同步调相机的结构基本上与同步电动机相同，不带机械负载也不带原动机，在需要时向系统快速提供或吸收无功功率。
    在我国电网发展过程中，如省间联网初期，由于电压等级低、输电距离远（多采用220 kV线路远距离输电），系统功角和电压稳定问题突出，通过在受端电网配置调相机来提高系统稳定性。
    上世纪80年代以来，500 kV电网发展加快，受端电网装机容量快速增加，替代了调相机作用，系统稳定性显著提高。随着调相机设备老化，逐渐退出了电网运行。
    国外从上世纪50年代开始有多个国家应用调相机提高系统的稳定性。如瑞典、阿根廷、加拿大、埃及、巴西等国家在大规模水电基地远距离外送的受端变电站加装调相机。法国、日本电网早期使用调相机较多，随着电网网架加强和电源增加，法国调相机没有新的增加。日本东京地区在1987年7月23日发生静态电压崩溃事故后，增加了抽水蓄能、调相机和SVC等无功补偿装置。
    随着我国特高压直流的快速发展、清洁能源的大规模开发、大比例受电地区的集中出现，电网特性发生较大变化，部分地区动态无功储备下降、电压支撑不足的问题愈发突出，电压稳定问题成为大电网安全稳定的主要问题之一。客观要求直流大规模有功输送，必须匹配大规模动态无功，即“大直流输电、强无功支撑”。为提高电网动态无功补偿能力，增加地区电网动态无功储备水平，有效解决电压支撑不足的问题，需要在电网中加装调相机等动态无功设备，提高电网动态无功补偿能力。
      目前国内的电机设备制造厂商正在积极研制新型调相机，具备大容量（额定容量最大300 Mvar ）、少维护的特点，同时其瞬时无功输出能力、暂态无功响应速度及过载能力相比传统调相机大大提高，是提升电网运行安全性、满足系统稳定要求的新一代设备。
      调相机系统组成：调相机本体、励磁系统、升压变、启动系统、冷却系统、油系统、控制保护系统（如图1）。

      调相机技术优点：
      （1）具备过载能力且无功输出受系统电压影响小。在强励作用下可短时间内发出超过2倍额定容量的无功功率，并且对于持续时间较长的故障可提供较强的无功支撑。
    （2）具备次暂态特性。能够在故障发生瞬间发出（吸收）大量瞬时无功，支撑电网电压，抑制直流换相失败、工频过电压等。
    （3）具备深度进相能力。调相机最大进相能力约为额定容量的2/3。
    （4）运行稳定性好。调相机基于传统的同步电机技术，设备和控制技术成熟，抗干扰能力强，运行经验丰富。
    （5）使用寿命长，占地面积小。调相机使用寿命约30年，占地面积约为同容量SVC的1/3。
    调相机技术缺点：
    （1）增加短路电流。故障时调相机将向系统输出短路电流，不适用于短路电流问题突出的电网。
    （2）旋转设备运维相对复杂，功率损耗不高于1 ．5％。
    （3）调相机调节速度要慢于SVC、STATCOM，调相机从正常无功出力至输出最大强励无功功率的时间约1.2s。
      目前国家电网公司规划在多个已投运（在建）的特高压直流工程送受端换流站或近区电网，以及北京、西藏地区电网共加装多台调相机，以满足系统动态无功需求。以华东电网为例，在长三角地区加装12台调相机，可有效地减少多回直流同时换相失败的概率。