異步機是因為轉子轉速始終滯后于同步轉速，轉子轉速只能是千年老二的命。同步機則打破了這一規律，轉子轉速與同步轉速相同，但同樣是交流電機。
同步機的定子與異步機沒啥不同，都是有定子鐵芯和定子繞組組成，繞組是電路部分，鐵芯則是磁路部分，不同之處在于轉子。
異步機的轉子大多是籠型，由籠條和短接環組成，部分是繞線型，不管是籠型，還是繞線型，本身是不帶磁性的，也就是沒有N、S極，但同步機不同，同步機轉子上嵌有永磁體，鑲嵌的位置會有所不同，或直接在轉子上嵌有直流繞組，作為勵磁繞組，不過，這種形式需要在運行中用直流電源提供勵磁電流。
定子繞組，接入三相電源，就會產生旋轉磁場，相當于旋轉的磁鐵，轉子上也是嵌有永磁體的，根據同性相斥，異性相吸的原理，轉子就會發生轉動，且轉速與旋轉磁場轉速(同步轉速)相同。這就是同步轉速的基本原理。
但依照這個原理，同步機是很難起動的，因為，剛起動時，轉子存在慣性，仍要保持原來的靜止狀態，定、轉子磁場轉速相差過大，不能以同步轉速旋轉，也就是說，在起動時，轉子所受到的力矩不足以時轉子旋轉。
為了解決這一問題，還要在轉子上附加一個籠型繞組，同步機的轉子上同時具有永磁體和籠型起動繞組。
在起動時，同步機定子繞組接入三相電源，產生旋轉磁場，旋轉磁場對起動繞組產生作用力，使轉子旋轉起來。可見，同步機在起動時，就相當于一臺異步機。
當轉子轉速接近同步轉速時，旋轉磁場就與轉子上的磁鐵相互吸引而將轉子引入同步，如此，同步機轉子在旋轉磁場的作用下，保持與同步轉速一樣的轉速。
在電源頻率不變的情況下，同步電動機在運行時轉速是恒定的，其轉速n與電動機的磁極對數p、交流電源的頻率f有關，即:n=60f/p。
會發現同步機的轉速公式與異步機是不同的，缺少了(1-s)，通過改變同步機的電源頻率或磁極對數，都可以改變其轉速，所以，用變頻器驅動同步機，同樣可以達到變速的目的。
通過以上可知，控制同步機轉速與異步機相同，關鍵的關鍵還是解決同步機起動的問題，如何帶負載實現平穩起動到同步轉速，是控制當中的要點。
