มอเตอร์ซิงโครนัส
มอเตอร์แบบซิงโครนัสคือมอเตอร์ที่โรเตอร์หมุนด้วยความเร็วเท่ากับสนามหมุนในเครื่องจักร สเตเตอร์มีลักษณะคล้ายกับสเตเตอร์ของเครื่องจักรเหนี่ยวนำซึ่งประกอบด้วยโครงเหล็กทรงกระบอกที่มีขดลวดซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นแบบสามเฟสและอยู่ในช่องรอบขอบด้านใน ความแตกต่างอยู่ที่โรเตอร์ซึ่งโดยปกติจะมีขดลวดหุ้มฉนวนที่เชื่อมต่อผ่านวงแหวนสลิปหรือวิธีการอื่นกับแหล่งจ่ายกระแสตรง (ดูรูป).
หลักการทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสสามารถเข้าใจได้โดยพิจารณาจากขดลวดสเตเตอร์ที่จะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส ผลของกระแสสเตเตอร์คือการสร้างสนามแม่เหล็กที่หมุนด้วยความเร็ว 120 องศาf/pรอบต่อนาทีสำหรับความถี่fเฮิรตซ์และสำหรับpขั้วไฟฟ้ากระแสตรงในpการพันสนามแม่เหล็กขั้วบนโรเตอร์จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่หมุนด้วยความเร็วโรเตอร์เช่นกัน หากความเร็วโรเตอร์เท่ากันกับสนามของสเตเตอร์และไม่มีแรงบิดจากโหลด สนามแม่เหล็กทั้งสองนี้จะมีแนวโน้มที่จะเรียงตัวกัน เมื่อมีการรับภาระทางกล โรเตอร์จะเลื่อนถอยหลังหลายองศาเมื่อเทียบกับสนามหมุนของสเตเตอร์ ทำให้เกิดแรงบิดและถูกดึงต่อไปโดยสนามหมุนนี้ มุมระหว่างสนามจะเพิ่มขึ้นเมื่อแรงบิดจากโหลดเพิ่มขึ้น แรงบิดสูงสุดที่สามารถใช้ได้จะสำเร็จเมื่อมุมที่สนามโรเตอร์ตามหลังสนามของสเตเตอร์อยู่ที่ 90 องศา การใช้แรงบิดจากโหลดมากขึ้นจะทำให้มอเตอร์หยุดทำงาน
ข้อดีอย่างหนึ่งของมอเตอร์แบบซิงโครนัสคือสามารถสร้างสนามแม่เหล็กของเครื่องจักรได้จากกระแสตรงในขดลวดสนามแม่เหล็ก ทำให้ขดลวดสเตเตอร์ต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าเพียงเฟสเดียวกับแรงดันไฟฟ้าของสเตเตอร์ที่ใช้ กล่าวคือ มอเตอร์สามารถทำงานที่ค่าแฟกเตอร์กำลัง 1 ได้ สภาวะนี้จะลดการสูญเสียและความร้อนในขดลวดสเตเตอร์ให้เหลือน้อยที่สุด
มอเตอร์แบบซิงโครนัสที่มีเพียงขดลวดสนามไฟฟ้ากระแสตรงจะไม่สามารถสตาร์ทเองได้ ที่ความเร็วอื่นที่ไม่ใช่ความเร็วซิงโครนัส โรเตอร์จะได้รับแรงบิดที่แกว่งไปมาโดยมีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์ในขณะที่สนามแม่เหล็กหมุนผ่านโรเตอร์ที่เคลื่อนที่ช้ากว่าซ้ำแล้วซ้ำเล่า โดยปกติแล้ว จะมีการใส่ขดลวดที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรคล้ายกับขดลวดของเครื่องจักรเหนี่ยวนำเข้ากับโรเตอร์เพื่อให้เกิดแรงบิดเริ่มต้น มอเตอร์จะสตาร์ทด้วยแรงดันไฟสเตเตอร์เต็มหรือลดแรงดันไฟ และปรับให้ถึงประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วซิงโครนัส โดยปกติแล้วขดลวดสนามไฟฟ้าจะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่มากเกินไป จากนั้นจึงจ่ายกระแสสนามไฟฟ้าและโรเตอร์จะดึงเข้าสู่การซิงโครไนซ์กับสนามไฟฟ้าที่หมุนอยู่
