同步發電機正常運行時，定子磁極和轉子磁極之間可看成有彈性的磁力線聯系。當負載增加時，功角將增大，就是磁力線被拉長；當負載減小時，功角將減小，就是磁力線被縮短。當負載遭遇變化時，由于轉子有慣性，轉子功角不會立刻穩定在新數值上，會在新的穩定值左右要經過很多次擺動，這樣的情況就叫同步發電機的振蕩。

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，最后穩定在某一新的功角下，仍以同步轉速穩定運行，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，直至脫出穩定范圍，使發電機失步，發電機進入異步運行，稱為非同步振蕩。

發電機振蕩或失步時的現象

a）定子電流表指示超出正常值，且往復劇烈運動。這是因為各并列電勢間夾角發生了變化，出現了電動勢差，使發電機之間流過環流。由于轉子轉速的擺動，使電動勢間的夾角時大時小，力矩和功率也時大時小，因而造成環流也時大時小，故定子電流的指針就來回擺動。這個環流加上原有的負荷電流，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，且往復擺動。這是因為失步發電機與其他發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）有功負荷與無功負荷大幅度劇烈擺動。因為發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。