从图5中可以看到,转子绕组内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷AB端的电动势却是直流电动势,即通过换向器配合电刷,使转子绕组输出的电流始终是一个方向,即为直流发电机的工作原理。
值得注意的是,在实际直流发电机中,转子绕组并不是单线圈,而是由许多线圈组成的,绕组中的这些线圈均匀地分布在转子铁芯的槽内,线圈的端点接到换向器的相应滑片上。换向器实际上由许多弧形导电滑片组成,彼此用云母片相互绝缘。线圈和换向器的滑片数目越多,发电机产生的直流电脉动就越小。一般中小型直流发电机输出的电压有115V、230V、460V,大型直流发电机输出电压为800V左右。
2.交流同步发电机的工作原理
交流同步发电机的工作过程可以简单看作为取消直流发电机中的换向器装置后的工作过程,即在发电机转子绕组旋转过程中无换向过程,电流输出方向发生变化的过程。
另外,在交流同步发电机中,并不是由转子绕组做切割磁感线运动,而是由转子产生旋转的磁场(励磁装置为励磁绕组通入电流),使定子绕组做切割磁感线的运动,从而产生感应电动势,并通过接线端子引出。图6所示为交流发电机的工作过程示意图。
交流同步发电机根据定子绕组输出相数,可以设计成产生单相或多相交流电压的发电机。图7为产生单相、两相和三相交流电压的基本设置。
图8所示为单相交流发电机工作原理示意图。磁铁旋转后,在两个定子绕组A、B中产生正弦波交流电动势e。将产生电动势的电源称为相,这种发电机使用由单相和两根电线供给的交流,称为单相交流,这种配电方式称为单相二线制。