同步发电机正常运转时，定子磁极和转子磁极之间可当作有弹性的磁力线联系。当负载增加时，功角将增大，便是磁力线被拉长；当负载减小时，功角将减小，便是磁力线被缩短。当负载遭遇改变时，由于转子有惯性，转子功角不会马上安稳在新数值上，会在新的安稳值左右要通过很多次摇摆，这样的状况就叫同步发电机的振动。

振动有两种类型：一种是振动起伏越来越小，功角的摇摆逐步衰减，安稳在某一新的功角下，仍以同步转速安稳运转，称为同步振动；另一种是振动的起伏越来越大，功角不断增大，直至脱出安稳范围，使发电机失步，发电机进入异步运转，称为非同步振动。

发电机振动或失步时的现象

a）定子电流表指示超出正常值，且往复剧烈运动。这是由于各并列电势间夹角发生了改变，呈现了电动势差，使发电机之间流过环流。由于转子转速的摇摆，使电动势间的夹角时大时小，力矩和功率也时大时小，因而形成环流也时大时小，故定子电流的指针就来回摇摆。这个环流加上原有的负荷电流，其值或许超越正常值。

b）定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值，且往复摇摆。这是由于失步发电机与其他发电机电势间夹角在改变，引起电压摇摆。由于电流比正常时大，压降也大，引起电压偏低。

c）有功负荷与无功负荷大起伏剧烈摇摆。由于发电机在未失步时的振动过程中送出的功率时大时小，以及失步时有时送出有功，有时吸收有功的缘故。