同步电机是一种特殊的交流电机，它的转子转速与定子电流的频率同步，即转子的旋转速度与供电电源的交流电频率有固定的比例关系。同步电机的结构组成主要包括定子和转子两大部分。
定子部分的主要结构与异步电动机类似，由定子铁心和定子绕组组成。定子铁心通常由硅钢片叠压而成，其内部开有均匀分布的槽，用于嵌放定子绕组。定子绕组一般由三相对称绕组构成，通过三相交流电时，能够在定子内空间产生一个旋转磁场。
转子部分的构造相对复杂，是同步电机工作的关键所在。根据转子的不同结构，同步电机可以分为凸极式和隐极式两种。凸极式同步电机的转子具有明显的磁极凸出部分，这些磁极通常由永磁体或带有直流励磁线圈的电磁铁构成。当直流电流通过转子上的励磁线圈时，会产生恒定的磁场，使得转子在外部交流电作用下能够与旋转磁场同步旋转。隐极式同步电机的转子通常是由铁质材料构成的圆柱体，不具有明显的磁极凸出，其转子磁场通过外部直流励磁系统产生。
同步电机的工作原理是基于电磁感应的原理。当交流电流通过定子绕组时，在定子内产生旋转磁场，该磁场以同步速度旋转，其旋转速度由供电电源的频率和电机的极对数决定。同步速度（n_s）的计算公式为：n_s = 60f / p，其中f为电源频率，p为极对数。转子在外部直流励磁的作用下产生恒定的磁场，当转子磁场被旋转的定子磁场吸引时，转子磁场就会跟随旋转磁场同步旋转。由于转子磁场是由直流励磁产生的，因此在定子旋转磁场与转子恒磁场相互作用下，转子保持恒定的速度旋转，达到与电源频率同步的运行状态。
同步电机的运行方式有两种基本类型：电动机方式和发电机方式。在电动机模式下，同步电机接收外部电源的电能，转换为机械能，提供动力输出；在发电机模式下，通过外部机械能驱动转子旋转，产生电能并输送至外部电路。同步电机常用于需要功率因数调节的场合，如大型水利发电机组、大型风机驱动等。
由于同步电机对电网的电能质量具有调节作用，它可以提供无功功率补偿，因此在电力系统中用作调相机，改善电网功率因数，维持电网电压稳定。同步电机也常被用在需要精确速度控制的场合，比如轧机、磨机和压缩机等工业设备。
同步电机的技术资料一般包含了电机的详细技术参数，如额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、功率因数、效率、转矩特性、冷却方式等，以及电机的机械特性、电气特性、起动特性和负载特性等。对于同步电机的设计、选型、安装、调试、运行和维护等都有详细的技术说明和操作指导。
在实际应用中，同步电机的使用需要结合具体的工况和需求来设计和配置，确保电机的高效、可靠运行。通过合理的控制和调节，同步电机能够在各种复杂的工作环境中发挥其优势，满足工业自动化和能源生产的高标准要求。
