Генератор постоянного тока — вращающаяся электрическая машина постоянного тока, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока. Рабочий процесс можно условно разделить на 4 стадии: 1 — «возбуждение». Обмотка возбуждения, расположенная на полюсах, подключается к источнику постоянного напряжения. Под действием приложенного напряжения по обмотке потечет ток возбуждения, который создает основной магнитный поток. Этот магнитный поток замыкается по магнитной цепи генератора, пронизывая обмотку якоря. 2 — «подведение первичной энергии». Якорь приводится во вращение первичным двигателем. 3 — «преобразование энергии». Вращающиеся проводники якоря пересекают основной магнитный поток. Это индуктирует электродвижущие силы ЭДС в проводниках обмотки якоря. ЭДС проводников через коллектор и щетки выводится на зажимы генератора. Таким образом, в режиме холостого хода напряжение генератора равно ЭДС, а мощность первичного двигателя затрачивается на покрытие потерь холостого хода. 4 — «передача энергии нагрузке». К зажимам генератора подключается электрическая нагрузка. Под действием напряжения по нагрузке и обмотке якоря протекает ток. Ток обмотки создает магнитный поток, называемый магнитным потоком реакции якоря. Взаимодействие потоков возбуждения и реакции якоря создает тормозной электромагнитный момент, преодолевая который первичный двигатель затрачивает механическую энергию, а генератор превращает ее в электрическую. При вращении с помощью первичного двигателя ротора генератора постоянного тока в магнитном поле, образованном обмоткой возбуждения, в обмотке якоря в соответствии с законом злектромагнитной индукции наводится ЭДС. Максимальное значение ЭДС будет иметь место при расположении стороны катушки под магнитным полюсом. При пересечении обмоткой якоря оси геометрической нейтрали ЭДС обращается в нуль, при дальнейшем повороте ротора изменяет знак на противоположный. Для выпрямления возникающего в обмотке якоря переменного напряжения используется коллектор, благодаря чему со щеток генератора снимается напряжение постоянного тока с незначительным уровнем пульсаций. Значение напряжения на зажимах обмотки якоря определяется частотой вращения и током возбуждения. Выходные характеристики генератора зависят от способа возбуждения (электромагнитное или от постоянных магнитов) и от схемы включения обмотки возбуждения по отношению к обмотке якоря. На практике используются генераторы постоянного тока с параллельным, последовательным и смешанным электромагнитным возбуждением.
[Меженина Е. И., Аль-Хелю А. С. Терминологический словарь по электрическим машинам / Е. И. Меженина, А. С. Аль-Хелю; Нижегородская ГСХА. — Н. Новгород: Нижегородская ГСХА, 2020. — 36 с.]