§ 5.20. Оборотність СИНХРОННИХ МАШИН. ПРИНЦИП РОБОТИ СИНХРОННОГО ДВИГУНА
У випадку ідеальної синхронізації підключена до мережі синхронна машина не віддає енергію в мережу і не споживає її з мережі. Покриття ж втрат в машині здійснюється за рахунок енергії первинного двигуна. Для того щоб змусити машйну (генератор) віддавати енергію в мережу, треба збільшити крутний момент з боку первинного двигуна. Це призведе до деякого зсуву ротора вперед на деякий кут і до порушення згортатися. В результаті з'явиться зрівняльний струм, магнітний потік якого буде перешкоджати (за законом Ленца) обертанню ротора. Інакше кажучи, магнітний потік зрівняльного струму буде створювати протидіє момент, на подолання якого буде потрібно додаткове збільшення крутного моменту первинного двигуна. В цьому випадку обертається магнітне поле ротора буде вести за собою поле статора, а електромагнітні сили грають роль пружного зв'язку між двома полями. Генератор почне віддавати енергію в мережу. Максимум що віддається генератором потужності буде при значенні кута рівному 90 °.
Якщо ж величину крутного моменту з боку первинного двигуна зменшувати, то кут стане зменшуватися і при повному
відключенні первинного двигуна, ротор разом зі своїм магнітним полем кілька відстане від обертового поля статора. Обертається поле статора поведе за собою ротор, що є електромагнітом. Синхронна машина перетворюється в синхронний двигун, в якому і поле статора і поле ротора (ротор) будуть обертатися з однаковою швидкістю (синхронно). У міру збільшення навантаження на валу такого двигуна кут буде збільшуватися (в протилежну сторону по відношенню до генератора), що також призведе до збільшення струму в ланцюзі двигуна і, отже, до збільшення споживаної з мережі електричної потужності.
На відміну від асинхронного двигуна, в якому збільшення навантаження на валу приводить до зменшення швидкості обертання ротора, в синхронному двигуні збільшення механічного навантаження призводить до збільшення кута між полюсами обертових полів статора і ротора при збереженні швидкості обертання ротора.
Ротор синхронного двигуна буде продовжувати синхронне обертання до тих пір, поки він буде за полперіода змінного струму встигати повертатися своїми полюсами до наступних провідникам обмотки статора з таким же напрямком струму, як і в тих провідниках, проти яких він знаходиться в даний момент. Інакше кажучи, ротор двигуна повинен обертатися з такою ж швидкістю, як і поле статора, проходячи полюс за полперіода змінного струму (різниця швидкостей поля і ротора може становити не більше 2-5%), при цьому на нього буде діяти обертовий момент одного і того ж напрямку. При надмірно великий механічного навантаження ротор двигуна випадає із синхронізму і зупиняється.