同步發(fā)電機正常運行時，定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極之間可看成有彈性的磁力線聯(lián)系。當(dāng)負(fù)載增加時，功角將增大，就是磁力線被拉長；當(dāng)負(fù)載減小時，功角將減小，就是磁力線被縮短。當(dāng)負(fù)載遭遇變化時，由于轉(zhuǎn)子有慣性，轉(zhuǎn)子功角不會立刻穩(wěn)定在新數(shù)值上，會在新的穩(wěn)定值左右要經(jīng)過很多次擺動，這樣的情況就叫同步發(fā)電機的振蕩。
振蕩有兩種類型：一種是振蕩幅度越來越小，功角的擺動逐漸衰減，最后穩(wěn)定在某一新的功角下，仍以同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行，稱為同步振蕩；另一種是振蕩的幅度越來越大，功角不斷增大，直至脫出穩(wěn)定范圍，使發(fā)電機失步，發(fā)電機進入異步運行，稱為非同步振蕩。
發(fā)電機振蕩或失步時的現(xiàn)象
a）定子電流表指示超出正常值，且往復(fù)劇烈運動。這是因為各并列電勢間夾角發(fā)生了變化，出現(xiàn)了電動勢差，使發(fā)電機之間流過環(huán)流。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擺動，使電動勢間的夾角時大時小，力矩和功率也時大時小，因而造成環(huán)流也時大時小，故定子電流的指針就來回擺動。這個環(huán)流加上原有的負(fù)荷電流，其值可能超過正常值。
b）定子電壓表和其他母線電壓表指針指示低于正常值，且往復(fù)擺動。這是因為失步發(fā)電機與其他發(fā)電機電勢間夾角在變化，引起電壓擺動。因為電流比正常時大，壓降也大，引起電壓偏低。
c）有功負(fù)荷與無功負(fù)荷大幅度劇烈擺動。因為發(fā)電機在未失步時的振蕩過程中送出的功率時大時小，以及失步時有時送出有功，有時吸收有功的緣故。
