同步電動機只有在定子旋轉磁場與轉子勵磁磁場相對靜止時，才能得到平均電磁轉矩。如將靜止的同步電動機勵磁后直接投入電網，這時定子旋轉磁場與轉子磁場間以同步轉速。相對運動，轉子受到交變的脈動轉矩，其平均值為零，電機不能起動。所以必須借助其他方式來起動。
常用的起動方法有下列三種：
（1）輔助電動機起動通常選用和同步電動機極數(shù)相同的感應電動機（容量為主機的5％～15％）作為輔助電動機。先用輔助電動機將主機拖動到接近同步轉速，然后用自整步法將其投入電網，再切斷輔助電動機電源。這種方法只適用于空載起動，而且所需設備多，操作復雜。
（2）變頻起動此法實質上是改變定于旋轉磁場轉速利用同步轉矩來起動。在起動開始時，轉子加上勵磁，走子電源的頻率調得很低，然后逐步增加到額定頻率，使轉子的轉速隨著走子旋轉磁場的轉速而同步上升，直到額定轉速。采用此法須有變頻電源，而且勵磁機與電動機必須是非同軸的，否則在最初轉速很低時無法產生所需的勵磁電壓。
（3）異步起動同步電動機多數(shù)在轉子上裝有類似于感應電動機的籠型起動繞組（即阻尼繞組）。同步電動機異步起動的原理接線圖如圖13－8所示。起動時，先把勵磁繞組接到約為勵磁繞組電阻值10倍的附加電阻，然后用感應電動機起動方法將定于投入電網使之依靠異步轉矩起動，當轉速上升到接近同步轉速時，再加入勵磁電流，依靠同步電磁轉矩將轉子牽入同步。