线圈在磁场中旋转产生电流。电流可由与轴绝缘的两个滑环输出。炭刷压在旋转的滑环上汇集电流供外电路使用。以这种方式汇集的电流是交变的,即元论在方向上还是在数值上均有升降。为了增加输出的电流可以采用多极制。磁场由电磁铁产生,电磁铁布置成相邻的磁极磁性相反。这些"励磁线圈"正如其所称的那样串联在外电源上,或发电机的输出端。如果使用相互独立的线圈或导线,就可获得多个输出。三个输出产生三相电,相位间隔120.。三相制的效率较高,对于相同的(输入)机械功,可获得较大的电力输出。三个输出中的每一个可作单相电源使用或在三相电源中联合使用。各相输出可接成星形或三角形。星形接法最常见,它要求交流发电机上有四个滑环。三根导线连在一个共用的滑环上,同时又各有各自的滑环,中性线各相共用。在三角形接线法中,交流发电机的三个滑环,每两相连接于一个滑环。单相电可以从任何两个滑环上获取。至今,所述的发电机结构均采用电枢旋转而磁场线圈不动。反之,若磁场线圈旋转而电枢不动,也会产生同样的效果。这种设计实际上已被承担重要任务的大型发电机采用。老式发电机,励磁电流来自低压直流发电机或与交流发电机同轴的励磁器。然而,现代发电机不是静止励磁型的就是高速元刷型的。
要求励磁机在运行时能抵消给定负荷下的功率因数的影响。功率因数是对电压和电流间的相位差的衡量,以相位角的余弦表示。对于纯电阻负荷,电压和电流同相,功率因数为1,所以消耗的功率为电压和电流的乘积。电感性或电容性负荷与电阻性负荷相结合,产生滞后或超前的功率因数,其值小于1,所消耗的功率为电压、电流和功率因数的乘积。带负载的发电机因负载而产生压降。当负载具有滞后功率因数时,此压降是相当大的。因此,励磁器在保持发电机电压的过程中,(其励磁电流)必须随着负载电流和功率因数的变化而变化。还需考虑原动机转速变化。手控励磁较难,因此采用自动电压调节器。自动电压调节器基本上由一个经发电机输出电压供电的电路组成,该电路能检测电压的微小变化,输出一个信号给放大器以改变励磁,调整电压。稳压部件连接于电路中,以避免"振荡"(不断的电压波动)或过调现象。静止励磁交流发电机具备静止励磁系统而代替直流励磁机,这种类型的交流发电机能较好地承受由大型鼠笼式电机直接带载起动而造成的冲击负荷。静止励磁系统使用变压器和整流器,为交流发电机磁场产生一个串激励和并激励励磁分量,也就是说,它是复激励的。使用电刷和滑环把电流传递到装在转子上的励磁线圈上。交流发电机的端电压提供空载电压,负载电流提供一个额外励磁以便在任何负荷下输出稳定的电压。为了对速度变化进行必要的补偿,要求该系统中也装有电压调节器元刷高速交流发电机的开发,废除了直流发电机及与其配套的整流子和电刷机构。交流发电机和励磁器转子同轴,轴上还带有整流器。励磁器输出反馈到整流器上,然后通过空心轴里的导线连到交流发电机励磁线圈上。这种发电机使用自动电压调节器。
