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柴油发电机以三相交流同步发电机为主，主要由主定子、主转子、励磁定子、励磁转子、旋转整流器及自动稳压器等部分组成。它是一种将机械能转换为交流电能的设备。图五为同步发电机的构造原理图。
通常三相同步发电机的定子是电枢，转子是磁极。整个过程开始于柴油机着车驱动交流发电机内部部件。无刷自励发电机的发电原理是利用主转子的剩磁产生一个较小的交流电压（AC）信号在主定子上。该小交流信号被送到自动稳压器AVR，AVR又将其整流转变为直流（DC）信号，并将其加入在励磁定子。
此直流电流通过励磁定子时就产生一个磁场，磁场又依次在励磁转子上感应出一个交流电压，并输送到与其同步转动的整流器中，这交流电压又由旋转整流器转变为直流电。
当这直流电压出现在主转子时，就产生一个比原来的剩磁强大的磁场，因而在主定子上感应出一个较高的交流电压。
这较高的交流电压循环通过上述整个系统，并感应出更高的直流电压回到转子。这样循环往复直到产生一个近似发电机的额定输出电压。在这时候，自动稳压器开始限制通向励磁定子的电压，因而又限制了交流发电机的总输出电压。电压从没有到设定值的整个积聚过程一般不超出1秒时间，是很短的，这样就可以满足用户尽快投入使用的要求。图六为自励AVR控制的发电机原理图。主机定子通过AVR为励磁机磁场提供励磁电源，AVR根据来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流的要求。
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