三相同步发电机由原动机拖动直流励磁的同步发电机转子，以转速n(rpm)旋转，根据电磁应原理，三相定子绕阻便感应交流电势。定子绕阻若接入用电负载，电机就有交流电能输出。若认为磁路不饱和，则电枢磁势与磁极磁势各自产生相应的磁通，并在定子绕阻 内感因电势。对于 极电机，电枢磁势所感应的电势可以表示为Ea=-jIaXa. Xa被称为电枢反应电抗。 Xa+Xσ=Xs隐极同步发电机的同步电抗。对于凸极电机，因直轴.交轴处磁阻不同，可将电枢磁势分解成Fad和Faq分别研究。它们所感应的电势分别写成Ead=-jIdXad和Eaq=-jIqXaq，式中Xad.Xaq分别是直轴及交轴电枢反应电抗。Xad+Xσ=Xd.Xaq+Xσ=Xq,Xd和Xq分别为直轴同步电抗和交交轴同步电抗。Xσ为漏磁通引起的电抗 。同步电抗是决定同步电机性能的一个重要参数，通个开路实验和稳态实验就可求取。
同步发电机的空载特性是一个很重要的特性，它直接影响着电机的其它特性，通个开路实验还可以发现励磁系统的故障。态短路特性和零功率因数特性也都属于同步电机的重要特性，和空载特性配合，可以求出同步发电机的态参数及确定出补偿电枢的励磁电流。
同步发电机的外特性曲线用来求取电机运行时的重要指标之一及电压调整率。
同步发电机的调整特性可使运行人员知道在功率因数一定时，不改变端电压值.负载电流到多小而不使励磁电流超过规定值。
国家标准"GB1029" 对三相同步电机的实验方法作了具体规定，适用于普通三相同步发电机的型式实验或检查实验。通过实验可以确定该电机各性 能指标。各种电机的效率和电压调整率均在部颁标准的相应技术条件中有具体规定，将实验结果与标准规定数据比较即可确定某同步发电机的质量和性能了。
若求取额定励磁电流和电压变化率，一般用做图法，跟国家标准GB1029介绍，其具体步骤如下：
（1） 如图1上绘制开路特性曲线，并沿纵轴额定相电压相量UN.
（2）自原点O作额定电枢电流相量IN，与纵轴成ΦN角（cosΦN 为额定功率因数）。
（3）从相量UN终端作出电枢绕组电阻压降INRa平行与相量 ，IN,Ra为基准工作温度时的绕组电阻（对大型电机的Ra可忽略不计，对小型电机可进可行实际测量），从INRa终端作一垂直于相量IN的保梯电抗压降相
量INXp（Xp的保梯电抗压降相量INXp（Xp的求法见下（5），UN和INRa及
和INRa及INXp的相量和为相量Ep,Ep和UN的夹角δ。
（4）由开路特性确定的对应于Ep的励磁电流为Ifp在相量终端上与纵
与纵轴成δ+ΦN角做相量Ifa
（5）额定电枢电流时电枢反应的励磁电流Ifa和保梯电抗Xp的确定：
如右下图上的开路特性曲线，并在图上作F点，F点的纵坐标为额定电压，横坐标为零功率因数特性上对应于于额定电枢电压.额定电枢电流的励磁电流通过通过F点作平行于横轴的直线CF，取CF的长度等于三相稳态短特性曲线上对应于额定枢电流的励磁电流Ifk，自点C作直线平行于开路特性的直线部分于开路特性交于H，自CF作的垂线HK交CF于K，线段
HK的长度即为额定电枢电流时在保梯电流电抗Xp上的压降△Up，则保梯
电抗Xp，可按下式计算。
Xp＝△Up／IN
若用标么值绘制开路特性曲线时,则,即可直接得出.线段的长度代表对应于时的励磁电流.
　(6)与的向量和即为额定励磁电流。
（7）由开路特性曲线求出对应与开路电压。电压变化率按下式机算
△U=（U0-UN)/UN*100
注：实验室里为教学实验用的同步电机通常是小型的。