同步電機是一類特殊類型的電動機，其轉速與交流電源的頻率和結構密切相關。這種電機的名稱中的“同步”指的是其轉子轉速與旋轉磁場的頻率同步。同步電機通常用于驅動高功率的運動設備，例如工業大型壓縮機、泵機以及風扇等。同步電機可以主要分為兩類：永磁同步電機和感應同步電機。永磁同步電機的轉子內置了強磁體永磁體，通過改變定子繞組的電流來控制轉矩和轉速；而感應同步電機的轉子則通過導體在定子旋轉磁場中感應電流產生轉矩和轉速，并由于旋轉磁場的存在而保持同步，不會發生滑差。同步電機的工作原理是當其定子上通入三相變頻交流電時，會形成旋轉磁場，這個磁場可以吸引轉子上的永磁體或者由電磁感應而形成的極對，從而產生力矩使得轉子開始旋轉，并保持與旋轉磁場的同步。同步電機具有諸多優點，包括高效率、高精度和穩定的轉速，適用于大型機器設備和高功率輸配電系統等。然而，它也存在一些缺點，如需要復雜的電源控制、較高的造價以及需要專業技術人員進行設計和維護等。同步電機被廣泛應用于各種工業生產中，例如空氣壓縮機、水泵、切削機床以及輸配電系統等，同時也在交通運輸行業如地鐵列車、高速電動列車和電動汽車等領域得到廣泛應用。