三相同步發(fā)電機(jī)由原動機(jī)拖動直流勵磁的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，以轉(zhuǎn)速n(rpm)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)電磁應(yīng)原理，三相定子繞阻便感應(yīng)交流電勢。定子繞阻若接入用電負(fù)載，電機(jī)就有交流電能輸出。若認(rèn)為磁路不飽和，則電樞磁勢與磁極磁勢各自產(chǎn)生相應(yīng)的磁通，并在定子繞阻 內(nèi)感因電勢。對于 極電機(jī)，電樞磁勢所感應(yīng)的電勢可以表示為Ea=-jIaXa. Xa被稱為電樞反應(yīng)電抗。 Xa+Xσ=Xs隱極同步發(fā)電機(jī)的同步電抗。對于凸極電機(jī)，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(yīng)的電勢分別寫成Ead=-jIdXad和Eaq=-jIqXaq，式中Xad.Xaq分別是直軸及交軸電樞反應(yīng)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(jī)性能的一個重要參數(shù)，通個開路實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)就可求取。
同步發(fā)電機(jī)的空載特性是一個很重要的特性，它直接影響著電機(jī)的其它特性，通個開路實(shí)驗(yàn)還可以發(fā)現(xiàn)勵磁系統(tǒng)的故障。態(tài)短路特性和零功率因數(shù)特性也都屬于同步電機(jī)的重要特性，和空載特性配合，可以求出同步發(fā)電機(jī)的態(tài)參數(shù)及確定出補(bǔ)償電樞的勵磁電流。
  同步發(fā)電機(jī)的外特性曲線用來求取電機(jī)運(yùn)行時的重要指標(biāo)之一及電壓調(diào)整率。
  同步發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性可使運(yùn)行人員知道在功率因數(shù)一定時，不改變端電壓值.負(fù)載電流到多小而不使勵磁電流超過規(guī)定值。
  國家標(biāo)準(zhǔn)"GB1029" 對三相同步電機(jī)的實(shí)驗(yàn)方法作了具體規(guī)定，適用于普通三相同步發(fā)電機(jī)的型式實(shí)驗(yàn)或檢查實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)可以確定該電機(jī)各性 能指標(biāo)。各種電機(jī)的效率和電壓調(diào)整率均在部頒標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)技術(shù)條件中有具體規(guī)定，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)據(jù)比較即可確定某同步發(fā)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)GB1029介紹，其具體步驟如下：
 （1） 如圖1上繪制開路特性曲線，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(shù)）。
 （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(zhǔn)工作溫度時的繞組電阻（對大型電機(jī)的Ra可忽略不計(jì)，對小型電機(jī)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）由開路特性確定的對應(yīng)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）額定電樞電流時電樞反應(yīng)的勵磁電流Ifa和保梯電抗Xp的確定：
如右下圖上的開路特性曲線，并在圖上作F點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)的縱坐標(biāo)為額定電壓，橫坐標(biāo)為零功率因數(shù)特性上對應(yīng)于于額定電樞電壓.額定電樞電流的勵磁電流通過通過F點(diǎn)作平行于橫軸的直線CF，取CF的長度等于三相穩(wěn)態(tài)短特性曲線上對應(yīng)于額定樞電流的勵磁電流Ifk，自點(diǎn)C作直線平行于開路特性的直線部分于開路特性交于H，自CF作的垂線HK交CF于K，線段 
HK的長度即為額定電樞電流時在保梯電流電抗Xp上的壓降△Up，則保梯
電抗Xp，可按下式計(jì)算。
       Xp＝△Up／IN    
若用標(biāo)么值繪制開路特性曲線時,則,即可直接得出.線段的長度代表對應(yīng)于時的勵磁電流.
　(6)與的向量和即為額定勵磁電流。
 （7）由開路特性曲線求出對應(yīng)與開路電壓。電壓變化率按下式機(jī)算
△U=（U0-UN)/UN*100
 注：實(shí)驗(yàn)室里為教學(xué)實(shí)驗(yàn)用的同步電機(jī)通常是小型的。