转子旋转磁场通过定子绕组时，磁场的极性决定了定子电压的极性。图6-20为旋转磁场通过定子绕组以及由此产生的交流电压波形。图6-20a中，当正极性磁场的磁力线通过定子绕组时，产生一个正的电压。开始只有少数磁力线通过线圈，所以感应电压很小。当转子继续移动，磁场越来越强，更多的磁力线继续切割定子绕组产生电压，直到最大数量的磁力线穿过线圈时，产生最大的电压。当转子开始从90°转至180°时，穿过定子绕组的磁力线逐渐减少，使感应电压再次减少到零。这就是交流正弦波正半波的产生过程。
当转子从180°转动到270°时，旋转磁场的磁力线从另一端开始切割定子绕组，这些磁力线是从北极发出，在定子上产生负电压。这个电压从零开始并持续增大，直到转子到达270°时最大数量的磁力线切割定子，此时达到电压的负峰值。此后转子继续旋转，从270°到360°时，电压不断减小并再次达到零。从图6-20b中可以看到，此时电压波形是正弦波的负半波。这意味着，当转子完成一个完整的360°旋转时，发电机产生的波形是包括一个正峰值和一个负峰值的完整周期正弦波。如果发电机发出的电压是60Hz，那么发电机的周期是0.016s。如果发电机1s内发出60个完整的正弦波，转速就是3600r/min（60Hz/s×60s/min）。对于交流发电机而言，频率是很重要的，控制频率的一个办法是控制发电机转速。在大型的风力机发电机中有多个线圈，转轴的速度通常调节约为1800r/min，用来保证发出60Hz的交流电。
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图6-20 a）正弦波正半波生成原理，由转子磁力线的北极从右边向下切割定子绕组生成 b）正弦波负半波生成原理，由转子磁力线的北极从左边向上切割定子绕组生成
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