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發電機以三相交流同步發電機為主，主要由主定子、主轉子、勵磁定子、勵磁轉子、旋轉整流器及自動穩壓器等部分組成。它是一種將機械能轉換為交流電能的設備。圖為同步發電機的構造原理圖。

通常三相同步發電機的定子是電樞，轉子是磁極。整個過程開始于柴油機著車驅動交流發電機內部部件。無刷自勵發電機的發電原理是利用主轉子的剩磁產生一個較小的交流電壓（AC）信號在主定子上。該小交流信號被送到自動穩壓器 AVR，AVR又將其整流轉變為直流（DC）信號，并將其加入 在勵磁定子。

此直流電流通過勵磁定子時就產生一個磁場，磁場又依次在勵磁轉子上感應出一個交流電壓，并輸送到與其同步轉動的整流器中，這交流電壓又由旋轉整流器轉變為直流電。

當這直流電壓出現在主轉子時，就產生一個比原來的剩磁強大的磁場，因而在主定子上感應出一 個較高的交流電壓。這較高的交流電壓循環通過上述整個系統，并感應出更高的直流電壓回到轉子。這樣循環往復直到產生一個近似發電機的額定輸出電壓。在這時候，自動穩壓器開始限制通向勵磁定子的電壓，因而又限制了交流發電機的總輸出電壓。電壓從沒有到設定值的整個積聚過程一般不超出 1 秒時間，是很短的，這樣就可以滿足用戶盡快投入使用的要求。圖為自勵 AVR 控制的發電機原理圖。主機定子通過 AVR 為勵磁機磁場提供勵磁電源，AVR 根據來自主機定子繞組的電壓感應信號作出反饋，通過控制低功率的勵磁機磁場，調節勵磁機電樞的整流輸出功率，從而達到控制主機磁場電流的要求。

無刷永勵則是通過一個單獨的勵磁機提供一個穩定的磁場,利用此磁場來產生電信號，這種勵磁方式電壓建立的時間更短而且抗干擾能力更強。圖為永磁機控制勵磁的發電機原理圖。

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