Синхронними машинами називаються електричні машини змінного струму, у яких магнітне поле, створене обмоткою змінного струму, обертається в просторі з тією ж частотою, що і ротор, тобто синхронно з ротором.
В наш час більшість електричної енергії змінного струму виробляється з допомогою синхронних генераторів. Генератори, що приводяться в обертання гідротурбінами, називаються гідрогенераторами. На теплових станціях з допомогою парових турбін приводять в обертання турбогенератори. На промислових установках можна зустріти синхронні генератори, які приводяться в обертання двигунами внутрішнього згорання. В усіх перерахованих випадках механічна енергія турбін або двигунів перетворюється в електричну енергію змінного струму.
Частота f1 енергії змінного струму, що виробляється синхронними генераторами, залежить від частоти обертання ротора n1 і кількості пар полюсів р:
Але в сучасній техніці синхронні машини використовують не тільки в якості генераторів. В силовому електроприводі, в пристроях автоматики, в пристроях звукозапису використовують велику кількість синхронних машин, які працюють в режимі двигуна, — синхронних двигунів. Головна особливість синхронного двигуна — при постійній частоті струму живлячої мережі його ротор обертається з чітко постійною (синхронною) частотою обертання.
Рис. 1.4 Зовнішні характеристики
Зовнішні характеристики можуть зніматися за незмінного струму збудження (за холостого ходу Е0=Uном) або за номінального струму збудження, коли номінальному навантаженню відповідає номінальна напруга.
Основними джерелами реактивної потужності в системі є синхронні генератори (СГ) електростанцій.У номінальному режимі генератор, працюючи з номінальним коефіцієнтом потужності 
, виробляє номінальні активному реактивну потужності.
, виробляє номінальні активному реактивну потужності.
Регулювання реактивної потужності СГ здійснюють шляхом зміни струму збудження. Зменшуючи струм збудження, можна зменшити реактивну потужність генератора і, навпаки, - при збільшенні струму збудження потужність СГ збільшується. Для того, щоб збільшити реактивну потужність, яку виробляє генератор, потрібно зменшити активну потужність навантаження. Таке збільшення реактивної потужності обмежується номінальними значеннями струмів статора і ротора СГ.
Синхронним компенсатором називається синхронний двигун полегшеної конструкції, призначений для роботи на холостому ходу.
Синхронні двигуни завдяки збудженню постійним струмом можуть працювати з
cos = 1 і не споживають при цьому реактивної потужності з мережі, а при роботі, з перезбудженням, віддають реактивну потужність в мережу. В результаті покращується коефіцієнт потужності мережі і зменшуються падіння напруги і втрати в ній, а також підвищується коефіцієнт потужності генераторів, що працюють на електростанціях.
Синхронні компенсатори призначені для компенсації коефіцієнта потужності мережі і підтримки нормального рівня напруги мережі в районах зосередження споживчих навантажень . Нормальним є перезбуджений режим роботи синхронного компенсатора , коли він віддає в мережу реактивну потужність.
У зв’язку з цим компенсатори, як і працюючі для цих же цілей батареї конденсаторів, що встановлюються на споживчих підстанціях , називають також генераторами реактивної потужності. Проте в періоди спаду споживчих навантажень (наприклад , вночі) нерідко виникає необхідність роботи синхронних компенсаторів також в недозбудженому режимі , коли вони споживають з мережі індуктивний струм і реактивну потужність, оскільки в цих випадках напруга мережі прагне зрости і для її підтримки на нормальному рівні необхідно завантажити мережу індуктивними струмами, що викликають в ній додаткові падіння напруги.
Для цього кожен синхронний компенсатор забезпечується автоматичним регулятором збудження або напруги, який регулює величину його струму збудження так, що напруга на затискачах компенсатора залишається постійною.
Синхронні компенсатори позбавлені приводних двигунів і з точки зору режиму своєї роботи в сутності є синхронними двигунами, що працюють на холостому ходу.
Для здійснення асинхронного пуску всі синхронні компенсатори забезпечуються пусковими обмотками в полюсних наконечниках або їх полюси робляться масивними. При цьому використовується спосіб прямого, а в окремих випадках – спосіб реакторного пуску.
Так як синхронні компенсатори не розвивають активної потужності, то питання статичної стійкості роботи для них втрачає гостроту. Тому вони виготовляються з меншим повітряним зазором, ніж генератори і двигуни, Зменшення зазору дозволяє полегшити обмотку збудження і здешевити машину. Номінальна повна потужність синхронного компенсатора відповідає його роботі в режимі перезбудження.
У ряді випадків у маловодні періоди для роботи в режимі компенсаторів використовуються також генератори гідроелектростанцій.
