同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生主磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。
（1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转子磁场在气隙空间分布的波形，制造时使转子磁极的磁场在气隙空间尽可能按正弦波分布，三相绕组的y形连接和采用短距、分布绕组，便得到正弦波形的感应电动势；
（2）大小：由于定子三相绕组对称，它们切割同一个转子磁场，三相感应电动势也对称，大小均为。
（3）相位差和相序：由于定子绕组在空间位置上互差1200电角度，转子旋转磁场切割定子三相绕组在时间上有先后顺序，定子的三相感应电动势在时间相位上就互差1200电角度，如果将先切割的一相定义为a相，则后切割的那两相就为b相和c相，因此三相电动势的相序与转子转向一致，其由转子转向决定；
（4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经历一个周期的变化，若电机有p对磁极，转子以每分钟n转旋转，则每分钟内电动势变化pn个周期，即频率为：，也就是当电机的磁极对数p一定时，频率f和转速n有严格不变的关系。