第8章小功率同步電動機8.1概述8.2永磁式同步電動機8.3反應式同步電動機8.4磁滯式同步電動機8.5電磁減速式同步電動機思考題與習題第8章小功率同步電動機8.1概述8.1概述同步電動機的主要特點（要求）：電動機的轉速不隨負載和電壓的變化而變化。

目前，功率從零點幾瓦到數百瓦的各種同步電動機，在需要恒速運轉的自動控制裝置中得到了廣泛的應用。例如它們用于自動和遙控裝置，無線電通訊設備，同步聯絡系統，磁帶錄音和鐘表工業等。8.1概述同步電動機的主要特點（要求）：電動機的轉

小功率同步電動機（交流電動機）：定子和轉子。各種同步電動機的定子與一般異步電動機的定子相同，定子鐵心通常由帶有齒和槽的沖片疊成，在槽中嵌入三相或兩相繞組。當三相電流通入三相繞組或兩相電流通入兩相繞組時，在定子中就會產生旋轉磁場。旋轉磁場的轉速即為同步轉速，以下式表示：小功率同步電動機（交流電動機）：定子和轉子。在一些微小容量的交流電動機中，定子結構采用罩極型式，如圖8-1所示。圖中定子鐵心采用凸極型式，是由硅鋼片疊成，可以做成兩極(如圖8-1(a)所示)，也可做成多極(如圖8-1(b)所示)。每個極上繞有工作繞組A并接到單相交流電源上，同時每個極的一部分套有一個短路環B，稱為罩極繞組。依靠這些罩極繞組的作用，可以使單相繞組通入單相交流電后產生旋轉磁場。

A—工作繞組；B—短路環圖8-1罩極式電動機的定子(a)兩極；(b)四極在一些微小容量的交流電動機中，定子結構采用罩極型式，如圖圖8-

2罩極式電動機的磁通及其相量圖由于Φk的作用，使極面下的兩部分磁通Φ1和Φ2在時間上有了β的相位移。為什么能產生旋轉磁場呢?圖8-2罩極式電動機的磁通及其相量圖由于圖8–3磁通的分解空間上的關系：磁通Φ1和Φ2'時間上有相移角度，空間上互相垂直。在這兩個磁通作用下，罩極式定子的電機就會產生旋轉磁場。由于空間上互相垂直的兩個磁通，其幅值不相等，時間上的線角又小于90o，產生橢圓磁場。圖8–3磁通的分解空間上的關系：磁通Φ1和Φ2由于旋轉磁場的轉向是從磁通超前（電流超前）的繞組的軸線轉向磁通落后的繞組的軸線，對于罩極式電機，因為罩極下的磁通Φ2在時間上的相位總是落后于未罩部分的磁通Φ1，因而旋轉磁場的轉向也總是由未罩部分轉到罩極的軸線。在罩極式電機中，旋轉磁場的轉向，即電機的轉向總是固定不變地由未罩極地軸線轉向罩極地軸線，只有罩極的位置改變時，電機才改變方向。由于旋轉磁場的轉向是從磁通超前（電流超前）的繞組的軸線轉向磁8.2永磁式同步電動機

永磁式同步電動機的轉子由永久磁鋼做成。圖8-4中所表示的轉子是一個具有兩個極的永磁轉子。當同步電動機的定子通上交流電源后，就能產生一個旋轉磁場，這個旋轉磁場在圖中用另一對旋轉磁極表示。圖8-4永磁式同步電動機的工作原理8.2永磁式同步電動機永磁式同步電動機的轉子由永久磁鋼轉磁場以同步速ns朝著圖示的轉向旋轉時，根據N極與S極互相吸引的道理，定子旋轉磁極就要與轉子永久磁極緊緊吸住，并帶著轉子一起旋轉。由于轉子是由旋轉磁場帶著轉的，因而轉子的轉速應該與旋轉磁場轉速(即同步速ns)相等。當轉子上的負載阻轉矩增大時，定子磁極軸線與轉子磁極軸線間的夾角θ就會相應增大；當負載阻轉矩減小時，夾角又會減小。兩對磁極間的磁力線如同彈性的橡皮筋一樣。盡管負載變化時，定、轉子磁極軸線之間的夾角會變大或變小，但只要負載不超過一定限度，轉子就始終跟著定子旋轉磁場以恒定的同步速ns轉動，即轉子轉速為轉磁場以同步速ns朝著圖示的轉向旋轉時，根轉子轉速只決定于電源頻率和電機極對數。如果軸上負載阻轉矩超出一定限度，轉子就不再以同步速運行，甚至最后會停轉，這就是同步電動機的“失步”現象。這個最大限度的轉矩稱為最大同步轉矩。因此使用同步電動機時，負載阻轉矩不能大于最大同步轉矩。轉子轉速只決定于電源頻率和電機極對數。圖8-5永磁式同步電動機的啟動轉矩

永磁式同步電動機啟動比較困難。原因是由于剛啟動時，雖然合上了電源，電機內產生了旋轉磁場，但轉子還是靜止的，轉子在慣性的作用下跟不上旋轉磁場的轉動。因此，定、轉子兩對磁極之間存在著相對運動，轉子所受到的平均轉矩為0。圖8-5永磁式同步電動機的啟動轉矩永磁式同步電動機啟在圖8-5(a)所表示的這一瞬間，定、轉子磁極的相互作用傾向于使轉子依逆時針方向旋轉，但由于慣性的影響，轉子受到作用后不能馬上轉動；當轉子還來不及轉起來時，定子旋轉磁場已轉過180°，到了如圖8-5(b)所示的位置，這時定、轉子磁極的相互作用又趨向于使轉子依順時針方向旋轉。所以轉子所受到的轉矩時正時反，其平均轉矩為0。因而永磁式同步電動機往往不能自己啟動。從圖8-5還可看出，在同步電動機中，如果轉子的轉速與旋轉磁場的轉速不相等時，轉子所受到的平均轉矩總是為0。在圖8-5(a)所表示的這一瞬間，定、轉子磁極的相互影響永磁式同步電動機不能自行啟動的因素主要有兩個方面：(1)轉子本身存在慣性；(2)定、轉子磁場之間轉速相差過大。為了使永磁式同步電動機能自行啟動，在轉子上一般都裝有啟動繞組。如果電動機轉子本身慣性不大，或者是多極的低速電機，定子旋轉磁場轉速不很大，那末永磁式同步電動機不另裝啟動繞組還是會自己啟動的。

影響永磁式同步電動機不能自行啟動的因素主要有兩個方面：圖8-6永磁式同步電動機轉子結構永磁式同步電動機的定子與異步電動機定子完全相同，轉子結構有多種型式，如圖8-6(a)~(e)所示。它們都具有永久磁鋼和鼠籠式的啟動繞組兩部分。圖8-6永磁式同步電動機轉子結構永磁永久磁鋼可以做成兩極的或多極的，啟動繞組的結構與鼠籠式伺服電動機轉子結構相同。當永磁式同步電動機啟動時，依靠該鼠籠式啟動繞組，就可使電機如同異步電動機工作時一樣產生啟動轉矩，因而轉子就轉動起來。等到轉子轉速上升到接近同步速時，定子旋轉磁場就與轉子永久磁鋼相互吸引把轉子拉入同步，與旋轉磁場一起以同步速旋轉。

隨著永磁材料性能的不斷提高，高性能低價格永磁材料(如釹鐵硼)的出現，使永磁式同步電動機的應用范圍更加擴大。與其它型式同步電動機相比，出力大，體積小，耗電小，結構簡單、可靠，因而已成為同步電動機中最主要的品種。目前功率從幾瓦到幾百瓦，甚至是幾個千瓦的永磁同步電動機在各種自動控制系統中得到廣泛的應用。

永久磁鋼可以做成兩極的或多極的，啟動繞組的結構與鼠籠式伺服8.3反應式同步電動機

8.3.1工作原理

反應式同步電動機又稱為磁阻電動機。電機的轉子本身是沒有磁性的，只是依靠轉子上兩個正交方向磁阻的不同而產生轉矩(這種轉矩一般稱為反應轉矩)的。圖8-7所表示的凸極轉子就是這種轉子。

圖8-7反應式同步電動機的工作原理8.3反應式同步電動機8.3.1工作原理圖8反應式同步電動機的工作原理可以用圖8-7來說明。圖中外邊的磁極表示定子繞組所產生的旋轉磁場，中間是一個凸極式的轉子，凸極轉子可以看成具有兩個方向，一個是順著凸極的方向，稱為直軸方向；另一個是與凸極軸線正交的方向，稱為橫軸方向。顯然，當旋轉磁場軸線與轉子直軸方向一致時，磁通所通過的路徑的磁阻最小；與轉子橫軸方向一致時，磁阻最大；其它位置的磁阻處于兩者之間。反應式同步電動機的工作原理可以用圖8如果在某一瞬間，旋轉磁場的軸線與轉子直軸方向相夾θ角，磁通所經過的路徑如圖中所示。由圖可見，這時磁通被扭歪了。由于磁通類似于彈簧或橡皮筋，有盡量把自己收縮到最短，使磁通所經過的路徑的磁阻為最小的性質，因此磁通就要收縮，力圖使轉子直軸方向與定子磁極的軸線一致，到達磁阻最小的位置。由于磁通的收縮，轉子就受到了轉矩的作用，迫使轉子跟著旋轉磁場以同步速轉動。所以反應式同步電動機的轉速也總是等于同步速，即如果在某一瞬間，旋轉磁場的軸線與轉

顯然，加在轉子軸上的負載阻轉矩越大，定子旋轉磁場的軸線與轉子直軸方向的夾角θ也就越大。這樣，磁通的歪曲更大，磁通的收縮力也更大，因而可以產生更大的轉矩，使與加在轉子軸上的負載阻轉矩相平衡。

與永磁式同步電動機一樣，只要負載阻轉矩不超過一定限度，反應式電動機轉子始終跟著旋轉磁場以同步速轉動。但如果負載阻轉矩超出了這個限度，電機就會失步，甚至停轉，這個最大限度的轉矩也稱為最大同步轉矩。顯然，加在轉子軸上的負載阻轉矩越大，定產生反應轉矩必須具備的條件是轉子上正交的兩個方向應具有不同的磁阻。圖8-7所示的凸極轉子具有這個條件。如果轉子是一般圓柱形的轉子，由于它各個方向的磁阻都是一樣的，當旋轉磁場轉動時，磁通不發生歪扭，也不產生收縮，如圖8-8所示，所以也不會有反應轉矩，故轉子不能轉動。

圖8-8圓柱形轉子無反應轉矩

產生反應轉矩必須具備的條件是轉子上正交的兩個方向應具有不同的圖8-9反應式同步電動機的啟動圖8-9反應式同步電動機的啟動與永磁式同步電動機一樣，反應式同步電動機的啟動也比較困難。由于轉子具有慣性，啟動時轉子受到作用力矩后，轉子來不及轉動，定子旋轉磁場就轉過90°，例如從圖8-9(a)轉到圖8-9(b)。顯然，這兩個位置反應轉矩的方向是相反的，所以反應式同步電動機往往也不能自己啟動，也需要在轉子上另外裝設啟動繞組(通常也采用鼠籠式的)才能啟動。

與永磁式同步電動機一樣，反應式同步電動機的

8.3.2同步電動機的振蕩

雖然同步電動機通常以恒定的同步速轉動，但有時會發生所謂“振蕩現象”。振蕩現象一般發生在電機發出的轉矩或者軸上的負載阻轉矩突然發生變化的時候。下面以反應式同步電動機為例，說明同步電動機的振蕩現象。

圖8-10同步電動機的振蕩8.3.2同步電動機的振蕩圖8-10同步電

圖8-10是說明同步電動機振蕩現象的原理圖。假定電機原先是在定子磁場軸線與轉子直軸方向夾角為θ=θ1(圖中未畫出)的情況下運轉的，此時電動機發出的反應轉矩T1與軸上負載阻轉矩TL1

恰巧平衡。這時如果突然發生擾動(如空氣、軸上摩擦等阻轉矩發生變化)，使軸上負載阻轉矩突然減小為TL2

，則電動機發出的轉矩就大于負載阻轉矩，轉子就要加速，定子磁場軸線與轉子直軸方向之間的夾角就會減小，直到夾角θ=θ2，此時電動機發出的反應轉矩T2又等于TL2

。圖8-10是說明同步電動機振蕩現

但此時轉子速度已超過同步速，由于轉子具有慣性，在慣性矩作用下，轉子不能停留在這個新的平衡點運轉，而要越過平衡點，這樣夾角θ就會小于θ2。時電動機發出的轉矩小于負載阻轉矩，轉子就要減速，夾角θ又開始增大并趨向于θ2。當θ=θ2時轉子轉速已低于同步速，又由于轉子慣性矩作用，轉子要越過θ2使夾角θ大于θ2。然后再重復前面的過程。這樣，轉子要在θ=θ2處來回振蕩一段時間，由于空氣和軸上摩擦或其它阻尼作用，振蕩就會逐漸衰減，最后在新的平衡點θ=θ2，T2=TL2

的情況下運轉。但此時轉子速度已超過同步速，由于轉子具有慣性，轉子在新的平衡點來回振蕩的現象與彈簧的振蕩現象相類似。當彈簧下面掛的重量突然變化時，重物也是在新的平衡位置A處上下振蕩一段時間，然后再停留在位置A，如圖8-11所示。圖8-11彈簧的振蕩轉子在新的平衡點來回振蕩的現象與彈簧的振蕩現象相類似。當彈注意：振蕩現象在各類同步電動機中都會發生，只是程度上有所不同。由于振蕩，使同步電動機的瞬時轉速產生忽高忽低的不穩定現象，這種情況對于一些要求轉速穩定度很高的儀器和設備，如同步隨動系統、無線電通訊設備、錄音傳真設備等會帶來很大誤差，這是非常不理想的。所以在選用同步電動機時，一般還會提出速度穩定度的要求。減弱同步電動機振蕩的方法是很多的，其中之一是在轉子上裝設鼠籠式的短路繞組。當轉子振蕩時，轉子相對于旋轉磁場發生相對運動，在鼠籠導條中產生了切割電流。根據楞次定律，這個電流與磁場相互作用所產生的轉矩是阻止轉子相對于旋轉磁場運動的，因而使振蕩得到減弱，起到了阻尼作用。注意：振蕩現象在各類同步電動機中都會發生，只是程度上有所不

8.3.3結構型式

轉子結構型式是多種多樣的，但是不管型式如何，為了產生反應轉矩，轉子直軸與橫軸的磁阻必須不同。圖8-12是最常用的幾種結構型式，其中圖8-12(a)和(b)稱為凸極鼠籠轉子，這種轉子與一般異步鼠籠式轉子的差別僅在于具有與定子極數相等的凸極(圖(a)為兩極，圖(b)為四極)，以形成直軸與橫軸磁阻不等。圖8-12反應式同步電動機轉子1—鼠籠條；2—鐵心8.3.3結構型式圖8-12反應式同步電動機轉子轉子中的鼠籠用銅或鋁制成，當轉子振蕩時它可以作為阻尼繞組削弱電機的振蕩，而在啟動時又可作為啟動繞組產生異步轉矩，使反應式同步電動機異步啟動，待到轉子轉速上升到接近同步速時(n=(0.95~0.97)ns)，依靠反應轉矩將轉子拖入同步運行。圖8-12(c)轉子結構除了具有凸極外，在轉子鐵心中還設置隔離槽(內反應槽)并相應增大凸極極弧。這樣，可加大轉子直軸與橫軸磁阻差，提高電機出力。反應式同步電動機由于結構簡單，成本低廉，運行可靠，因而在自動及遙控裝置、同步聯絡裝置，錄音傳真及鐘表工業中獲得了廣泛的應用。目前國內外反應式同步電動機有單相和三相的，功率從幾瓦到幾百瓦。轉子中的鼠籠用銅或鋁制成，當轉子振蕩時它可以作為阻尼繞組削8.4磁滯式同步電動機

8.4.1工作原理

磁滯同步電動機結構上的主要特點:硬磁材料做成的。這種硬磁材料具有比較寬的磁滯回環，它的剩余磁感應Br及矯頑磁力Hc要比軟磁材料大，單位場強的磁滯損耗比較大，如圖8-13所示。

圖8-13鐵磁材料的磁滯回環

8.4磁滯式同步電動機8.4.1工作原理圖圖8-14磁滯同步電動機的工作原理圖8-14磁滯同步電動機的工作原理

圖8-14表示一個用硬磁材料做成的圓柱形轉子放在一般的異步電動機定子之中，定子所產生的旋轉磁場用一對N-S磁極來表示。當旋轉磁場以同步速相對于轉子旋轉時，轉子的每一部分都要被交變地磁化，轉子中所有磁分子將跟著旋轉磁場的方向進行排列。如果在開始瞬間，轉子磁分子排列的方向與旋轉磁場軸線的方向一致，如圖8-14(a)所示(為了清楚起見，圖中只畫出兩個磁分子)，此時定子磁場與轉子之間只有徑向力F，不產生轉矩。圖8-14表示一個用硬磁材料做成的圓柱當旋轉磁場相對轉子轉動以后，轉子磁分子也要跟隨旋轉磁場方向轉動。可是，由于轉子是由硬磁材料做成的，它的剩余磁感應Br及矯頑磁力Hc比較大，磁分子之間具有很大的摩擦力，因此，磁分子在轉動時便不能立即隨著旋轉磁場方向轉過同樣的角度，而要落后一個角度θ。這樣，所有磁分子產生的合成磁通，也就是轉子磁通，就要落后定子旋轉磁場一個角度θ，如圖8-14(b)所示。根據N極與S極互相吸引的道理，在轉子上就要受到一個力F的作用。這個力可以分解為一個徑向力Fn和一個切向力Ft。其中切向力Ft就產生了磁滯轉矩，用TZ表示，在它的作用下，轉子就跟隨著定子旋轉磁場轉動起來。

當旋轉磁場相對轉子轉動以后，轉子磁分子也要跟隨旋轉磁產生磁滯轉矩的根本原因：磁分子軸線落后于旋轉磁場軸線一個角度θ，這個角度通常稱為磁滯角。磁滯角θ的大小與定子磁場相對于轉子的速度無關，它決定于轉子所用的硬磁材料的性質。當轉子在低于同步速ns運轉時(常稱異步狀態運行)，不管轉子轉速如何，在定子旋轉磁場的反復磁化下，轉子的磁滯角θ都是相同的，因此所產生的磁滯轉矩TZ也與轉子轉速無關。在異步狀態運行時，磁滯轉矩的機械特性是一條與橫軸平行的直線，如圖8-15所示。

產生磁滯轉矩的根本原因：磁分子軸線落后于旋轉磁場軸線一個角度同步速運行(稱為同步狀態運行)，轉子相對旋轉磁場就不動，也不再被交變磁化，而是被恒定地磁化。轉子類似一個永磁轉子，轉子磁通的軸線與定子磁場的軸線之間的夾角不是固定不變，而是變化的。當電機軸上的負載阻轉矩為0時，被磁化了的轉子所產生的磁通軸線與定子磁場的軸線重合，電機不產生轉矩。當負載阻轉矩增大時，電機就要瞬時減速，定、轉子兩個磁場間的夾角增大，電機產生的轉矩也增大，再與負載阻轉矩相平衡以同步速運轉。同步速運行(稱為同步狀態運行)，轉子相對旋轉磁場就不動，當轉子低于同步速運行時，轉子和旋轉磁場之間存在相對運動，磁滯轉子切割旋轉磁場而產生渦流；轉子渦流與旋轉磁場互相作用就產生渦流轉矩，用TB表示。渦流轉矩的性質與交流伺服電動機產生的轉矩完全相同。渦流轉矩隨著轉子轉速的增加而減小；當轉子以同步速旋轉時，渦流轉矩為0，其機械特性如圖

8-16

所示。渦流轉矩能增加啟動轉矩。圖8-16

渦流轉矩的機械特性

當轉子低于同步速運行時，轉子和旋轉磁場之間存在相對運動，考慮了磁滯轉矩TZ和渦流轉矩TB以后，磁滯同步電動機的總轉矩為T=TZ+TB相應的總轉矩的機械特性如圖8-17所示。圖8-17

磁滯同步電動機的機械特性考慮了磁滯轉矩TZ和渦流轉矩TB以后磁滯同步電動機既可在同步狀態下運行，又可在異步狀態下運行。當負載阻轉矩小于TZ時(如圖8-17中的負載阻轉矩TL1

)，電機同步狀態運行(如運轉在特性上a點)；當負載阻轉矩大于TZ時(如圖中負載阻轉矩TL2

)，電機異步狀態下運行(如運轉在特性上b點)。磁滯同步電動機在異步狀態運行的情況極少？因為在異步狀態運行時，轉子鐵心被交變磁化，會產生很大的磁滯損耗(由硬磁材料磁分子之間的摩擦力引起的)和渦流損耗。這些損耗隨轉差率s增大而增大，只有當轉子轉速等于同步速時才等于0，而在啟動時為最大。磁滯同步電動機既可在同步狀態下運行，又可在異步狀態下運行。

磁滯同步電動機最大優點是具有很大的啟動轉矩，不要附設任何啟動繞組就能很快自己啟動。為增大磁滯轉矩，利用磁滯回環寬的硬磁材料制造轉子，最理想回環是矩形，如圖8-18中的虛曲線1。目前在磁滯電動機中所應用的磁滯材料如鐵鈷釩、鐵鈷鉬等合金的磁滯回環(如回環2)很近于理想。一般電機用的軟磁材料的回環很窄小，如回環3。圖8-18各種鐵磁材料的磁滯回環磁滯同步電動機最大優點是具有很大的啟動轉矩，不要附設任磁滯同步電動機主要優點：結構簡單，運轉可靠，啟動轉矩大，不需要裝任何啟動裝置就能平穩地抵達同步速，運轉時噪聲也很小。磁滯同步電動機主要應用于電鐘、電唱機、無線電通訊設備、自動記錄儀器，以及錄音、傳真、自動及遙控裝置等，功率從分瓦到200W，其中功率小的(50W以下)應用得更為廣泛。磁滯同步電動機主要優點：

8.4.2主要結構型式

磁滯同步電動機有三相或單相的，其定子與一般同步電動機和異步電動機的相同，轉子的通常結構如圖8-19所示。圖中，外圈為有效層，由整塊硬磁材料制成，或者由硬磁材料沖片疊壓而成；內圈為套筒，可用磁性或非磁性材料制成。

圖8-19磁滯電動機的轉子結構8.4.2主要結構型式圖8-19磁滯

8.5電磁減速式同步電動機在許多自動裝置中，需要低轉速大轉矩的驅動電機(例如需要轉速為每分鐘幾十到上百轉)。但是一般的同步電動機，它們的轉速都等于同步速，即n=60f/p。由于結構和性能上的限制，電機的極數不能做得很多(通常都小于10)，因此電機的轉速就比較高；為了獲得低轉速，就要通過齒輪機構減速。8.5電磁減速式同步電動機在許這樣，由于增加了齒輪機構，不但使傳動系統變得復雜，效率降低，增大了傳動裝置的體積和重量，而且由于齒輪間不可避免地存在著間隙和磨損，就會產生噪音、振動，甚至使運轉不平穩。為了克服齒輪減速機構帶來的缺點，目前國內外廣泛應用各種類型的低速電動機。這類電機不需用齒輪減速，當頻率為50Hz時，從電機的輸出軸上就可以得到每分鐘幾十轉的低速，因而特別適用于需要低速轉動的裝

置中。

這樣，由于增加了齒輪機構，不但使傳動系統變得復雜圖8-20反應式電磁減速同步電動機

圖8-21

反應式電磁減速同步電動機的工作原理

8.5.1反應式電磁減速同步電動機圖8-20反應式電磁減速同步電動機圖8-21圖8-20是反應式電磁減速同步電動機的結構示意圖。定、轉子鐵心都做成開口槽，定子槽中放有兩相或三相繞組，轉子沒有繞組。設該電機是一臺兩極電機(即p=1)，定子齒數Zs=16，轉子齒數ZR=18，如圖8-21所示。當某一瞬間，定子繞組產生的兩極旋轉磁場軸線(圖中用矢量A表示)正好和定子齒1和齒9的中心線重合時，由于磁力線總是力圖要使自己經過的磁路的磁阻為最小，所以這時轉子齒1和10處于與定子齒1和9相對齊的位置。圖8-20是反應式電磁減速同步電動機的結構示意圖。定、當旋轉磁場轉過一個定子齒距到圖中矢量B所示位置時，由于磁力線要繼續保持自己磁路的磁阻為最小，力圖使轉子齒2和11轉到與定子齒2和10相對齊的位置，即當旋轉磁場轉過2π/Zs角度時，轉子只轉過α=(1/Zs-1/ZR)·2π角度。所以定子旋轉磁場轉速與轉子轉速的比(稱為電機的電磁減速系數)為當旋轉磁場轉過一個定子齒距到圖中矢量B所示位置時由于旋轉磁場的同步速ns=60f/p，因而電機轉速為為了使電機產生較大的反應轉矩，每極旋轉磁場軸線下的定、轉子齒應對齊，這樣可使磁通經過氣隙的磁阻為最小。這時定、轉子齒數應滿足：ZR-Zs=2p

故轉子轉速為式中，f為電源頻率。由于旋轉磁場的同步速ns=60f/p，因而電機轉速為8.5.2勵磁式電磁減速同步電動機

勵磁式電磁減速同步電動機分為永久磁鋼勵磁和直流電勵磁兩種。小容量電機大多采用永久磁鋼勵磁式，圖8-22是它的結構簡圖。圖中定子結構與反應式一樣，轉子中間為軸向磁化的環形永久磁鋼，磁鋼兩端各套有一段有開口槽的轉子鐵心，轉子鐵心或用整塊鋼銑槽，或用硅鋼片疊成，兩段轉子鐵心徑向互相錯開半個轉子齒距。下面說明它的工作原理。8.5.2勵磁式電磁減速同步電動機圖8–22勵磁式減速同步電動機圖8–22勵磁式減速同步電動機圖8-23勵磁式電磁減速同步電動機的工作原理(a)A-A截面；(b)B-B截面圖8-23勵磁式電磁減速同步電動機的工作原理