由式Ug=E0-jİgXd可知，当负载 Ig变化时，要想保持发电机端电压一定，唯有随之相应改变发电机的电势E0。发电机的电势由下式确定：

E0=4.44WfФm                                      (1-1)

式中，4.44为比例常数；

W为发电机绕组匝数；

f为发电机频率；

Φm为发电机磁通。

由式（1-1）可见，当W、f为常数时，E0与Φm成正比，即E0∝Φm，要改变 E0，只有改变Φm。而Φm系由励磁电流IL产生，在磁路未饱和时磁通与励磁电流成正比，即Φm∝IL。由上述关系可以看到：E0与励磁电流IL存在对应关系，改变励磁电流IL的大小可以改变发电机空载电势E0。当Ig变动时，要保持Ug恒定，必须相应调整发电机的励磁电流。即要使IL随Ig幅值的大小和功率因数cosφ的变化而改变，以补偿电枢反应去磁作用的影响。

式（(1-2)中 Ug=E0－Ig·QXd，若E0不变，即IL不变，当 IgQ变化时，由于电枢反应的作用，因此Ug必随之变化，由式（1-2）可作出以 Ug=f(IgQ)表示的同步发电机的外特性曲线，如图1所示。式（1-2）说明图1的外特性必然是下倾的，即IL一定时，发电机端电压随无功电流的增大而下降。由图1可见，当无功电流由 IgQ1增大到IgQ2时，则发电机端电压Ug由额定值 UN下降到U2。而要保持发电机端电压为额定值，就必须将特性向上平移，即增大励磁电流IL，以提高E0；反之亦然。由此可见，引起同步发电机端电压 Ug变化的主要原因是无功电流 IgQ的变化，而要保持发电机端电压Ug不变，就要随之相应地调整发电机的励磁电流 ，即使之符合图2所示的发电机构调整特性IL=f(Ig)。由此也可看出，以调整励磁电流来对同步发电机电压进行调整，也就是对发电机无功功率的调整，使无功功率保持平衡。所以，同步发电机的励磁电流乃是电力系统无功功率的来源。

图1 同步发电机的外特性                              图2发电机的调整特性

在实际运行中Ig或cosφ是经常在变动的，导致使Ug也经常变动。要维持 Ug恒定，必须随之经常调整IL这一任务由人工调节是不可能完成的，必须采用自动电压调整方式。所谓自动调压，实质上就是自动调整励磁电流IL，因此任何类型的自动电压调整器的基本作用，归根到底都是自动调整励磁电流。所以，同步发电机的自动电压调整器又称为自动调节励磁装置。