Masina sincrona (motorul sincron) este o masina de curent alternativ a cărei turaţie este constantă, indiferent de regimul de funcţionare şi independent de valoarea sarcinii (în limite normale). Turaţia este cea de sincronism şi este legată riguros de frecvenţa reţelei de curent alternativ la care este cuplată maşina.

REGIMUL DE FUNCȚIONARE

Masinile sincrone pot funcţiona în două regimuri de bază:

a) - ca generatoare, maşina transformă puterea mecanică, primită pe la arbore de la un motor auxiliar, în putere electrică, debitată într-o reţea de curent alternativ.

b) - ca motoare, maşina transformă puterea electrică, primită de la o reţea de curent alternativ, în putere mecanică, cedată pe la arbore unei instalaţii mecanice.

c) - compensator al factorului de putere. Regimul de compensator nu este însă un regim de bază distinct, ci un regim de motor funcţionând în gol.

Motorul sincron se utilizează în instalaţiile la care este necesară menţinerea turaţiei riguros constantă şi un factor de putere bun la turaţii mici. Compensatoarele sincrone se folosesc pentru compensarea puterii reactive în sistemele electromagnetice.

Cea mai largă răspândire o are maşina sincronă în regim de generator sincron trifazat, folosit în prezent, în exclusivitate, în toate centralele electrice de mare putere.

 Particularităţi constructive şi sisteme de excitaţie

La masina sincrona, rotorul posedă o înfăşurare (de excitaţie) alimentată în curent continuu, iar statorul este echipată cu înfăşurarea de curent alternativ.

Construcţia se face astfel, deoarece:
   - curentul continuu, de alimentare a înfăşurării inductorului este mult mai mic decât curentul care circulă prin înfăşurarea indusului;
   - masinile sincrone de puteri mari, în special generatoarele sincrone, se construiesc de obicei pentru tensiuni mari (până la 30 KV), la care izolaţia unui bobinaj static prezintă mai multă siguranţă de funcţionare decât izolaţia unui bobinaj situat pe o armătură care se roteşte;

Principiul de funcţionare a masinii sincrone în regim de generator electric

Principiul producerii unui sistem de tensiuni trifazat este acelaşi cu cel al tensiunii electromotoare monofazate şi anume rotirea unei spire într-un câmp magnetic omogen. Fiind vorba de trei tensiuni, evident vor exista trei înfăşurări.
Rotirea spirelor se efectuează cu viteza unghiulară constantă, fiind egal decalate spaţial în structura statorului.

Se consideră că rotorul masinii (inductorul) este antrenat cu viteza unghiulară de către motorul său primar, care dezvoltă un cuplu activ.
Înfăşurarea de excitaţie a celor 2 poli, alimentată în curent continuu, produce un câmp magnetic învârtitor inductor, care se roteşte cu viteza unghiulară în acelaşi sens cu rotorul.
Corespunzător acestui câmp, spirele înfăşurărilor de fază ale statorului (indus) sunt întretăiate de un flux, variabil în timp.
Dacă câmpul învârtitor inductor are o repartiţie sinusoidală în spaţiu, fluxul va avea o variaţie sinusoidală în timp, de pulsaţie.

Într-o înfăşurare de fază se va induce o tensiune electromotoare sinusoidală în timp, de aceeaşi pulsaţie, iar în cele trei înfăşurări de fază se va induce un sistem de 3 tensiuni electromotoare simetrice, echilibrate.
Succesiunea în timp a celor 3 tensiuni electromotoare este impusă de sensul de rotaţie a câmpului învârtitor inductor.

Dacă înfăşurarea statorului este conectată pe o impedanţă trifazată simetrică, aceasta va fi parcursă de curenţii de fază care formează un sistem simetric echilibrat. 

Masina furnizează impedanţei de sarcină o putere activă P, funcţionând deci, în regim de generator.