由式U_g=E₀-jİ_gX_d可知，当负载 I_g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；

Φ_m为发电机磁通。

由式（1-1）可见，当W、f为常数时，E₀与Φ_m成正比，即E₀∝Φ_m，要改变 E₀，只有改变Φ_m。而Φ_m系由励磁电流I_L产生，在磁路未饱和时磁通与励磁电流成正比，即Φ_m∝I_L。由上述关系可以看到：E₀与励磁电流I_L存在对应关系，改变励磁电流I_L的大小可以改变发电机空载电势E₀。当I_g变动时，要保持U_g恒定，必须相应调整发电机的励磁电流。即要使I_L随I_g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 U_g=E₀－I_g·QX_d，若E₀不变，即I_L不变，当 I_gQ变化时，由于电枢反应的作用，因此U_g必随之变化，由式（1-2）可作出以 U_g=f(I_gQ)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I_L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 I_gQ1增大到I_gQ2时，则发电机端电压U_g由额定值 U_N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I_L，以提高E₀；反之亦然。由此可见，引起同步发电机端电压 U_g变化的主要原因是无功电流 I_gQ的变化，而要保持发电机端电压U_g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I_L=f(I_g)。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。

在实际运行中I_g或cosφ是经常在变动的，导致使U_g也经常变动。要维持 U_g恒定，必须随之经常调整I_L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I_L，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。