現(xiàn)代生活離不開電，我們現(xiàn)在所用的電都是利用發(fā)電機組發(fā)出來的，目前主要的發(fā)電方式有火力發(fā)電、水力發(fā)電、風力發(fā)電等發(fā)電方式。在這些發(fā)電廠中，三相交流同步發(fā)電機應用得最為廣泛，它是現(xiàn)代發(fā)電廠（站）的主體設備。目前，世界上絕大部分的交流電都是同步發(fā)電機產(chǎn)生的。

　　交流發(fā)電機的輸出特性

　　交流發(fā)電機的特性有輸出特性、空載特性和外特性。

　　一、輸出特性

　　又叫負載特性或輸出電流特性，它是指發(fā)電機向負載供電時，保持發(fā)電機輸出電壓恒定（對12V的發(fā)電機規(guī)定為14V，對24V的發(fā)電機規(guī)定為28V）的情況下，發(fā)電機的輸出電流與轉速之間的關系，即I=f（n）函數(shù)關系。交流發(fā)電機的輸出特性曲線，如圖所示。

　　從上圖可以看出：

　　1）發(fā)電機的轉速甚低時，其端電壓低于額定電壓，此時發(fā)電機不能向外供電；當轉速達到空載轉速n1時，電壓達到額定值；當轉速高于空載轉速n1時，發(fā)電機才有能力在額定電壓下向外供電。（所以空載轉速值n1常用作選擇發(fā)動機與發(fā)電機之間傳動比的主要依據(jù)。）

　　2）當轉速超過n1時，發(fā)電機輸出電流I將隨著轉速n的升高而增大；當轉速等于n2時，發(fā)電機輸出額定功率（即額定電流與額定電壓之積）（故將轉速n2稱為滿載轉速）。

　?。ㄗ暂d轉速和滿載轉速是交流發(fā)電機的主要性能指標。在使用中，定期測量這兩個數(shù)據(jù)，與規(guī)定值相比較，就可判斷發(fā)電機性能是否良好。）

　　3）當發(fā)電機轉速達到一定值時，發(fā)電機的輸出電流就不再隨轉速的升高而增大。這時的電流值稱為發(fā)電機的最大輸出電流或限流值。這個性能表明，交流發(fā)電機具有自動限制電流的自我保護能力。

　　二、空載特性

　　發(fā)電機空載時，發(fā)電機端電壓與轉速的關系，稱為空載特性。即I=0時，U=f（n）的函數(shù)關系，如圖所示。

　　從曲線可以看出，隨著轉速的升高，端電壓上升較快，由他勵轉入自勵時，即能向蓄電池進行補充充電，進一步證實了低速充電性能好的優(yōu)點?？蛰d特性是判斷硅整流發(fā)電機性能是否良好的重要依據(jù)。

　　三、外特性

　　外特性是指轉速一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關系。即n=常數(shù)時，U=f（I）的曲線，如圖所示。

　　從外特性曲線可看出，隨著負載即輸出電流的增加，發(fā)電機的端電壓會很快下降，且轉速越高，下降的斜率越大。當發(fā)電機在高轉速下運轉時，如果突然失去負載，則端電壓會急劇升高，這時發(fā)電機中的二極管以及調(diào)節(jié)器中的電子元器件將有被擊穿的危險。

　　另外，當輸出電流增大到一定值時，如負載再增加，其輸出電流不僅不會增加，反而會同端電壓一起下降，即在外特性曲線上存在一個轉折點。因此，當發(fā)電機短路時，其短路電流是很小的，這也說明交流發(fā)電機具有自身限制電流的功能。一般交流發(fā)電機工作在轉折點以前。

　　普通交流發(fā)電機的工作原理

　　發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘嫵苫ハ噙M行電磁感應的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉換的目的。

　　1、基本工作原理：通電導體在磁場中切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢?！?？xml:namespace prefix = o /》

　　2、三相交變電動勢：

　　3、三相交流發(fā)電機的工作原理圖，如圖1所示。 當通電的轉子被發(fā)動機驅(qū)動時，產(chǎn)生了旋轉磁場，并與定子繞組之間產(chǎn)生相對運動，使定子繞組切割磁力線，因而在定子繞組中產(chǎn)生三相變的感應電動勢。由于轉子磁極呈鳥嘴形，其磁場的分布近似正弦分布，所以三相電動勢也近似正弦波形。

　　圖1 交流發(fā)電機析工作原理

　　4、交流發(fā)電機的磁路，如圖2所示。

　　圖2 交流發(fā)電機的磁路

　　5、交流發(fā)電機的整流原理，如圖3所示。

　　圖3 三相交流發(fā)電機的整流過程

　　6、中性點電壓：從發(fā)電機三相繞組的中性點引出來的電壓，稱為中性點電壓，其接線柱標記為“N” 交流發(fā)電機的中性點電壓為發(fā)電機輸出電壓的一半，常用于控制各種繼電器。

　　圖4 中性點電壓

　　7、交流發(fā)電機的勵磁方式

　　他勵：當交流發(fā)電機的輸出電壓低于蓄電池電壓時，勵磁電路由蓄電池提供，稱為他勵；

　　自勵：當交流發(fā)電機的輸出電壓高于蓄電池電壓時，勵磁電路由發(fā)電機提供，稱為自勵

　　8、交流發(fā)電機的搭鐵方式

　　內(nèi)搭鐵：交流發(fā)電機的勵磁繞組在發(fā)電機的內(nèi)部搭鐵。

　　外搭鐵：交流發(fā)電機的勵磁繞組在發(fā)電機的外部搭鐵。

　　三相交流發(fā)電機的工作原理

　　三相交流發(fā)電機的主要組成部分是電樞和磁極。

　　電樞是固定的，亦稱定子。定子鐵心的內(nèi)圓周表面沖有槽，用以放置三相電樞繞組。每相繞組是同樣的，它們的始端（頭）標以A，B，C，末端（尾）標以X，Y，Z。每個繞組的兩邊放置再相應的定子鐵心的槽內(nèi)。但要求繞組的始端之間或末端之間都彼此相隔120度。

　　磁極是轉動的，亦稱轉子。轉子鐵心上繞有勵磁繞組，有直流勵磁。選擇合適的極面形狀和勵磁繞組的布置情況，可使空氣隙中的磁感應強度按正弦規(guī)律分布。

　　當轉子由原動機帶動，并以勻速按順時針方向轉動時，則每相繞組依次切割磁力線，其中產(chǎn)生頻率相同，幅值相等的正弦電動勢。電動勢的參考方向選定為自繞組的末端指向始端。

　　以A相為參考，則可得出：

　　也可以用相量表示為：

　　三相交流電出現(xiàn)正幅值（或相應零值）的順序為相序。在此，相序是ABC。

　　三相電動勢的幅值相等，頻率相同，彼此間的相位差也相等。這種電動勢稱為對稱電動勢。