Il motore sincrono è un tipo di motore elettrico in corrente alternata in cui il periodo di rotazione è sincronizzato con la frequenza della tensione di alimentazione, solitamente trifase.

È costituito da un rotore (parte rotante solidale all'albero) su cui sono presenti diversi poli magnetici di polarità alterna creati da magneti permanenti o elettromagneti alimentati in corrente continua, e da uno statore su cui sono presenti gli avvolgimenti del circuito di alimentazione. Le espansioni polari dello statore creano un campo magnetico rotante che trascina le espansioni polari del rotore. La frequenza di rotazione è in relazione con la frequenza di alimentazione in funzione del numero di terne di espansioni polari presenti nel motore.

L'avviamento di questo tipo di motore è relativamente complesso. A motore fermo, l'applicazione della tensione alternata fa si che il rotore, per effetto dell'inerzia non abbia il tempo di seguire il campo magnetico rotante, rimanendo fermo. Il motore viene quindi inizialmente portato alla velocità di rotazione per mezzo di un motore asincrono, quindi, dopo avere scollegato quest'ultimo, viene collegata la tensione di alimentazione ed inserito il carico meccanico utilizzatore. Un'altra tecnica di avviamento sfrutta la possibilità di fare funzionare temporaneamente come asincroni motori appositamente realizzati, quindi passare al modo sincrono. Se una volta a regime la rotazione viene frenata o accellerata oltre un certo limite, si innesca una serie di oscillazioni che portano il motore al blocco e possono provocare forti sovracorrenti tali da danneggiare il motore. Per questo motivo devono essere previsto un interruttore magnetotermico di protezione.

A causa della limitata praticità del motore sincrono, il suo uso con alimentazione diretta dalla rete è limitato a campi di applicazione ove sia richiesta una velocità di rotazione particolarmente precisa e stabile. È invece molto usato per azionare carichi a velocità variabile ove alimentato da convertitore statico.

Esistono anche piccoli motori sincroni ad avvio automatico ed alimentazione monofase utilizzati in meccanismi temporizzatori quali i timer delle lavatrici domestiche e un tempo in alcuni orologi, sfruttando la buona precisione della frequenza della rete elettrica. In alcuni casi viene anche utilizzato come sistema di rifasamento, se provvisto di avvolgimenti rotorici.

Il motore asincrono è un tipo di motore elettrico in corrente alternata in cui la frequenza di rotazione non è uguale o un sottomultiplo della frequenza di rete, ovvero non è "sincrono" con essa; per questo si distingue dai motori sincroni.
Sono costituiti da uno statore su cui sono avvolti i solenoidi che costituiscono le espansioni polari. In un motore trifase le espansioni sono in numero multiplo di tre. All'interno dello statore si trova un rotore solidale all'albero costituito da un pacco di lamierini magneticial silicio in cui è incluso (in genere in alluminio pressofuso ) un circuito detto a gabbia di scoiattolo, poiché è costituito da una serie di barre disposte a formare un cilindro tra due anelli. È anche detto motore con rotore in cortocircuito. Quando lo statore genera un campo magnetico rotante, nella gabbia si inducono forze elettromotrici elettriche per la legge di Faraday-Neumann-Lenz, e tali forze elettromotrici sostengono correnti. La mutua interazione attraverso i relativi campi magnetici tra le correnti di rotore e quelle di statore produce una coppia risultante netta.

Esiste una velocità n alla quale il motore non produce coppia, detta velocità di sincronismo. Essa non viene usualmente superata ed è legata alla frequenza f di alimentazione e al numero di coppie polari p dalla relazione:

Per esempio, un motore con tre coppie polari (6 poli totali), alimentato a 50 Hz ha una velocità angolare teorica di 1000 giri al minuto.

La velocità reale è sempre minore di circa il 3-6%, è il fenomeno dello scorrimento che consente la produzione della coppia. Dalla formula dello scorrimento posso esprimere la velocità di rotazione effettiva del rotore (n_r):

dove:
s è  detto scorrimento, a significare che il rotore scorre, cioè perde giri rispetto allo statore;
n_s è la velocità in numero di giri al minuto del campo magnetico di statore;
n_r è la velovità del rotore.

Ovviamente la presenza di un carico può ridurre ulteriormente la velocità.

Rendimento

Il rendimento h del motore asincrono trifase lo possiamo calcolare con la solita formula:

dove  h è il rendimento, P_r è la potenza meccanica utilizzata sul rotore, P_a è la potenza elettrica assorbita sullo statore.

La potenza sullo statore è di tipo elettrico e la si può misurare con dei wattmetri; essendo la potenza sul rotore di tipo meccanico la possiamo trasformare in potenza di tipo elettrico se ci calcoliamo le perdite, cioè la potenza perduta P_p.

Le perdite si potenza sono dovute sia al riscaldamento degli avvolgimenti di statore e di rotore, per effetto Joule, sia alle perdite nel ferro dovute ai flussi magnetici dispersi nello statore e nel rotore, e sia alle perdite dovute agli attriti meccanici e alle ventole di raffreddamento. Se indichiamo con P_p la somma di tutte le perdite, allora la potenza resa sul rotore sarà:

P_r = P_a - P_p

cioè sarà la differenza tra la potenza assorbita sullo statore P_a meno la potenza perduta P_p.

>Di conseguenza il rendimento diventa:

Il rendimento è basso per i piccoli motori, intorno al 77%, mentre è elevato per i grandi motori e raggiunge il 94%.

Questi motori sono largamente utilizzati nell'industria a causa della elevatissima affidabilità dovuta all'assenza di spazzole. Gli avvolgimenti statorici sono in genere inglobati in resine che garantiscono un'ottima protezione dall'acqua e dagli agenti atmosferici. Questi motori sono frequentemente alimentati per mezzo di inverter elettronici che possono variarne la velocità variando in modo coordinato la frequenza e la tensione di alimentazione. L'uso di inverter permette di azionare il motore anche a partire da una corrente continua, come avviene nella trazione ferroviaria.

Gli avvolgimenti statorici trifase possono essere collegati a stella oppure a triangolo, permettendo di alimentare lo stesso motore con tensioni trifase di 400 e 230 Volt. In alcuni grossi motori si preferisce avviare a stella e poi commutare a triangolo, al fine di limitare le correnti di spunto, quando non sono utilizzati gli inverter.