一般來說，發電機組由發動機（提供動能）、發電機（產生電流）、控制系統組成，上式說明，在發電機空載電勢Eq恒定的情況下，發電機端電壓Uf會隨負荷電流If的加大而降低，為保證發電機端電壓Uf恒定，必須隨著發電機負荷電流If的增加（或減小），增加（或減小）發電機的空載電勢Eq，而Eq又是發電機勵磁電流Ifq的函數（若不考慮飽和，Eq和Ifq成正比），故在發電機運行中，隨著發電機負荷電流的變化，必須調節勵磁電流來使發電機端電壓恒定。 風力發電機依靠風力帶動發電機轉動，產生電流；水力發電機利用水流的落差，產生動力帶動發電機發電，燃油發電機依靠柴油或汽油燃燒產生動力帶動發電機組，此時由于作用在發電機轉軸上力矩的增大，就會使發電機轉子加速，于是發電機主磁極的位置將逐步超前，隨著主極的超前，發電機激磁電勢將超前于端電壓（電網電壓ù），相應的，功率角及電磁功率將逐步增大，這樣輸入功率和輸出功率之間將逐步恢復平衡，保持在新的工作點同步運行。

同步發電機電壓調節，下面以發電機的簡化相量圖來分析一下其具體原理，永磁發電機，除了上面說到的勵磁發電機，發電機組中還有一類永磁發電機，它與勵磁發電機的區別在于它的勵磁磁場是由永磁體產生的，永磁體在電機中既是磁源，又是磁路的組成部分，如果要向電網發出有功功率，就必須增加發電機的輸入功率，即加大火力發電廠中汽輪機汽門的開度，或水力發電廠中水輪機水門的開度或者風力發電廠的風速等，增大原動機的出力，增加原動機的力矩。有功和無功的控制，為了保證發電機的頻率和電壓的穩定，必須及時調節發電機的輸入功率和勵磁電流，那么問題是具體該如何調節呢？，有功功率的調節——即原動機輸入功率的調節，同步發電機與無窮大電網并聯時，當發電機剛投入電網還沒有向電網送出有功負荷時，假設我們忽略發電機的空載損失，則此時發電機處于“空接”在電網上的狀態，當然也不應無根據的限制有功功率增長的速度，這將延誤供電時間，特別是在事故情況下，尤為重要。

在實際的調控過程中，有功功率的調節需要注意幾個問題：增加有功功率的速度應遵照有關規程的規定，或制造廠家的要求，有功功率增加的速度不宜太快，否則將對發電機的結構產生不利的影響，有功功率的調節還要特別注意原動機輸入功率的配合問題，特別是火力發電廠或熱電站等，要充分注意鍋爐的供汽能力和熱負荷的調整，使其協調，有時候會因發電機有功功率增長過快，鍋爐供汽能力一時跟不上，壓力急速下降，造成被迫停機事故。無功功率的調節——即發電機勵磁的調節，同步發電機的勵磁有三種狀態，分別是：，（1）正常勵磁：即發電機的全部輸出功率均為有功功率，即cosφ=1，此時發電機的激磁電勢為E，（2）過勵：增加發電機的勵磁，使其超過“正常勵磁”稱為過勵，欠勵：減少發電機的勵磁，使其小于“正常勵磁”稱為欠勵，（3）調節勵磁時應注意，不要使其超過勵磁電源或發電機勵磁繞組的允許值，以免出現勵磁機與發電機勵磁繞組過熱現象。