Die Hauptanwendung des synchronen Drehstrommotors ist nicht etwa, wie häufig vermutet wird, der ursprüngliche Einsatz als Motor zum Antreiben von Maschinen, sondern meistens wird er in elektrischen Kraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt. Dabei induziert der sich drehende Rotor, der gewöhnlich aus einem Permanentmagneten oder einer Erregerwicklung besteht, ein sich ständig änderndes Magnetfeld, das in den Spulen des Stators eine entsprechende Spannung erzeugt. Die Entscheidung, ob der Rotor des Generators aus einer Erregerwicklung oder aus einem Permanentmagneten besteht, ist hauptsächlich eine Frage der Leistung: Bei der Hauptanwendung des Generators, nämlich in Großkraftwerken, nutzt man ausschließlich eine elektrische Spule als Rotor. Dies hat vor allem im Hinblick auf die Effizienz deutliche Vorteile. Zum Aufbauen des Rotorfeldes ist es notwendig, eine Gleichspannung als Erregerstrom hinzuzufügen, die in der Startphase das magnetische Feld aufbaut. Diese wird über Schleifkontakte auf die Spule des Rotors gegeben und wurde früher direkt mit Hilfe der Antriebsachse und eines kleinen Gleichstrommotors erzeugt.

Jedoch geht man heutzutage dazu über, direkt in das Gehäuse des Motors einen kleinen Wechselstromgenerator zu integrieren. Die Wechselspannung wird daraufhin gleichgerichtet und dem Rotor hinzugefügt. Bei der Konstruktion des Stators wird vor allem darauf geachtet, dass Wirbelstromverluste weitgehend vermieden werden. Dazu baut man den Eisenkern der Spulen des Stators aus einzelnen, geschichteten und von einander getrennten Metallblechen. Im Stator selbst wird durch die fortlaufende Änderung des vom Rotor erzeugten Magnetfeldes eine Spannung induziert, die abgegriffen wird und als dreiphasiger Drehstrom in das Hochspannungsnetz eingespeist wird. Durch eine geeignete Leistungselektronik kann man aus dem dreiphasigen Drehstrommotor falls erwünscht auch einen einphasigen Wechselstrom machen. Dies erfordert jedoch sehr kostenintensive Hochleistungstransistoren.