三相同步發電機由原動機拖動直流勵磁的同步發電機轉子，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被稱為電樞反應電抗。 Xa+Xσ=Xs隱極同步發電機的同步電抗。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重要參數，通個開路實驗和穩態實驗就可求取。
同步發電機的空載特性是一個很重要的特性，它直接影響著電機的其它特性，通個開路實驗還可以發現勵磁系統的故障。態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，可以求出同步發電機的態參數及確定出補償電樞的勵磁電流。
  同步發電機的外特性曲線用來求取電機運行時的重要指標之一及電壓調整率。
  同步發電機的調整特性可使運行人員知道在功率因數一定時，不改變端電壓值.負載電流到多小而不使勵磁電流超過規定值。
  國家標準"GB1029" 對三相同步電機的實驗方法作了具體規定，適用于普通三相同步發電機的型式實驗或檢查實驗。通過實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條件中有具體規定，將實驗結果與標準規定數據比較即可確定某同步發電機的質量和性能了。
  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上繪制開路特性曲線，并沿縱軸額定相電壓相量UN.
 （2）自原點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為基準工作溫度時的繞組電阻（對大型電機的Ra可忽略不計，對小型電機可進可行實際測量），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，F點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通過F點作平行于橫軸的直線CF，取CF的長度等于三相穩態短特性曲線上對應于額定樞電流的勵磁電流Ifk，自點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，可按下式計算。
       Xp＝△Up／IN    
若用標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與開路電壓。電壓變化率按下式機算
△U=（U0-UN)/UN*100
 注：實驗室里為教學實驗用的同步電機通常是小型的。