以下是发电机工作原理的详细图解分析（采用文字描述示意图）：

发电机工作原理图解分析

核心原理：电磁感应定律

当导体在磁场中切割磁感线时，导体两端会产生感应电动势（电压），若构成闭合回路则形成电流。

关键结构图解

发电机主要部件示意图：

          +------------------------------+
          |          定子（Stator）        |
          |  +------------------------+  |
          |  | 转子（Rotor）            |  |
          |  |  +------------------+  |  |
          |  |  | 励磁绕组         |  |  |
          |  |  | (电磁铁)        |◄-|------ 外部励磁电源
          |  |  +-------▲---------+  |  |
          |  +----------|-----------+  |
          |             |              |
          |       旋转轴 (机械动力输入) |
          |             |              |
          |  +----------▼---------+     |
          |  | 定子绕组（输出线圈） |     |
          |  +-------▲-----------+     |
          +----------|------------------+
                     |  
                输出端子（交流电输出）

工作流程分步解析

1. 磁场建立（励磁阶段）

• 励磁系统向转子上的励磁绕组通入直流电，使转子变成电磁铁（N极与S极）。
• 动力源（汽轮机、水轮机等）驱动转子高速旋转，形成旋转磁场。

2. 电磁感应（发电阶段）

• 旋转的转子磁场不断切割定子绕组（铜线圈）。
• 根据法拉第定律：
  公式： ( \varepsilon = -N \frac{d\Phi_B}{dt} )
  （(\varepsilon)：感应电动势；(N)：线圈匝数；(\Phi_B)：磁通量）
• 定子绕组中产生正弦变化的感应电动势。

3. 电流输出

• 定子绕组连接外部电路，形成闭合回路，输出交流电（AC）。
• 电流频率由转子转速和磁极对数决定：
  公式： ( f = \frac{P \times n}{120} )
  （(f)：频率；(P)：磁极对数；(n)：转子转速 rpm）

能量转换过程

机械能（转子旋转）  
  → 磁场动能（旋转磁场）  
    → 电能（定子输出电流）

关键技术点

1. 同步发电机（常用类型）：
   • 转子转速与输出电流频率严格同步，用于电网供电。
2. 励磁方式：
   • 他励：外部电源供电（如小型发电机）。
   • 自励：利用残余磁场自建电压（多数大型发电机）。
3. 三相交流输出：
   • 定子绕组分120°排列，输出三相互差120°的正弦波。

图解示例（文字示意）

磁场旋转切割线圈：

         N极         定子线圈A相  
         ↑        ↗  
定子线圈C相 ←-----○-----→ 定子线圈B相  
         ↓     旋转方向  
         S极  

• 转子每转120°，各相线圈感应电压达到峰值，形成三相交流电。

总结

发电机本质是通过机械能驱动磁场旋转，利用电磁感应将机械能转化为电能的装置。其核心在于旋转磁场切割静止线圈，遵循法拉第定律，最终输出符合电网需求的交流电。