तुल्यकालिक मोटर



 'तुल्‍यकालिक विद्युत मोटर' एक प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत मोटर है, जिसमें स्थिर अवस्था में छड़ के घूर्णन को आपूर्ति की आवृत्ति के साथ समकालिक किया जाता है। घूर्णन (रोटेशन) की अवधि ए सी चक्रों की अवधि से एक अभिन्न संख्या के  बिल्कुल बराबर रहती है। तुल्‍यकालिक मोटर्स में मोटर के स्टेटर पर मल्टीफ़ेज़ एसी इलेक्ट्रोमैग्नेट होते हैं ,जो एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो लाइन करंट के दोलनों के साथ समय में घूमता है। घूर्णक स्थायी मैग्नेट या विद्युत चुम्बकों(इलेक्ट्रोमैग्नेट्स) के साथ एक ही दर पर स्टेटर क्षेत्र के साथ कदम में बदल जाता है और परिणामस्वरूप, किसी भी एसी मोटर के दूसरे सिंक्रनाइज़्ड घूर्णन चुंबक क्षेत्र प्रदान करता है। एक तुल्‍यकालिक मोटर को डबल फीडिंग कहा जाता है यदि इसे रोटर और स्टेटर दोनों पर स्वतंत्र रूप से उत्तेजित मल्टीफ़ेज़ एसी इलेक्ट्रोमैग्नेट के साथ आपूर्ति की जाती है।

तुल्‍यकालिक मोटर और इंडक्शन मोटर, एसी मोटर्स के सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले दो प्रकार हैं। प्रकारों के बीच का अंतर यह है कि तुल्‍यकालिक मोटर, का घूर्णक, लाइन आवृत्ति की दर से बन्धित है क्योंकि यह घूर्णक के अवशयक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए करंट जनित प्रेरण,पर निर्भर नहीं करता है। इसके विपरीत, इंडक्शन मोटर को  स्लिप  की आवश्यकता होती है: घूर्णक को घूर्णक वाइंडिंग में करंट को प्रेरित करने के लिए, ए सी विकल्पों की तुलना में, थोड़ा कम गति से घूर्णन करना चाहिए।छोटे तुल्‍यकालिक मोटर्स का उपयोग समय अनुप्रयोगों में किया जाता है जैसे  तुल्‍यकालिक घड़ियों, टाइमर उपकरणों में, टेप रिकॉर्डर और सटीक  सर्वोमैकेनिज्म मोटर को सटीक गति से काम करना चाहिए;गति सटीकता बिजली लाइन आवृत्ति की है, जिसे बड़े इंटरकनेक्टेड ग्रिड सिस्टम में सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है।

तुल्‍यकालिक मोटर्स स्व-उत्तेजित उप-आंशिक अश्वशक्ति आकारों में उच्च शक्ति औद्योगिक आकार के लिए उपलब्ध हैं। भिन्नात्मक अश्वशक्ति रेंज में, अधिकांश तुल्‍यकालिक मोटर्स का उपयोग किया जाता है जहां सटीक निरंतर गति की आवश्यकता होती है।इन मशीनों का उपयोग आमतौर पर एनालॉग इलेक्ट्रिक घड़ियों, टाइमर और अन्य उपकरणों में किया जाता है जहां सही समय की आवश्यकता होती है। उच्च शक्ति औद्योगिक आकारों में, तुल्‍यकालिक मोटर दो महत्वपूर्ण कार्य प्रदान करता है।सबसे पहले, यह एसी ऊर्जा को काम करने के लिए परिवर्तित करने का एक अत्यधिक कुशल साधन है। दूसरा, यह अग्रणी या इकाई पावर फैक्टर पर काम कर सकता है और इस तरह पावर-फैक्टर सुधार प्रदान करता है।

प्रकार
तुल्‍यकालिक मोटर्स तुल्‍यकालिक मशीनों की अधिक सामान्य श्रेणी के अंतर्गत आती हैं जिसमें तुल्‍यकालिक जनरेटर भी शामिल है। जेनरेटर यदि फील्ड पोल "प्राइम मूवर की फॉरवर्ड मोशन द्वारा परिणामी एयर-गैप फ्लक्स से आगे संचालित होते हैं, तो कार्रवाई देखी जाएगी"। मोटर यदि फील्ड पोल "शाफ्ट लोड के पीछे हटने वाले बलाघूर्ण द्वारा परिणामी एयर-गैप फ्लक्स के पीछे खींचे जाते हैं, तो कार्रवाई देखी जाएगी"।

घूर्णक को चुम्बकीय रूप, के आधार पर दो प्रमुख प्रकार की तुल्‍यकालिक मोटर्स पाई जाती हैं: १) गैर-उत्तेजित और २) प्रत्यक्ष-वर्तमान उत्साहित 

गैर-उत्तेजित मोटर्स


गैर-उत्तेजित मोटर्स में, घूर्णक स्टील से बना होता है। तुल्‍यकालिक स्पीड पर यह स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ चरण में घूमता है, इसलिए इसके माध्यम से लगभग एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र होता है।बाहरी स्टेटर फ़ील्ड घूर्णक को चुंबकित करता है, इसे चालू करने के लिए आवश्यक चुंबकीय ध्रुवों को प्रेरित करता है। घूर्णक रोटर कोबाल्ट स्टील जैसे उच्च प्रतिधारण स्टील से बना है । ये स्थायी चुंबक, अनिच्छा और हिस्टैरिसीस डिजाइन में निर्मित होते हैं:

प्रतिष्टम्भ मोटर्स
इनमें एक घूर्णक होता है जिसमें एक ठोस स्टील कास्टिंग होती है जिसमें प्रोजेक्टिंग (मुख्य) दांतेदार ध्रुव होता है।आमतौर पर टॉर्क रिपल को कम करने के लिए स्टेटर ध्रुव की तुलना में कम घूर्णक होते हैं और सभी को एक साथ संरेखित करने से ध्रुवों को रोकने के लिए - एक ऐसी स्थिति जो टॉर्क उत्पन्न नहीं कर सकती है  चुंबकीय सर्किट में हवा के अंतर का आकार और इस प्रकार  प्रतिष्टम्भ  न्यूनतम होता है जब ध्रुवों को स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र के साथ गठबंधन किया जाता है, और उनके बीच के कोण के साथ बढ़ जाता है।यह एक टोक़ बनाता है जो घूर्णक को स्टेटर क्षेत्र के निकटतम ध्रुव के साथ संरेखण में खींचता है।इस प्रकार तुल्‍यकालिक गति पर घूर्णक को घूर्णन स्टेटर क्षेत्र में "लॉक" किया जाता है।यह मोटर शुरू नहीं कर सकता है, इसलिए घूर्णक ध्रुवों में आमतौर पर  गिलहरी-केज में घुमावदार गति होती है, जो तुल्‍यकालिक गति के नीचे टॉर्क प्रदान करने के लिए होती है।मशीन एक प्रेरण मोटर के रूप में शुरू होती है जब तक कि यह तुल्‍यकालिक गति के पास नहीं पहुंचती है, जब घूर्णक "अंदर खींचता है" और घूर्णन स्टेटर  क्षेत्र में लॉक हो जाता है।

प्रतिष्टम्भ मोटर डिजाइनों में रेटिंग होती है जो कि आंशिक अश्वशक्ति/हॉर्सपावर (कुछ वाट) से लेकर लगभग 22 किलोवाट तक होती है( 22 kW )।  बहुत छोटी प्रतिष्टम्भ मोटर्स में कम टॉर्क होता है, और आमतौर पर  उपकरण/इंस्ट्रूमेंटेशन अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। मध्यम टॉर्क, मल्टी-हॉर्सपावर/बहु-अश्वशक्ति मोटर्स,  दांतेदार रोटार के साथ गिलहरी केज निर्माण का उपयोग करते हैं।जब एक समायोज्य आवृत्ति बिजली की आपूर्ति के साथ उपयोग किया जाता है, तो ड्राइव सिस्टम में सभी मोटर्स को बिल्कुल उसी गति से नियंत्रित किया जा सकता है। बिजली की आपूर्ति आवृत्ति मोटर ऑपरेटिंग गति निर्धारित करती है।

हिस्टैरिसीस मोटर्स
इनमें एक ठोस चिकना बेलनाकार घूर्णक होता है, जो चुंबकीय रूप से "कठोर" कोबाल्ट स्टील की उच्च निग्राहिता का सांचा /कास्ट होता है। इस सामग्री में एक विस्तृत हिस्टैरिसीस लूप/ परिपथ (उच्च  निग्राहिता) है, जिसका अर्थ है कि एक बार किसी दिए गए दिशा में चुम्बकित होने के बाद, चुंबकीयकरण को उलटने के लिए इसे एक बड़े रिवर्स चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। हिस्टैरिसीस के कारण मैग्नेटाइजेशन का चरण लागू क्षेत्र के चरण के पीछे है।इसका परिणाम यह है कि घूर्णक में प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र की धुरी एक निरंतर कोण Δ द्वारा स्टेटर क्षेत्र के अक्ष के पीछे है, एक टॉर्क पैदा करता है क्योंकि घूर्णक स्टेटर क्षेत्र के साथ "पकड़ने" की कोशिश करता है।जब तक घूर्णक तुल्‍यकालिक गति से नीचे होता है, तब तक घूर्णक का प्रत्येक कण "स्लिप" आवृत्ति पर एक उलट चुंबकीय क्षेत्र का अनुभव करता है जो इसे अपने हिस्टैरिसीस लूप/परिपथ  के चारों ओर ड्राइव करता है, जिससे घूर्णक क्षेत्र में अंतराल होता है और टॉर्क पैदा होता है।घूर्णक में 2-ध्रुव कम प्रतिष्टम्भ  बार संरचना है जैसे ही घूर्णक तुल्यकालिक गति के करीब पहुंचता है और पर्ची शून्य हो जाती है, यह स्टेटर फ़ील्ड के साथ चुंबकीय और संरेखित करता है, जिससे घूर्णक को घूर्णन स्टेटर फ़ील्ड में "लॉक" किया जाता है।

हिस्टैरिसीस मोटर का एक प्रमुख लाभ यह है कि चूंकि अंतराल कोण δ गति से स्वतंत्र है, यह स्टार्टअप से तुल्यकालिक गति तक निरंतर टॉर्क विकसित करता है। इसलिए, यह सेल्फ-स्टार्टिंग है और इसे शुरू करने के लिए इंडक्शन वाइंडिंग की आवश्यकता नहीं है, हालांकि कई डिज़ाइनों में स्टार्ट-अप पर अतिरिक्त टॉर्क प्रदान करने के लिए रोटर में अंत:स्थापित/एम्बेडेड गिलहरी-पिंजरे प्रवाहकीय घुमावदार संरचना होती है।

स्थायी-चुंबक मोटर्स
स्थायी-चुंबक तुल्‍यकालिक मोटर ( पीएमएसएम ) एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए स्टील रोटर में एम्बेडेड स्थायी चुंबक का उपयोग करता है। स्टेटर एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (एक अतुल्यकालिक मोटर के रूप में) का उत्पादन करने के लिए एक एसी आपूर्ति से जुड़ी वाइंडिंग/ कुंडलन करता है। तुल्यकालिक गति से रोटर ध्रुव घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र में लॉक हो जाते हैं। स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स ब्रशलेस डीसी मोटर्स के समान हैं। इन मोटरों में नियोडिमियम मैग्नेट सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मैग्नेट/चुंबक है। हालांकि पिछले कुछ वर्षों में, नियोडिमियम मैग्नेट की कीमतों में तेजी से उतार-चढ़ाव के कारण, बहुत सारे शोध फेराइट मैग्नेट को एक विकल्प के रूप में देख रहे हैं। वर्तमान में उपलब्ध फेराइट मैग्नेट की अंतर्निहित विशेषताओं के कारण, इन मशीनों के चुंबकीय सर्किट के डिजाइन को चुंबकीय प्रवाह को केंद्रित करने में सक्षम होना चाहिए, सबसे आम रणनीतियों में से एक स्पोक टाइप घूर्णक्स का उपयोग है। वर्तमान में, फेराइट मैग्नेट का उपयोग करने वाली नई मशीनों में कम बिजली घनत्व और टॉर्क घनत्व होता है, जब नियोडिमियम मैग्नेट का उपयोग करने वाली मशीनों के साथ तुलना की जाती है

स्थायी चुंबक मोटर्स का उपयोग 2000 से गियरलेस एलेवेटर मोटर्स के रूप में किया गया है।

अधिकांश पीएमएसएम को शुरू करने के लिए एक चर-आवृत्ति ड्राइव की आवश्यकता होती है     हालांकि, कुछ लोग शुरू करने के लिए घूर्णक में एक गिलहरी पिंजरे को शामिल करते हैं-इन्हें लाइन-स्टार्ट या सेल्फ-स्टार्टिंग पीएमएसएम के रूप में जाना जाता है इन्हें आमतौर पर इंडक्शन मोटर्स (स्लिप की कमी के कारण) के लिए उच्च-दक्षता वाले प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए आवेदन के लिए सावधानीपूर्वक निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है कि तुल्‍यकालिक गति तक पहुंच जाए और सिस्टम शुरू होने के दौरान टॉर्क रिपल का सामना कर सकता है।

स्थायी चुंबक तुल्‍यकालिक मोटर्स को मुख्य रूप से डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है और क्षेत्र उन्मुख नियंत्रण<ref name="IEEE Journals और पत्रिका 2020 " हालांकि, ये विधियाँ अपेक्षाकृत उच्च टॉर्क और स्टेटर फ्लक्स लहर से पीड़ित हैं भविष्य कहनेवाला नियंत्रण और तंत्रिका नेटवर्क नियंत्रक हाल ही में इन मुद्दों से निपटने के लिए विकसित किए गए हैं

डीसी-उत्तेजित मोटर्स
आमतौर पर बड़े आकार (लगभग 1 हॉर्सपावर या 1 किलोवाट से बड़े) में बने इन मोटरों को उत्तेजना के लिए रोटर को आपूर्ति की जाने वाली डायरेक्ट करंट (डीसी) की आवश्यकता होती है। यह पर्ची के छल्ले/सर्पी वलय (स्लिप रिंग )के माध्यम से सबसे सीधे आपूर्ति की जाती है, लेकिन एक ब्रश रहित एसी प्रेरण और सुधारक व्यवस्था का भी उपयोग किया जा सकता है। दिष्‍ट धारा को एक अलग डीसी स्रोत से या सीधे मोटर शाफ्ट से जुड़े डीसी जनरेटर से आपूर्ति की जा सकती है।

नियंत्रण तकनीक
एक स्थायी चुंबक तुल्‍यकालिक मोटर और प्रतिष्टम्भ मोटर को संचालन के लिए एक नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता होती है ( VFD या सर्वो ड्राइव)।

पीएमएसएम के लिए बड़ी संख्या में नियंत्रण विधियां हैं, जिन्हें इलेक्ट्रिक मोटर के निर्माण और दायरे के आधार पर चुना जाता है।

नियंत्रण विधियों को विभाजित किया जा सकता है

ज्यावक्रीय(sinusoidal)


 * अदिश
 * सदिश

समलम्बाकार


 * खुला परिपथ
 * बंद परिपथ (हॉल सेंसर के साथ और उसके बिना))

तुल्‍यकालिक गति
एक तुल्‍यकालिक मोटर की तुल्‍यकालिक गति  दि गयी है  rpm, द्वारा:
 * $$N_s = 60\frac f P = 120\frac f p$$

और rad · s - १, द्वारा:

जहाँ:
 * $$f$$ एसी आपूर्ति धारा की Hz में आवृत्ति है ,
 * $$p$$ चुंबकीय ध्रुवों की संख्या है।
 * $$P$$ ध्रुव जोड़े की संख्या है, $$P=p/2$$.

उदाहरण
एक सिंगल-फेज, 4-पोल (2-पोल-पेयर) तुल्‍यकालिक मोटर 50Hz एनबीएसपी की एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है;  ध्रुव-जोड़े(पोल-पेयर) की संख्या 2 है, इसलिए तुल्यकालिक गति है:
 * $$N_s = 60\times\frac{50}{2} = 1500\,\,\text{rpm} $$

एक तीन-चरण, 12-पोल (6-पोल-पेयर) तुल्‍यकालिक मोटर 60Hz की एक एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है। ध्रुव-जोड़े(पोल-पेयर) की संख्या 6 है, इसलिए तुल्यकालिक गति है:
 * $$N_s = 60\times\frac{60}{6} = 600\,\,\text{rpm} $$

चुंबकीय ध्रुवों की संख्या,$$ p $$, प्रति चरण कॉइल (कुण्डली )समूहों की संख्या के बराबर है। 3-चरण मोटर में प्रति चरण कॉइल समूहों की संख्या निर्धारित करने के लिए, कॉइल की संख्या की गणना करें, चरणों की संख्या से विभाजित करें, जो कि 3 है। कॉइल स्टेटर कोर में कई स्लॉट लगा सकते हैं, जिससे उन्हें गिनने के लिए थकाऊ हो जाता है । 3-चरण मोटर के लिए, यदि आप कुल 12 कॉइल समूहों की गिनती करते हैं, तो इसमें 4 चुंबकीय ध्रुव हैं। 12-पोल 3-चरण मशीन के लिए, 36 कॉइल होंगे। घूर्णक में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या स्टेटर में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या के बराबर है।

निर्माण
एक तुल्यकालिक मोटर के प्रमुख घटक स्टेटर और घूर्णक हैं तुल्‍यकालिक मोटर के स्टेटर और इंडक्शन मोटर के स्टेटर निर्माण में समान हैं। अपवाद के रूप में कुंडलित घूर्णक तुल्यकालिक डबल फीडेड इलेक्ट्रिक मशीन के साथ, स्टेटर फ्रेम में रैपर प्लेट होती है ।  परिधिगत पसलियों  और  कीबार  को आवरण प्लेट से जोड़ा जाता है मशीन का भार वहन करने के लिए,  फ्रेम माउंट  और  फुटिंग्स 'की आवश्यकता है जब डीसी उत्तेजना द्वारा फील्ड वाइंडिंग उत्तेजित होती है उत्तेजना की आपूर्ति से जुड़ने के लिए ब्रश और स्लिप रिंग्स की आवश्यकता होती है फील्ड वाइंडिंग भी ब्रशलेस  एक्साइटर द्वारा उत्साहित हो सकता है बेलनाकार, गोल रोटार, (जिसे गैर साल्टिएंट पोल घूर्णक के रूप में भी जाना जाता है) का उपयोग छह डंडे तक किया जाता है।कुछ मशीनों में या जब बड़ी संख्या में डंडे की आवश्यकता होती है, तो एक मुख्य ध्रुव घूर्णक का उपयोग किया जाता है  तुल्‍यकालिक मोटर का निर्माण एक तुल्यकालिक अल्टरनेटर के समान है अधिकांश तुल्यकालिक मोटर्स निर्माण स्थिर आर्मेचर और घूर्णन क्षेत्र घुमावदार का उपयोग करते हैं।डीसी मोटर प्रकार की तुलना में एक लाभ के रूप में इस प्रकार का निर्माण जहां उपयोग किया गया आर्मेचर घूर्णन प्रकार का है।

संक्रिया/ संचालन
एक तुल्यकालिक मोटर का संचालन स्टेटर और रोटर के चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के कारण होता है। इसकी स्टेटर वाइंडिंग, जिसमें 3 फेज वाइंडिंग होती है, को 3 फेज की आपूर्ति प्रदान की जाती है, और रोटर को डीसी आपूर्ति प्रदान की जाती है। 3 चरण धाराओं को ले जाने वाली 3 चरण स्टेटर घुमावदार 3 चरण घूर्णन चुंबकीय प्रवाह (और इसलिए एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र) उत्पन्न करती है। रोटर घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ लॉक हो जाता है और इसके साथ घूमता है। एक बार जब रोटर क्षेत्र घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ लॉक हो जाता है, तो मोटर को सिंक्रोनाइज़ेशन में कहा जाता है। एक सिंगल फेज (या सिंगल फेज से व्युत्पन्न दो फेज) स्टेटर वाइंडिंग संभव है, लेकिन इस मामले में रोटेशन की दिशा को परिभाषित नहीं किया गया है और मशीन किसी भी दिशा में शुरू हो सकती है जब तक कि प्रारंभिक व्यवस्था द्वारा ऐसा करने से रोका न जाए।

एक बार मोटर चालू हो जाने पर, मोटर की गति केवल आपूर्ति आवृत्ति पर निर्भर करती है। जब ब्रेकडाउन लोड से अधिक मोटर लोड बढ़ जाता है, तो मोटर सिंक्रोनाइज़ेशन से बाहर हो जाता है और फील्ड वाइंडिंग अब घूमने वाले चुंबकीय क्षेत्र का अनुसरण नहीं करता है। चूंकि मोटर सिंक्रोनाइज़ेशन से बाहर होने पर (सिंक्रोनस) टॉर्क का उत्पादन नहीं कर सकता है, व्यावहारिक सिंक्रोनस मोटर्स में ऑपरेशन को स्थिर करने और शुरू करने की सुविधा के लिए एक आंशिक या पूर्ण गिलहरी-पिंजरा डैम्पर (एमोरटिस्यूर) घुमावदार होता है। क्योंकि यह वाइंडिंग एक समान इंडक्शन मोटर की तुलना में छोटा है और लंबे ऑपरेशन पर ज़्यादा गरम हो सकता है, और क्योंकि रोटर उत्तेजना वाइंडिंग में बड़े स्लिप-फ़्रीक्वेंसी वोल्टेज प्रेरित होते हैं, सिंक्रोनस मोटर प्रोटेक्शन डिवाइस इस स्थिति को समझते हैं और बिजली की आपूर्ति को बाधित करते हैं (चरण से बाहर) सुरक्षा)।

शुरुआती तरीके
एक निश्चित आकार के ऊपर, तुल्‍यकालिक मोटर्स स्व-शुरुआत करने वाली मोटर्स नहीं हैं।यह संपत्ति घूर्णक की जड़ता के कारण है;यह तुरंत स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र के रोटेशन/घूर्णन आवर्तन का पालन नहीं कर सकता है।चूंकि एक तुल्‍यकालिक मोटर  गतिरोध में कोई अंतर्निहित औसत टॉर्क नहीं पैदा करता है, इसलिए यह कुछ पूरक तंत्र के बिना तुल्‍यकालिक गति में तेजी नहीं ला सकता है।

वाणिज्यिक बिजली आवृत्ति पर काम करने वाले बड़े मोटर्स में एक गिलहरी-केज इंडक्शन वाइंडिंग शामिल है जो त्वरण के लिए पर्याप्त टॉर्क प्रदान करता है और जो ऑपरेशन में मोटर गति में दोलनों को नम करने का भी कार्य करता है एक बार रोटर तुल्यकालिक गति के निकट हो जाता है, फील्ड वाइंडिंग उत्तेजित हो जाती है, और मोटर सिंक्रनाइज़ेशन में खींचता है।बहुत बड़े मोटर  प्रणालियों  में एक "टट्टू" मोटर शामिल हो सकता है जो लोड लागू होने से पहले अनलोडेड तुल्‍यकालिक मशीन को तेज करता है  इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित होने वाले मोटर्स को स्टेटर करंट की आवृत्ति को बदलकर शून्य गति से तेज किया जा सकता है।

बहुत छोटे तुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग आमतौर पर लाइन-संचालित इलेक्ट्रिक मैकेनिकल घड़ियों या टाइमर में किया जाता है जो सही गति से गियर तंत्र को चलाने के लिए पावर लाइन आवृत्ति का उपयोग करते हैं।इस तरह के छोटे तुल्‍यकालिक मोटर्स सहायता के बिना शुरू करने में सक्षम हैं यदि घूर्णक के जड़ता का क्षण और इसके यांत्रिक भार पर्याप्त रूप से छोटा है [क्योंकि मोटर] को एक त्वरित आधे चक्र के दौरान स्लिप स्पीड से तुल्‍यकालिक गति तक तेज किया जाएगा। प्रतिष्टम्भ टॉर्क। छायांकित-ध्रुव तुल्‍यकालिक मोटर (शेडेड-पोल सिंक्रोनस मोटर) देखें कि लगातार शुरुआती दिशा कैसे प्राप्त की जाती है।

विभिन्न मोटर शुरुआती तरीकों को संबोधित करने के लिए परिचालन अर्थशास्त्र एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है तदनुसार, घूर्णक का उत्तेजना मोटर शुरुआती मुद्दे को हल करने का एक संभावित तरीका है इसके अलावा, बड़ी तुल्‍यकालिक मशीनों के लिए आधुनिक प्रस्तावित शुरुआती तरीकों में स्टार्टअप के दौरान घूर्णक ध्रुव के दोहरावदार ध्रुवीयता उलटा शामिल है।

तुल्‍यकालिक संधारित्र के रूप में उपयोग


एक तुल्यकालिक मोटर के उत्तेजना को अलग करके, इसे पष्चगामी(लैगिंग), अग्रणी(लीडिंग) और  एकक शक्ति गुणक(यूनिटी पावर फैक्टर) कारक में संचालित करने के लिए बनाया जा सकता है।उत्तेजना जिस पर पावर फैक्टर इकाई  है, जिसे  सामान्य उत्तेजना वोल्टेज 'कहा जाता है इस उत्तेजना में धारा का परिमाण न्यूनतम है सामान्य उत्तेजना से अधिक उत्तेजना वोल्टेज को उत्तेजना वोल्टेज कहा जाता है, उत्तेजना वोल्टेज सामान्य उत्तेजना से कम उत्तेजना के तहत कहा जाता है जब मोटर अति उत्तेजित हो, बैक ईएमएफ मोटर टर्मिनल वोल्टेज से अधिक होगा।यह आर्मेचर रिएक्शन के कारण एक  विचुंबकीय(डेमैग्नेटाइजिंग) प्रभाव का कारण बनता है 

एक तुल्यकालिक मशीन का V वक्र क्षेत्र धारा के एक फलन के रूप में आर्मेचर करंट को दर्शाता है।बढ़ते क्षेत्र के साथ धारा आर्मेचर करंट पहले कम हो जाता है, फिर न्यूनतम तक पहुंच जाता है, फिर बढ़ जाता है।न्यूनतम बिंदु वह बिंदु भी है जिस पर बिजली कारक इकाई है स्पष्ट करें कि कहाँ अग्रणी, पीएफ प्राप्त करना

बिजली कारक को चुनिंदा रूप से नियंत्रित करने की इस क्षमता का पावर सिस्टम के पावर फैक्टर सुधार के लिए शोषण किया जा सकता है, जिससे मोटर जुड़ा हुआ है।चूंकि किसी भी महत्वपूर्ण आकार के अधिकांश पावर सिस्टम में नेट लैगिंग पावर फैक्टर होता है, इसलिए ओवरएक्साइटेड तुल्‍यकालिक मोटर्स की उपस्थिति सिस्टम के नेट पावर फैक्टर को इकाई के करीब ले जाती है, जिससे दक्षता में सुधार होता है।इस तरह के पावर-फैक्टर सुधार आमतौर पर यांत्रिक कार्य प्रदान करने के लिए सिस्टम में पहले से मौजूद मोटर्स का एक साइड इफेक्ट होता है, हालांकि मोटर्स को केवल पावर-फैक्टर सुधार प्रदान करने के लिए यांत्रिक लोड के बिना चलाया जा सकता है।कारखानों जैसे बड़े औद्योगिक संयंत्रों  में तुल्‍यकालिक मोटर्स और अन्य के बीच बातचीत, लैगिंग, लोड संयंत्र के विद्युत डिजाइन में एक स्पष्ट विचार हो सकता है

स्थिर अवस्था स्थायित्व सीमा

 * $$\mathbf{T} = \mathbf{T}_\text{max}\sin(\delta)$$

जहां ,
 * $$\mathbf{T}$$ टॉर्क है
 * $$\delta$$  टॉर्क कोण है
 * $$\mathbf{T}_\text{max}$$ अधिकतम टॉर्क है

यहाँ ,
 * $$\mathbf{T}_\text{max} = \frac $$

जब लोड लागू किया जाता है, तो टोक़ कोण $$\delta$$ बढ़ता है।जब $$\delta$$ = 90° टॉर्क अधिकतम होगा।यदि लोड को आगे लागू किया जाता है तो मोटर अपने तुल्यकालन/सिंक्रोनिज्म को खो देगी, क्योंकि मोटर टॉर्क लोड टॉर्क से कम होगा अधिकतम लोड टोक़ जो अपने सिंक्रोनिज्म को खोने के बिना एक मोटर पर लागू किया जा सकता है, को एक तुल्‍यकालिक मोटर की स्थिर अवस्था स्थायित्व सीमा कहा जाता है

अन्य
तुल्‍यकालिक मोटर्स सटीक गति या स्थिति नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयोगी हैं:


 * गति मोटर के ऑपरेटिंग रेंज पर भार से स्वतंत्र है।
 * ओपन लूप कंट्रोल (जैसे स्टेपर मोटर्स ) का उपयोग करके गति और स्थिति को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
 * कम-शक्ति वाले अनुप्रयोगों में पोजिशनिंग मशीन, जहां उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, और रोबोट एक्ट्यूएटर शामिल हैं।
 * जब स्टेटर और रोटर वाइंडिंग दोनों पर डीसी करंट लगाया जाता है तो वे अपनी स्थिति बनाए रखेंगे।
 * एक सिंक्रोनस मोटर द्वारा संचालित घड़ी सिद्धांत रूप में उतनी ही सटीक होती है जितनी कि उसके शक्ति स्रोत की लाइन आवृत्ति। (यद्यपि किसी भी दिए गए कई घंटों में छोटी फ़्रीक्वेंसी ड्रिफ्ट होती है, ग्रिड ऑपरेटर्स बाद की अवधियों में क्षतिपूर्ति करने के लिए सक्रिय रूप से लाइन फ़्रीक्वेंसी को समायोजित करते हैं, जिससे मोटर चालित घड़ियों को सटीक रखा जाता है; देखें उपयोगिता आवृत्ति#स्थिरता । )
 * रिकॉर्ड प्लेयर टर्नटेबल्स
 * कम गति वाले अनुप्रयोगों (जैसे बॉल मिल्स ) में दक्षता में वृद्धि।

उपप्रकार

 * एसी पॉलीपेज़ तुल्‍यकालिक मोटर्स]
 * स्टेपर मोटर (तुल्‍यकालिक हो सकता है या नहीं)
 * तुल्‍यकालिक ब्रशलेस घाव-घूर्णक डबल-फेड इलेक्ट्रिक मशीन

यह सभी देखें

 * क्लॉक ड्राइव (Clock drive)
 * डबल-फेड इलेक्ट्रिक मशीन (Doubly fed electric machine)
 * शॉर्ट सर्किट अनुपात (Short circuit ratio)

बाहरी संबंध

 * Synchronous motor animation