mathbf{P_{max}}}{\sin\delta}}

　　其中

　　{\displaystyle\delta}\delta是发电机与电网电压的相差（若相差是零，即两者电压相同，没有电流和功率输出）