一、同步电机的工作原理

同步电机是一种特殊的可逆电动机，它的特点在于主动转子的转速可以精确的控制。同步电机是由定子磁场发生，由发电机主动转子被动转，定子交流绕线和主动转子引线搭成对称的绕制及转子上安装有自转磁铁组形成两个互相平行强磁场的电机。

当相位差满足定向要求时，同步电机可以精确控制转子自转，从而根据需要可以调整输出功率，解决输出变化的问题，实现速度的控制和恒速控制。同步电机的定子线圈一般来说采用的是多极绕组，使磁场的交替起伏有多极的变化，提高了电机的利用效率。

二、特点

1、转矩精定：同步电机的精度较高，定子中心线圈可以根据需要选择一些较高精度的线圈，精度可达高达1/，可实现无负载的精确控制，具有较强的低速重载能力。

2、机械构造简单：同步电动机的心轴由支承和密封及定子绕线等部件组成，结构简单，尺寸小，便于装载和安装，以及维护和更改。

3、定子线圈有阻尼效果：定子线圈可以综合采用一些多极绕组，线圈旁路阻尼可以使定子线圈受到舿，从而可以有效稳定转矩。

4、材料成本低：由于同步电动机的负载系数小，定子和转子磁铁密度低，材料成本低，可以有效的节约成本。

三、优缺点

优点

1、制动性能强：同步电动机具有很好的制动性能，可以有效的抑制转子的自由旋转，这是由定子线圈多极绕组及定子引线形成的旋转磁场作用下实现的。

2、转动精度高：同步电机的转动精度比普通电动机高，可以根据定子中线号设计出更加精确的磁场，更好的实现安装位置的精确控制。

3、应用范围广：同步电机主要用于精密定位，动稳定部分及旋转操作的驱动，广泛应用于电机驱动、空调、做程序控制的仪表以及用于ISS机器人驱动等。

缺点

1、低效率：同步电机由于定子中心引线搭及转子上的自转磁铁的形成的旋转磁场的作用有自转磁场的损耗，所以电机的效率低于普通电动机，耗能多，工用电流也比普通电机高一些。

2、定子铁芯尺寸大：同步电机定子铁芯尺寸比普通强度大，具有较强的磁感，一般用于中、低压大功率电机，因此结构尺寸也较大。

3、控制复杂：需要实现同步电机转矩控制，可以采用经验比例控制、频率控制或给定值控制等方式，但控制复杂，抗干扰能力差。

四、总结

同步电机是一种特殊的可逆电动机。它具有转矩精定、机械构造简单、定子线圈有阻尼效果和材料成本低等特点。它的制动性能强、精度高，可以用于调速控制、快速响应、定位控制和速度测量等。由于其具有自动归零功能，可以用于变速调节结构中。它也可以用于高速精度定位控制系统，但需要配合高性能电子驱动器和伺服控制系统来实现。另外，同步电机在节能方面也有良好的表现，尤其适用于用于低压变量速度电机控制。同步电机的发展前景非常远大，但目前它们尚未能满足多个应用的要求，可能需要进行一系列的改进和优化，以延伸其服务范围。