同步發電機的三相繞組通常接成星形，當它加上三相對稱負載時，在三相對稱感應電動勢的作用下，發電機便可向負載輸出電能。與此同時，二相繞組中的電流和磁場相互作用，會產生與原動機拖動轉矩相反的電磁轉矩，克服原動機的機械能，將機械能轉換成電能，形成機電能量轉換。這就是同步發電機的基本工作原理。