一、 電樞電勢
同步發電機的機電能量轉換是在電磁運動過程中實現的，所以同步發電機和其他電機一樣，在結構上由固定的和轉動的兩部分組成。固定部分稱為定子，即電樞；轉動部分稱為轉子。定子和轉子之間有氣隙。定子鐵芯內壁的槽內裝有三相對稱繞組 A-X、B-Y、C-Z，稱為電樞繞組，三相繞組的軸線在空間互隔 120°電角度。轉子上裝有勵磁繞組。當轉子在原動機的拖動下轉動時，電樞繞組與磁場相互作用，在電樞繞組中感生電勢，並通過負載電流實現機電能量轉換。當轉子由原動機拖著以轉速 n 等速旋轉時，定子三相繞組依次切割主磁極的磁通，從而在三相繞組中感生三相繞組電勢 EA、EB、EC，它們之間在時間上互隔 120°電角，它們的頻率與轉速 n 和極對數 p有關，即
f= pn / 60(Hz)
二、 電樞磁勢及電樞反應
1 電樞磁勢:大家知道，當電流流過繞組時，將產生磁勢，形成磁場。單相繞組中通過單相交流電時產生的單相磁勢是脈動磁勢。所謂脈動磁勢就是空間位置固定，而振幅的大小和正負隨時間而變的磁勢。脈動磁勢建立的磁場稱為脈動磁場。脈動磁勢的脈動頻率等於電流的頻率。同步電機、異步電機的定子繞組都是三相對稱繞組，它們通過三相對稱交流電後，將產生三相合成磁勢。三相合成磁勢是旋轉磁勢，它具有以下特點：
1)幅值的大小不變，位置隨時間沿氣隙旋轉，當某相電流達到最大值時，合成磁勢的軸線正好轉到該相繞組的軸線上，且其方向與該相脈動磁勢的方向相同。
2)旋轉方向與電流相序有關，是從載有超前電流的相轉向載有滯後電流的相。
3)旋轉速度，n1 =60f/P，n1 稱為同步轉速（簡稱同步速）。
2 電樞反應:同步電機在空載時，氣隙裡僅存在轉子磁場（主磁場）。當定子繞組流過對稱的三相電流時，所建立的電樞磁勢將產生電樞磁場。故負載時氣隙裡的磁場是由轉子的勵磁磁勢和電樞磁勢共同作而產生的。也就是說，電樞磁勢必然對主磁場有影響。這種對稱負載，電樞磁勢的基波對主磁場基波的影響，稱為電樞反應。電樞反應除可使氣隙磁場發生變化，對電機的參數、運行性能產生影響外，還直接關係到能量的轉換問題。一般情況下，同步發電機既帶有功負載，又帶無功負載。有功負載電流產生力矩，故會影響電機的轉速，也就是影響電勢的頻率。無功電流不產生力矩，但會影響發電機的端電壓。所以，為了保持發電機的頻率和電壓在允許範圍內運行，就必須隨著負載的變化而相應地調節原動機的輸入功率和同步發電機的勵磁電流。