發電機的發電過程是一種能量轉換過程，例如，水流動的能量帶動水輪機轉動，由水輪機帶動發電機轉動，并輸出感應電動勢，即将水庫中水流的能量轉換為電能。

發電機基本的工作過程即為将各種帶動發電機轉子轉動的機械能，通過電磁感應轉換為電能的過程。

1.直流發電機的工作原理

直流發電機工作時，外部機械力的作用帶動導體線圈在磁場中轉動，并不斷切割磁感線，産生感應電動勢。圖1所示為典型直流發電機的工作原理示意圖

圖2所示為直流發電機轉子繞組開始旋轉瞬間的工作過程。當外部機械力帶動繞組轉動時，線圈ab和cd分别做切割磁感線動作，根據電磁感應原理，繞組内部産生電流，電流的方向由右手定則可判斷為：感應電流經線圈dc→cb→ba、換向器1、電刷A、電流表、電刷B、換向器2形成回路。

圖3所示為直流發電機轉子繞組轉過90°後的工作過程。當繞組轉過90°時，兩個繞組邊處于磁場物理中性面，且電刷不與換向片接觸，繞組中沒有電流流過，F=0，轉矩消失。

圖4所示為直流發電機轉子繞組再經90°旋轉後的工作過程。受外部機械力作用，轉子繞組繼續旋轉，這時繞組繼續做切割磁感線動作，繞組中又可産生感應電流，該感應電流經繞組ab→bc→cd、換向器2、電刷A、電流表、電刷B、換向器1形成回路。

從圖5中可以看到，轉子繞組内的感應電動勢是一種交變電動勢，而在電刷AB端的電動勢卻是直流電動勢，即通過換向器配合電刷，使轉子繞組輸出的電流始終是一個方向，即為直流發電機的工作原理。

值得注意的是，在實際直流發電機中，轉子繞組并不是單線圈，而是由許多線圈組成的，繞組中的這些線圈均勻地分布在轉子鐵芯的槽内，線圈的端點接到換向器的相應滑片上。換向器實際上由許多弧形導電滑片組成，彼此用雲母片相互絕緣。線圈和換向器的滑片數目越多，發電機産生的直流電脈動就越小。一般中小型直流發電機輸出的電壓有115V、230V、460V，大型直流發電機輸出電壓為800V左右。

2.交流同步發電機的工作原理

交流同步發電機的工作過程可以簡單看作為取消直流發電機中的換向器裝置後的工作過程，即在發電機轉子繞組旋轉過程中無換向過程，電流輸出方向發生變化的過程。

另外，在交流同步發電機中，并不是由轉子繞組做切割磁感線運動，而是由轉子産生旋轉的磁場（勵磁裝置為勵磁繞組通入電流），使定子繞組做切割磁感線的運動，從而産生感應電動勢，并通過接線端子引出。圖6所示為交流發電機的工作過程示意圖。

交流同步發電機根據定子繞組輸出相數，可以設計成産生單相或多相交流電壓的發電機。圖7為産生單相、兩相和三相交流電壓的基本設置。

圖8所示為單相交流發電機工作原理示意圖。磁鐵旋轉後，在兩個定子繞組A、B中産生正弦波交流電動勢e。将産生電動勢的電源稱為相，這種發電機使用由單相和兩根電線供給的交流，稱為單相交流，這種配電方式稱為單相二線制。

在該類發電機中，定子槽内放置着3個結構相同的定子繞組AX、BY、CZ，其中A、B、C稱為繞組的始端，X、Y、Z稱為繞組的末端，這些繞組在空間互隔120°。轉子磁場在空間按正弦規律分布，當轉子由原動機帶動以角速度ω等速順時針方向旋轉時，在3個定子繞組中就産生頻率相同、幅值相等、相位上互差120°的3個正弦電動勢，這樣就形成了對稱三相電動勢。

來源：網絡

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