工作原理
同步電動機工作時，定子的三相繞組中通入三相對稱電流，轉子的勵磁繞組通入直流電流。在定子三相對稱繞組中通入三相交變電流時，將在氣隙中產生旋轉磁場。在轉子勵磁繞組中通入直流電流時，將產生極性恒定的靜止磁場。若轉子磁場的磁極對數與定子磁場的磁極對數相等，轉子磁場因受定子磁場磁拉力作用而隨定子旋轉磁場同步旋轉，即轉子以等同於旋轉磁場的速度、方向旋轉，這就是同步電動機的基本工作原理。
運行方式
同步電機的主要運行方式有三種，即作為發電機、電動機和補償機運行。
作為發電機運行是同步電機最主要的運行方式。
作為電動機運行是同步電機的另壹種重要的運行方式。同步電動機的功率因數可以調節，在不要求調速的場合，應用大型同步電動機可以提高運行效率。小型同步電動機在變頻調速系統中開始得到較多地應用。
同步電機還可以接於電網作為同步補償機。這時電機不帶任何機械負載，靠調節轉子中的勵磁電流向電網發出所需的感性或者容性無功功率，以達到改善電網功率因數或者調節電網電壓的目的。
同步發電機和其它類型的旋轉電機壹樣，由固定的定子和可旋轉的轉子兩大部分組成。壹般分為轉場式同步電機和轉樞式同步電機。
最常用的是轉場式同步發電機,其定子鐵心的內圓均勻散布著定子槽，槽內嵌放著按規律排列的三相對稱繞組。這種同步電機的定子又稱為電樞，定子鐵心和繞組又稱為電樞鐵心和電樞繞組。
轉子鐵心上裝有制成必定形狀的成對磁極，磁極上繞有勵磁繞組，通以直流電流時，將會在電機的氣隙中形成極性相間的散布磁場，稱為勵磁磁場(也稱主磁場、轉子磁場)。
原動機拖動轉子旋轉(給電機輸入機械能)，極性相間的勵磁磁場隨軸壹起旋轉並順次切割定子各相繞組(相當於繞組的導體反向切割勵磁磁場)。
特點
穩態運行時，轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系n═ns═60f/p，ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變，則穩態時同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無關。