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由该相量图可推导出同步发电机的功率特性方程。Ed纵轴同步电势，也叫空载电势，是仅由励磁绕组的励磁磁势在定子中所感应的电势。如果不计及饱和，它是和励磁电流成正比的；uf电机的端电压；us无限大系统母线电压；I定子电流，它分解为纵轴电流Id及横轴电流Iq；Xd纵轴同步电抗；Xq横轴同步电抗；发电机的内功率因数角；wf发电机的功率因数角；ws无限大系统端的功率因数角；df功率角，df有双重的物理意义，一个意义是电势Ed和端电压uf间的相角差，另一个意义是产生电势Ed的转子主磁通0和产生端电压uf的合成磁通之间的相角差（为0与k的相量和，而k为定子电枢反应磁通加漏磁通）；
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短路比主要根据电厂输电距离、负荷变化情况等因数提出，一般水轮发电机的K，取0.9~1.3。结构上，短路比近似的等于可见，要使Kc增大，须减小A，即增大机组尺寸；或加大气隙，须增加转子绕组安匝数。发电机突然短路时，转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变，感应出对电枢反应磁通起去磁作用的电流，将电枢反应磁通挤到励磁绕组和阻尼绕组的漏磁通的路径上，这个路径的磁阻很大即磁导很小，故其相对应的直轴电抗也很小，这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗Xd〃，也即有阻尼绕组的发电机突然短路时，定子电流的周期分量由Xd〃来限制。结构上，Xd〃主要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定。
对于无刷直流电机，调速的时候表面上只控制了输入电压，但电机的自控变频调速系统（无刷直流电机本身自带转子位置检测器等转子位置信号获取装置，使用此装置的转子位置信号来控制变压变频调速装置的换相时刻）自动根据变压控制了频率，用起来和直流（有刷）电机几乎一样，非常方便。
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也就是说，电枢磁通将依次经过空气隙、阻尼绕组旁的漏磁路和激磁绕组旁的漏磁路。这时磁路的磁阻更大了，与之相应的电抗将有更小的数值。称为直轴超瞬态电抗或直轴次暂态电抗。在短路初瞬，定子绕组中的短路电流将为所限制，由于阻尼绕组中的感应电流衰减得较快，故在初几个周波以后，电枢磁通即可穿过阻尼绕组而取得的路线。这时定子电流将为所限制。达到稳态值时，定子电流便为所限制。和的表示式:下面我们来推导和的表示式。当同步发电机装有阻尼绕组时，电枢磁通在短路初瞬所经的路线。设代表空气隙的磁导，代表阻尼绕组旁的漏磁路的磁导，代表激磁绕组旁的漏磁路的磁导，则得该磁路的总磁导为，即有再把电枢漏磁路线的磁导加上，则得电枢磁通所经磁路的总磁导为由于电抗和磁导成正比，故上式可以改写作式中直轴电枢反应电抗；激磁绕组的漏抗；阻尼绕组在直轴的漏抗。由此可得直轴超瞬态电抗的等效电路。
s为转差率为反映发电机功率大小的等效电阻；Xad为定子与转子绕组之间的互感电抗。当发电机失磁后而异步运行时，将对电力系统和发电机产生以下影响:需要从电网中吸收很大的无功功率以建立发电机的磁场。所需无功功率的大小，主要取决于发电机的参数（X1、X2、Xad）以及实际运行时的转差率。例如，汽轮发电机与水轮发电机相比，前者的同步电抗Xd（=X1+Xad）较大，则所需无功功率较小。又当S增大时，减小，I1和I2随之增大，则相应所需的无功功率也要增加。假设失磁前发电机向系统送出无功功率Q1，而在失磁后从系统吸收无功功率Q2，则系统中将出现Q1+Q2的无功功率差额。