由于交流发电机是按一定的传动比由发动机拖动旋转的，因而在工矿下，交流发电机的转速n由车速决定，并在一个很大的转速范围内变化。由交流发电机的输出特性可知，发电机在不同的转速下具有不同的输出电压，这不利于汽车用电装置稳定工作，高速下的大电压甚至会损坏电子器件。为此供电系设置电压调节器，使得发电机在转速变化或负载变化时，维持其输出电压在一定范围之内，因而电压调节器就是用来稳定发电机输出电压的装置。由上述分析可知，发电机整流输出电压正比于发电机转速和励磁电流的乘积。因而当转速n变化引起输出电压U变化时，只要相应地调节激磁电流I_f，使磁通Φ与转速n呈逆向变化，即可稳定发电机的输出电压在某一合理值附近，以满足用电装置稳定工作的要求。电压调节器的原理框图如图6-15所示。

图6-15 电压调节器调节原理框图(www.daowen.com)

交流发电机产生的电压随发电机的转速和励磁电流的增加而增大。设想一个完全励磁的发电机，该发电机不带负载不与电池相连，不带调节器，那么产生的电压会随发电机的转速线性增加，直到电压达到140V（此时转速为10000r/min）电压调节器控制励磁电流的大小，进而控制转子的磁场强度。对于12V的汽车电气系统，电压调节器最大工作区域大约14V，24V系统大约28V。只要发电机产生的电压低于调节器的响应电压时，电压调节器不工作。

在电压调节器能够容忍的电压范围内，如果发电机产生的电压超过某一特定的上限值时，电压调节器会切断励磁电流。励磁会变弱，发电机电压因此会下降，直到下降到某一下限值时，电压调节器会将励磁电流切入，使得励磁增加，发电机电压上升。因为这些控制过程发生在ms级，因此发电机的平均电压会随着其特性来调整。对多种转速的调节是自动的，励磁电流的开通和关断决定了励磁电流的有效值。低转速时，开通时间比关断时间相对要长，励磁电流平均值较大；另一方面，高转速时，开通时间较短，关段时间较长，因而只有较小的励磁电流流过。