由于交流發(fā)電機(jī)用電刷和滑環(huán)使勵(lì)磁繞組構(gòu)成回路，不可避免產(chǎn)生機(jī)械磨損而引起故障。無刷交流發(fā)電機(jī)提高了發(fā)電機(jī)的工作可靠性和使用壽命，維修方便。
一、感應(yīng)子式無刷交流發(fā)電機(jī)
這種發(fā)電機(jī)的構(gòu)造如圖所示。
其定子鐵心內(nèi)圓上有四個(gè)大槽和12個(gè)小槽，四個(gè)大槽將12個(gè)小槽均分為四個(gè)部分，每部分為三個(gè)小槽。在四個(gè)大槽中，繞放四個(gè)勵(lì)磁繞組，在小槽中繞放電樞繞組，轉(zhuǎn)子由凸齒狀沖片鉚成。
當(dāng)勵(lì)磁繞組中有直流電流通過時(shí)，其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子被磁化。由于轉(zhuǎn)子凸齒在旋轉(zhuǎn)時(shí)和定子鐵心相對(duì)位置不斷變化，使得定子上的電樞繞組產(chǎn)生大小和方向不斷變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。將各電樞繞組產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)按相加原則串聯(lián)起來，再經(jīng)整流器整流后便得到直流電。由于發(fā)電機(jī)工作時(shí)在電樞繞組中產(chǎn)生的是單相交流電，所以其整流器是由兩個(gè)硅二極管組成的單相全波整流器。
二、爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)
爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)外形及其分解圖如圖所示：
其勵(lì)磁繞組通過一個(gè)磁軛托架固定在后端蓋上。兩個(gè)爪極中只有一個(gè)爪極直接固定在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，另一個(gè)爪極則用非導(dǎo)磁連接環(huán)固定在前述爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)爪極就帶動(dòng)另一個(gè)爪極一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
下圖為爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)機(jī)構(gòu)原理及磁路圖：
當(dāng)勵(lì)磁繞組中有直流電通過時(shí)，其磁路是：左邊的爪極磁極n→主氣隙→定子鐵心→主氣隙→右邊的爪極磁極→轉(zhuǎn)子磁軛→附加氣隙→托架→附加氣隙。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，爪極形成的n極和s極的磁力線在定子繞組內(nèi)交替通過，定子槽中的三相繞組就感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)，在回路中形成三相交流電，經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姟?
這種交流發(fā)電機(jī)兩個(gè)爪極之間連接制造工藝?yán)щy。此外，由于磁路中增加了兩個(gè)附加氣隙，故在輸出相同功率的情況下，其勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流必須增大。