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轉子轉向與定子旋轉磁場的轉向相同的交流電機。其轉子轉速n與磁極對數p、電源頻率f之間滿足n=60f/p。轉速n決定于電源頻率f，故電源頻率一定時，轉速不變，且與負載無關。具有運行穩定性高和過載能力大等特點。常用于多機同步傳動系統、精密調速穩速系統和大型設備(如軋鋼機)等。同步電動機是屬于交流電機，定子繞組與異步電動機相同。它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。正由于這樣，同步電動機的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動機是一個容性負載。為此，在很多時候，同步電動機是用以改進供電系統的功率因數的。

同步電機結構由定子和轉子組成，定子固定不動，其中安放三相對稱繞組，當通入三相交流電時，三相繞組產生的合成磁場為一個以同步速度旋轉的旋轉磁場。轉子的勵磁繞組由直流電源供電，產生恒定不變的磁場，當轉子以一個和旋轉磁場相同的初始轉速轉動時，旋轉磁場和恒定磁場極性相反的兩級相互吸引，并互相匹配，終和旋轉磁場的轉速相同，即轉子會以同步轉速轉動，

即想要改變同步電機的轉速，通過改變定子繞組中三相交流電的頻率即可。如果轉子沒有初始轉速，開始時轉子的n或s被旋轉磁場的s或n級吸引，轉子開始轉動，但是轉子的速度遠遠達不上轉速，于是旋轉磁場和恒定磁場相同磁性的極會碰到一起，產生排斥力，轉子會停止轉動，即同步電機無法自啟動，為了使同步電機自啟動，在轉子磁極頂部加裝鼠籠，啟動時，轉子勵磁線圈不通電旋轉磁場轉動時，鼠籠切割磁感線會產生感應電流，進而產生安培力，使轉子以旋轉磁場同方向進行旋轉，在轉子達到速度時，轉子的勵磁繞組開始通電，此時轉子的磁極會和旋轉磁場的磁極相互匹配，即轉子以同步速度運行，此時轉子和旋轉磁場的相對速度為0，鼠籠上產生感應電流為0，不會干擾同步電機運行。

關于步進電機的優缺點

步進電機的優缺點：

優點：

1． 電機旋轉的角度正比于脈沖數；

2． 電機停轉的時候具有大的轉矩（當繞組激磁時）；

3． 由于每步的精度在3%-5%，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性；

4． 的起停和反轉響應

5． 由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 6． 電機的響應僅由數字輸入脈沖確定，因而可以采用開環控制，這使得電機的結構可以比較簡單而且控制成本較低； 7． 僅僅將負載直接連接到電機的轉軸上也可以極低速的同步旋轉。 8． 由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉速范圍。

缺點：1． 如果控制不當容易產生共振； 2． 難以運轉到較高的轉速。開環控制：步進電機有意義的一個優點就是在開環系統里可以實現的控制。開環控制意味著不需要關于（轉子）位置方面的反饋信息。這種控制避免了使用昂貴的傳感器以及象光學編碼器這樣的反饋設備，因為只需要跟蹤輸入的步進脈沖就可以知道你（轉子）的位置。