同期インピーダンス法
同期インピーダンス法、またはEMF法とは、アーマチュア反応の影響を等価の仮想リアクタンスで置き換える方法です。この方法を使用して電圧調整率を計算するには、次のデータが必要です：各相のアーマチュア抵抗、オープンサーキット特性（OCC）曲線（オープンサーキット電圧とフィールド電流の関係を示す）、ショートサーキット特性（SCC）曲線（ショートサーキット電流とフィールド電流の関係を示す）。
同期発電機について以下の式が与えられます：
同期インピーダンス Zs を計算するためには、測定を行い、Ea（アーマチュア誘導EMF）の値を求めます。Ea と V（端子電圧）を使用して、電圧調整率を計算します。
同期インピーダンスの測定
同期インピーダンスは、主に以下の3つのテストによって決定されます：
直流抵抗テスト
このテストでは、交流発電機は星形接続され、その直流フィールド巻線は開放回路と仮定されます。以下の回路図に示されています：
直流抵抗テスト
各端子間の直流抵抗は、アンペアメータ・ボルトメータ法またはウィートストンブリッジを使用して測定されます。3つの測定された抵抗値 Rt の平均を計算し、各相の直流抵抗 RDC は Rt を2で割ることで導出されます。スキン効果により有効な交流抵抗が増加することを考慮し、各相の交流抵抗 RAC は RDC に1.20～1.75（典型的な値：1.25）の係数を乗じて得られます。
オープンサーキットテスト
オープンサーキットテストを通じて同期インピーダンスを決定するには、交流発電機は負荷端子が開放（負荷が切断）され、フィールド電流が最初にゼロに設定された状態で定格同期速度で動作します。対応する回路図は以下の通りです：
オープンサーキットテスト（続き）
フィールド電流をゼロに設定した後、段階的に増加させながら、各増分での端子電圧 Et を測定します。励磁電流は通常、端子電圧が定格値の125%に達するまで上昇させます。オープンサーキット位相電圧 Ep = Et/sqrt 3 とフィールド電流 If の間にグラフを作成し、オープンサーキット特性（O.C.C）曲線を得ます。この曲線は標準的な磁化曲線の形状を鏡写しにし、その直線部分を延長してエアギャップラインを形成します。
O.C.Cとエアギャップラインは以下の図に示されています：
ショートサーキットテスト
ショートサーキットテストでは、アーマチュア端子は以下の図に示すように3つのアンペアメータを介して短絡されます：
ショートサーキットテスト（続き）
交流発電機を始動する前に、フィールド電流をゼロに減らし、各アンペアメータを定格フルロード電流を超える範囲に設定します。交流発電機は同期速度で動作し、フィールド電流を段階的に増加させながら、各増分でのアーマチュア電流を測定します。フィールド電流はアーマチュア電流が定格値の150%に達するまで調整されます。
各ステップで、フィールド電流 If と3つのアンペアメータの読み取り値の平均（アーマチュア電流 Ia) が記録されます。Ia と If の間にグラフを作成すると、ショートサーキット特性（S.C.C）が得られ、これは通常直線を形成します。以下の図に示されています。
同期インピーダンスの計算
同期インピーダンス Zs を計算するには、まずオープンサーキット特性（OCC）とショートサーキット特性（SCC）を同じグラフに重ねます。次に、定格交流発電機電圧 Erated に対応するショートサーキット電流 ISC を決定します。同期インピーダンスは、フィールド電流が Erated を生むときに得られるオープンサーキット電圧 EOC と対応するショートサーキット電流 ISC の比として導出され、s = EOC / ISC と表されます。
グラフは以下の通りです：
上記の図から、フィールド電流 If = OA が定格交流発電機電圧を生成するとします。このフィールド電流に対応するオープンサーキット電圧は AB で表されます。
同期インピーダンス法の仮定
同期インピーダンス法は、同期インピーダンス （OCCとSCC曲線を通じてオープンサーキット電圧とショートサーキット電流の比から決定）がこれらの特性が直線であるときに一定であると仮定しています。さらに、試験条件での磁束が負荷下での磁束と一致すると仮定していますが、これは誤差をもたらします。ショートサーキットされたアーマチュア電流は電圧に対して約90°遅れ、主に消磁作用を持つアーマチュア反応を引き起こします。アーマチュア反応の効果は、アーマチュア電流に比例する電圧降下とリアクタンス電圧降下の組み合わせとしてモデル化され、磁気抵抗は一定と仮定されます（円筒型ローターの場合、均一なエアギャップにより有効）。低励磁時には は一定（直線的/飽和していないインピーダンス）ですが、飽和により はOCCの直線領域を超えて減少します（飽和インピーダンス）。この方法は実際の負荷よりも高い電圧調整率を生じさせるため、悲観的方法とも呼ばれます。
