Трехфазные синхронные двигатели выпускают мощностью от 20 кВт до нескольких десятков тысяч киловатт. При частотах вращения от 100 до 1000 об/мин двигатели имеют обычно явнополюсное исполнение ротора, при больших частотах вращения (1500 и 3000 об/мин) – неявнополюсное. В зависимости от мощности двигатели выполняют на напряжения от 220 В до 10 кВ. Конструкция двигателей не отличается от конструкции генераторов той же мощности и частоты вращения. Особые требования предъявляются лишь к конструктивному исполнению их демпферной (пусковой) обмотки, с помощью которой производится асинхронный пуск двигателей в определенных условиях.
Синхронная машина, работающая параллельно с сетью, автоматически переходит в двигательный режим, если к валу ротора приложен тормозной момент, что соответствует изменению знака угла 
. Величина угла нагрузки определяется механической нагрузкой на валу.
Переход из режима работы генератором в режим работы двигателем сопровождается изменением знака угла между вектором ЭДС 
и вектором напряжения 
, поэтому выражения для мощностей и моментов для двигательного режима синхронной машины можно вывести из соответствующих выражений для генератора, подставляя в них отрицательные значения угла .
Угловые и U-образные характеристики синхронной машины играют ту же роль в двигательном и генераторном режимах.
Работу синхронного двигателя характеризуют рабочие характеристики, представляющие собой зависимость 
, 
, 
, 
и 
от 
при 
, 
и 
.
Рис. Рабочие характеристики синхронного двигателя.
Преимущества синхронных двигателей по сравнению с асинхронными:
– возможность работы при 
, что приводит к улучшению сети, а также к сокращению размеров двигателя, так как его ток меньше тока асинхронного двигателя той же мощности;
– имеют меньшую чувствительность к колебаниям напряжения, так как 
, в отличие от асинхронных, где 
;
– постоянство частоты вращения независимо от нагрузки на валу.
Недостатки синхронных двигателей:
– сложность конструкции и большая стоимость;
– сравнительная сложность пуска в ход;
– регулирование частоты вращения возможно только путем изменения частоты питающего напряжения.
При мощностях 100 кВт и выше недостатки синхронных двигателей несущественны, поскольку значение приобретают и габариты.
Для пуска синхронного двигателя применяют вспомогательный синхронный двигатель либо осуществляют асинхронный пуск.
Синхронным компенсатором (СК) называют синхронную машину, работающую в двигательном режиме без нагрузки на валу, предназначенную для генерирования реактивной мощности. Синхронные компенсаторы включаются в электрическую систему непосредственно вблизи места потребителя электрической энергии.
Рис. Схема включения синхронного компенсатора в электрическую систему.
Затраты, связанные с установкой и эксплуатацией СК в узлах потребления, окупаются, если их мощность составляет 20...30% полной мощности линии передачи.
Реактивная мощность, развиваемая СК при параллельной работе с системой, зависит от его тока возбуждения 
: перевозбужденный СК (
) отдает реактивную мощность в сеть; недовозбужденный СК (
) потребляет реактивную мощность из сети.
Электромагнитные процессы в СК описываются теми же уравнениями и диаграммами, что и в генераторах.
Наибольшее практическое значение имеет U-образная характеристика СК, она не отличается от соответствующей характеристики синхронного генератора.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
