交流發電機的工作原理

交流發電機利用電磁感應原理，將發動機帶動發電機軸轉動的機械能轉變為電能輸出。根據法拉第電磁感應定律，當穿過一個閉合回路所包圍的面積的磁通量（磁力線數）發生變化時（導體和磁場之間存在相對運動），回路中就有感應電動勢產生，如果回路為閉合導體回路，則有感應電流產生 。

交流發電機就是根據上述原理設計制成，只是發電機的磁場是電磁場。給兩個炭刷上通人固定方向的電流（如炭刷a流人、炭刷b流出），則線圈附近就會產生磁場，磁場的方向用右手定則來判定。為增加磁場的強度，在線圈中間插一軟鐵，通電流后形成磁鐵。磁鐵周圍磁力線的方向從N極出來，由S極回到磁鐵形成環路。軟鐵上固接一根軸，當發動機帶動此軸旋轉，便形成旋轉磁場，使導線和磁場之間產生了相對運動。

交流發電機定子的三相繞組按一定的規律嵌套在發電機的定子槽內，彼此互差120°電角度。當轉子磁場繞組接通直流電源時，轉子的爪極被磁化為N極和S極。其磁力線由N極出發，穿過轉子與定子之間很小的氣隙進入定子鐵心，最后又通過氣隙回到S極。

同步發電機是根據電磁感應原理工作的，它通過轉子磁場和定子繞組的相對運動，將機械能轉變為電能。

當轉子在外力帶動下，轉子磁場和定子導體作相對運動，即導體切割磁力線，因此在導體中產生感應電動勢，其方向可根據右手定則判定。由于轉子磁極的位置使導體以垂直方向切割磁力線，所以此時定子繞組中的感應電動勢最大。

當磁極轉過90度后。磁極成水平位置，導體不切割磁力線，其感應電動勢為零。轉子再轉90度，定時定子繞組又以垂直方向切割磁力線，使感應電動勢達到最大值，但方向與前相反。

當轉子再轉90度，感應電動勢又變為零。這樣轉子轉動一周，定子繞組的感應電動勢也發生正、負變化。如果轉子連續勻速旋轉，在定子繞組中就感應出一個周期性不斷變化的交變電動勢。