三相同步發(fā)電機由原動(dòng)機拖動(dòng)直流勵磁的同步發(fā)電機轉子，以轉速n(rpm)旋轉，根據電磁應原理，三相定子繞阻便感應交流電勢。定子繞阻若接入用電負載，電機就有交流電能輸出。若認為磁路不飽和，則電樞磁勢與磁極磁勢各自產(chǎn)生相應的磁通，并在定子繞阻 內感因電勢。對于 極電機，電樞磁勢所感應的電勢可以表示為Ea=-jIaXa. Xa被稱(chēng)為電樞反應電抗。 Xa+Xσ=Xs隱極同步發(fā)電機的同步電抗。對于凸極電機，因直軸.交軸處磁阻不同，可將電樞磁勢分解成Fad和Faq分別研究。它們所感應的電勢分別寫(xiě)成Ead=-jIdXad和Eaq=-jIqXaq，式中Xad.Xaq分別是直軸及交軸電樞反應電抗。Xad+Xσ=Xd.Xaq+Xσ=Xq,Xd和Xq分別為直軸同步電抗和交交軸同步電抗。Xσ為漏磁通引起的電抗 。同步電抗是決定同步電機性能的一個(gè)重要參數，通個(gè)開(kāi)路實(shí)驗和穩態(tài)實(shí)驗就可求取。
同步發(fā)電機的空載特性是一個(gè)很重要的特性，它直接影響著(zhù)電機的其它特性，通個(gè)開(kāi)路實(shí)驗還可以發(fā)現勵磁系統的故障。態(tài)短路特性和零功率因數特性也都屬于同步電機的重要特性，和空載特性配合，可以求出同步發(fā)電機的態(tài)參數及確定出補償電樞的勵磁電流。
  同步發(fā)電機的外特性曲線(xiàn)用來(lái)求取電機運行時(shí)的重要指標之一及電壓調整率。
  同步發(fā)電機的調整特性可使運行人員知道在功率因數一定時(shí)，不改變端電壓值.負載電流到多小而不使勵磁電流超過(guò)規定值。
  國家標準"GB1029" 對三相同步電機的實(shí)驗方法作了具體規定，適用于普通三相同步發(fā)電機的型式實(shí)驗或檢查實(shí)驗。通過(guò)實(shí)驗可以確定該電機各性 能指標。各種電機的效率和電壓調整率均在部頒標準的相應技術(shù)條件中有具體規定，將實(shí)驗結果與標準規定數據比較即可確定某同步發(fā)電機的質(zhì)量和性能了。
  若求取額定勵磁電流和電壓變化率，一般用做圖法，跟國家標準GB1029介紹，其具體步驟如下：
 （1） 如圖1上繪制開(kāi)路特性曲線(xiàn)，并沿縱軸額定相電壓相量UN.
 （2）自原點(diǎn)O作額定電樞電流相量IN，與縱軸成ΦN角（cosΦN 為額定功率因數）。
 （3）從相量UN終端作出電樞繞組電阻壓降INRa平行與相量 ，IN,Ra為基準工作溫度時(shí)的繞組電阻（對大型電機的Ra可忽略不計，對小型電機可進(jìn)可行實(shí)際測量），從INRa終端作一垂直于相量IN的保梯電抗壓降相
量INXp（Xp的保梯電抗壓降相量INXp（Xp的求法見(jiàn)下（5），UN和INRa及
和INRa及INXp的相量和為相量Ep,Ep和UN的夾角δ。
 （4）由開(kāi)路特性確定的對應于Ep的勵磁電流為Ifp在相量終端上與縱
與縱軸成δ+ΦN角做相量Ifa
 （5）額定電樞電流時(shí)電樞反應的勵磁電流Ifa和保梯電抗Xp的確定：
如右下圖上的開(kāi)路特性曲線(xiàn)，并在圖上作F點(diǎn)，F點(diǎn)的縱坐標為額定電壓，橫坐標為零功率因數特性上對應于于額定電樞電壓.額定電樞電流的勵磁電流通過(guò)通過(guò)F點(diǎn)作平行于橫軸的直線(xiàn)CF，取CF的長(cháng)度等于三相穩態(tài)短特性曲線(xiàn)上對應于額定樞電流的勵磁電流Ifk，自點(diǎn)C作直線(xiàn)平行于開(kāi)路特性的直線(xiàn)部分于開(kāi)路特性交于H，自CF作的垂線(xiàn)HK交CF于K，線(xiàn)段 
HK的長(cháng)度即為額定電樞電流時(shí)在保梯電流電抗Xp上的壓降△Up，則保梯
電抗Xp，可按下式計算。
       Xp＝△Up／IN    
若用標么值繪制開(kāi)路特性曲線(xiàn)時(shí),則,即可直接得出.線(xiàn)段的長(cháng)度代表對應于時(shí)的勵磁電流.
　(6)與的向量和即為額定勵磁電流。
 （7）由開(kāi)路特性曲線(xiàn)求出對應與開(kāi)路電壓。電壓變化率按下式機算
△U=（U0-UN)/UN*100
 注：實(shí)驗室里為教學(xué)實(shí)驗用的同步電機通常是小型的。