发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机（水力）和汽轮发电机（蒸汽）。本文所涉及的内容均是指同步发电机限于立式水轮发电机。

        发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场，这个磁场由两个磁场合成：转子磁场和定子磁场。所谓“同步”发电机，就是指发电机转子磁场的转速原动机产生与定子磁场的转速电力系统频率决定相等。

        转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组磁极产生，转子磁场的转速也就是转子的转速，也即整个机组的转速。转子由原动机驱动，转速由机组调速器进行调节，这个转速在发电机的铭牌上都有明确标示。定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组按 120°对称布置产生，其转速由式确定式中：p 为转子磁极对数；f 为电力系统频率；n 为机组转速。从式中可见，对某一具体的发电机，其磁极对数是固定不变的， 即 而我国电力系统的频率也是固定的， 50Hz也称工频，可见每一具体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后就是“定值”。

       当然，电力系统的频率并不能真正稳定在 50Hz 的理论值，而是允许在这个值的上下有微小的波动，也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的。转子磁场为了与定子磁场同步也要适应这个变化，也即机组的转速作动态的调整。如果转速不能与定子磁场保持一致，则我们说该发电机“失步”了。