世界同步调相机研制发韧于20世纪初叶。在美国，1913年一1931年，先后研制和投运了15 MVA (1913年)、30 MVA (1919年)、40 MVA(1923年)、50 MVA (1926年)和75 MVA(1931年)空冷调相机。1926年，美国GE公司研制成功世界首台氢外冷发电机(50 MW 25 Hz 1 500 r/min)并作调相机运行。1928年，西屋公司研制成首台工业用氢外冷调相机(15 MVA 900 r/min)。1930年代，美国研制成功多台氢冷调相机，其最大容量为40 MVA (1937年)。二战期间，调相机发展停滞 。

二战结束后，世界电力工业恢复发展，同步调相机发展重新起步。1940年代后期至1950年代，美国、英国、法国、前苏联、瑞士、瑞典、日本等研制成功一批37.5 MVA 80 MVA的同步调相机。1960年代，研制成功60 MVA级至150 MVA级同步调相机。1970年代一1980年代上半叶是同步调相机技术迅速发展的时期，先后研制成功345 MVA全水冷同步调相机(ASEA 1971)以及160 MVA, 250 MVA, 320 MVA氢冷同步调相机。在中国，1950年代一1970年代先后研制成功15 MVA, 30 MVA空冷调相机及60 MVA氢冷调相机，试制成功1台50 MVA蒸发冷却同步调相机，改造成功120 MVA, 250 MVA同步调相机。

近年来，同步调相机又重新引起重视，除中国国家电网拟装设一大批300 MVA级同步调相机外，国外也在发展大型同步调相机，例如意大利Sardinia超高压/高压电网装设了2台250 MVA空冷同步调相机。