一般来说，发电机组由发动机（提供动能）、发电机（产生电流）、控制系统组成，上式说明，在发电机空载电势Eq恒定的情况下，发电机端电压Uf会随负荷电流If的加大而降低，为保证发电机端电压Uf恒定，必须随着发电机负荷电流If的增加（或减小），增加（或减小）发电机的空载电势Eq，而Eq又是发电机励磁电流Ifq的函数（若不考虑饱和，Eq和Ifq成正比），故在发电机运行中，随着发电机负荷电流的变化，必须调节励磁电流来使发电机端电压恒定。 风力发电机依靠风力带动发电机转动，产生电流；水力发电机利用水流的落差，产生动力带动发电机发电，燃油发电机依靠柴油或汽油燃烧产生动力带动发电机组，此时由于作用在发电机转轴上力矩的增大，就会使发电机转子加速，于是发电机主磁极的位置将逐步超前，随着主极的超前，发电机激磁电势将超前于端电压（电网电压Ù），相应的，功率角及电磁功率将逐步增大，这样输入功率和输出功率之间将逐步恢复平衡，保持在新的工作点同步运行。
同步发电机电压调节，下面以发电机的简化相量图来分析一下其具体原理，永磁发电机，除了上面说到的励磁发电机，发电机组中还有一类永磁发电机，它与励磁发电机的区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的，永磁体在电机中既是磁源，又是磁路的组成部分，如果要向电网发出有功功率，就必须增加发电机的输入功率，即加大火力发电厂中汽轮机汽门的开度，或水力发电厂中水轮机水门的开度或者风力发电厂的风速等，增大原动机的出力，增加原动机的力矩。有功和无功的控制，为了保证发电机的频率和电压的稳定，必须及时调节发电机的输入功率和励磁电流，那么问题是具体该如何调节呢？，有功功率的调节——即原动机输入功率的调节，同步发电机与无穷大电网并联时，当发电机刚投入电网还没有向电网送出有功负荷时，假设我们忽略发电机的空载损失，则此时发电机处于“空接”在电网上的状态，当然也不应无根据的限制有功功率增长的速度，这将延误供电时间，特别是在事故情况下，尤为重要。
在实际的调控过程中，有功功率的调节需要注意几个问题：增加有功功率的速度应遵照有关规程的规定，或制造厂家的要求，有功功率增加的速度不宜太快，否则将对发电机的结构产生不利的影响，有功功率的调节还要特别注意原动机输入功率的配合问题，特别是火力发电厂或热电站等，要充分注意锅炉的供汽能力和热负荷的调整，使其协调，有时候会因发电机有功功率增长过快，锅炉供汽能力一时跟不上，压力急速下降，造成被迫停机事故。无功功率的调节——即发电机励磁的调节，同步发电机的励磁有三种状态，分别是：，（1）正常励磁：即发电机的全部输出功率均为有功功率，即cosφ=1，此时发电机的激磁电势为E，（2）过励：增加发电机的励磁，使其超过“正常励磁”称为过励，欠励：减少发电机的励磁，使其小于“正常励磁”称为欠励，（3）调节励磁时应注意，不要使其超过励磁电源或发电机励磁绕组的允许值，以免出现励磁机与发电机励磁绕组过热现象。