與其它電機(jī)一樣，同步電機(jī)也是可逆的，既可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，亦可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。設(shè)一臺(tái)隱極同步電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于無窮大電網(wǎng)，處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，其相量圖如圖所示。此時(shí) e0 超前u ，功率角 θ 和相應(yīng)的電磁功率 pem都是正值，θi≈θ 也為正值，即轉(zhuǎn)子主極軸線沿轉(zhuǎn)向超前于氣隙合成磁場(chǎng)軸線，因而作用于轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)性質(zhì)。原動(dòng)機(jī)輸入驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩克服起制動(dòng)作用的電磁轉(zhuǎn)矩，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br>發(fā)電機(jī)狀態(tài) 調(diào)相機(jī)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)
發(fā)電機(jī)狀態(tài)空載狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)
圖1 同步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)
逐步減少原動(dòng)機(jī)輸入功率，使轉(zhuǎn)子瞬時(shí)減速，θ 角和電磁功率相應(yīng)減小。當(dāng) θ 角減至零時(shí)，發(fā)電機(jī)變?yōu)榭蛰d，其輸入功率正好抵償空載損耗，相量圖如圖 b所示。繼續(xù)減少原動(dòng)機(jī)輸入功率，則 θ 和 pem變?yōu)樨?fù)值，表明電機(jī)要從電網(wǎng)吸收一部分電功率，與原動(dòng)機(jī)輸入功率一起與空載損耗平衡，以維持轉(zhuǎn)子的同步旋轉(zhuǎn)。如果再拆去原動(dòng)機(jī)，就變成了空轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī)，空載損耗必須全部由電網(wǎng)輸入的電功率供給。如果在電機(jī)軸上再加上機(jī)械負(fù)載，則負(fù)值的 θ 角和 pem會(huì)更大，θi亦為負(fù)值。主極磁場(chǎng)落后于氣隙合成磁場(chǎng)，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)性質(zhì)、拖動(dòng)軸上機(jī)械負(fù)載一道旋轉(zhuǎn)，電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，將電網(wǎng)輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。此時(shí)電機(jī)的相量圖如圖（c）所示。
從上分析可知，從發(fā)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的過程中，功率角θ和電磁功率 pem均由正值變?yōu)樨?fù)值，電磁轉(zhuǎn)矩由制動(dòng)性質(zhì)變?yōu)轵?qū)動(dòng)性質(zhì)，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程也發(fā)生了逆變。