我們都知道一個物理現象：就是一個線圈在磁場內旋轉，做切割磁力線的運動，在電磁作用下，線圈中會產生感應電流，通俗點說就是產生了電能。發電機就是根據此原理進行設計製造的，不過比較複雜而已，但基本原理是相同的。
發電機的轉子為磁極，轉子內部裝有勵磁繞組，當通上直流電後就會勵磁，產生磁場，通俗的說就變為電磁鐵，一般給轉子供給直流電的設備我們叫勵磁機，就是接在發電機後部的那個，它的作用就是在運行中發出直流電，供給轉子勵磁線圈使用，以便產生磁場。
這種供給直流電的方式在電氣專業叫他勵方式，還有一種自勵方式，就是不要勵磁機（所以有的會員所用的發電機後部並沒有勵磁機），而是使用發電機所發的交流電，經勵磁變（矽整流）後改成直流電，供給轉子線圈使用。
順便說下，我們經常看到的發電機轉子上的碳刷，就是供給轉子直流電的設備，當發電機直流電供給過大時（也就是電氣專業所說的無功較高），此時碳刷就易出現打火現象（這只是打火的原因之一，我只是順便說說，讓大家了解下）。
在發電機定子鐵芯上嵌有三相對稱繞組，就是我們日常所說的定子線圈，發電機工作時，汽輪機帶動發電機轉子（磁極）旋轉，使定子線圈繞組不斷切割轉子磁場而感應出三相交流電動勢，即發出電能了。這個過程其實就是磁場在旋轉而線圈是固定的，但其產生電能的作用和我前面所說的原理是一樣的。
我們國家的交流電的頻率為50HZ,根據這個公式：f=pn/60（f為頻率，p為磁極對數，n為發電機轉速）可知，如想得到想要的頻率，只要根據機組工作轉速設置合適的磁極對數即可。汽輪發電機組的工作轉速為3000r/min，有上述公式可知其對應50Hz的頻率，設置一對磁極對數即可。
另根據上述所說的，大家也可算算核電站機組的工作轉速為：1500r/min，水電站水輪機組的工作轉速為750r/min，要發出的50HZ頻率交流電來，應裝多少磁極對數？發電機當其磁極數固定不變時，其頻率f和轉速n成正比關係，這是同步發電機的最大特點，也是同步發電機的調頻原理。
發電機孤網運行時，調節其轉速可以改變其頻率，一旦與電網併網後，由於並上電網的機組頻率都是保持在50Hz運行，所以發電機也就保持其額定轉速運行，並且機組的轉速根據電網頻率的波動而變化。
因此作為發電機原動機汽輪機，進汽量的改變，只是將能量用在克服發電機的電磁力矩，故只會改變發電機輸出功率，將機械能轉化為電能，而不會提高轉速。
這裡再說下，當增加汽輪機的進汽後，發電負荷增加，電氣專業也會相應的增加勵磁電流，用他們的專業術語叫加無功，而汽機所看到的負荷在電氣專業叫有功。