主要的历史和技术原因导致了大型交流 （AC） 发电机的普及和使用，而大型直流 （DC） 发电机相对缺乏。 以下是一些解释：
1.传输距离限制：直流发电在传输过程中面临较大的能量损失。 直流电流随着传输距离的增加而逐渐衰减，需要更大的电线和更多的功率来补偿能量损失。 这在电力输送的早期是一个严重的问题，因为更长的距离需要更昂贵的电线。 交流电可以使用变压器来增加电压和减少电流，从而减少能量损耗和传输成本。
2.发电机设计难点：直流发电机的设计比较复杂。 直流发电机需要使用旋转换向器（也称为整流器）将交流电转换为直流电。 过去，这一技术挑战限制了大型直流发电机的发展。 相比之下，交流发电机不需要使用换向器，使其设计和制造更简单、更可靠。
3.电网兼容性：交流电是普遍采用的电网标准。 随着电力系统的发展，世界各地的输配电基础设施都建立在交流电网上。 交流电源可用于通过变压器向上或向下改变电压，从高压输电到低压配电。 这种统一的电网结构使电能的传输、分配和利用更加灵活和高效。
尽管近年来直流输电技术取得了一些发展，例如高压直流（HVDC）输电系统，但大型直流发电机在整个电力系统中的使用仍然有限。 这主要是由于交流电的传输优势、电网设施的兼容性以及交流技术的成熟。 然而，随着能源转型和可再生能源的快速发展，直流输电技术的重要性逐渐增加，大型直流发电机的应用很可能在一些特定领域得到更多的普及和采用。
大型交流 （AC） 发电机和大型直流 （DC） 发电机具有一些显着的结构差异。 以下是它们的一些主要区别：
大型交流发电机的结构特点：
1.转子结构：交流发电机的转子通常缠绕在旋转轴上，通过机械能旋转以切割磁场以产生感应电动势。 交流发电机的常见类型包括同步发电机和异步（感应）发电机，它们的转子结构略有不同。
2.换向器：交流发电机不需要使用换向器，因为它们本身产生的电流是交流电。 这降低了复杂性和成本。
3.定子结构：定子是包含线圈和铁芯的不动部分。 在同步发电机中，定子上的线圈与转子的磁场同步移动。 在异步发电机中，定子上的线圈通过感应产生电流，而无需与转子同步。
4.电刷和滑环：一些交流发电机，尤其是小型同步发电机，可能会使用电刷和滑环为转子提供电流。 但在大型发电机中，通常使用无刷设计，无需使用电刷和滑环。
大型直流发电机的结构特点：
换向器（整流器）：直流发电机的关键部件是换向器，也称为整流器。 这用于将产生的交流电转换为直流电。 换向器通常由一系列换向器组成，这些换向器负责将交流电转换为单向电流。
电刷和滑环：大型直流发电机通常使用电刷和滑环系统。 电刷是导电碳块，通过与滑环接触为转子提供电流。 这种设计允许直流发电机在旋转过程中保持直流电流。
励磁系统：直流发电机通常需要励磁系统来产生磁场，从而切断转子并产生电动势。 励磁系统可以是直流发电机的单独部分，也可以是直流发电机本身的一部分。
一般来说，交流发电机和直流发电机之间的结构差异主要体现在交流电的处理方式和产生电流的机理上。 这些差异反映了它们在不同应用场景中的优势和特点。
现代直流发电机的尺寸相对较小与技术进步和应用领域有关，它们没有交流发电机那么多的体积和类型的原因可能是多方面的：
1.技术进步：科学和技术的进步使工程师能够设计出更高效、更紧凑的直流发电机。 先进的材料科学、制造工艺和设计方法使直流发电机能够在更小的占地面积内实现更高的功率输出。 此外，电子元件的小型化和集成化也有助于发电机尺寸的减小。
2.应用领域的变化：直流发电机通常用于更具体的领域，如电动机、发电机组、风力涡轮机等。 这些应用在体积和重量方面可能要求更高，因此工程师正在努力设计更紧凑、更轻便的直流发电机，以满足特定的应用需求。
3.标准化：直流发电机可以相对标准化，因为直流发电机在大多数应用中都遵循类似的设计规范和标准。 这使得制造商更容易生产大量标准化直流发电机，从而降低成本并提高效率。
4.适用范围的局限性：直流发电机的应用范围比较窄，通常用于需要直流电源的特定应用，如电动汽车、船舶、风力发电等。 相比之下，交流发电机的应用范围更广，包括家用电器、工业机械、发电厂等，因此需要不同体积和功率的交流发电机来满足不同的需求。
总的来说，现代直流发电机体积小的原因主要是由于技术进步、应用领域的变化、标准化和应用范围的局限性等因素的综合作用。
过去用现代大型交流发电机取代大型直流发电机，以及直流发电机向小型直流发电机的发展，以及相对可变的交流发电机尺寸，都可以归因于一系列技术和经济的演变：
1.传输效率：直流发电机需要使用换向器（整流器）将交流电转换为直流电。 在早期的电力系统中，这种换向器技术相对复杂，并引入了较大的能量损失。 相反，交流电可以通过变压器的电压升高或降低，从而降低传输损耗。 因此，交流输电在长距离传输电力时效率更高。
2.电网标准化：电力系统在发展初期就采用交流电作为标准。 电力系统的标准化导致了交流发电机的广泛使用，而直流发电机的使用逐渐减少。
3.技术改进：随着电力系统的不断发展，交流发电机的设计和控制技术不断改进，使其更加高效和可靠。 这包括使用先进材料、冷却技术、数字控制系统等。
4.可再生能源的兴起：随着可再生能源的兴起，尤其是风能和太阳能，这些能源产生的电流通常是直接的。 直流发电机更适合这些应用，因为它们不需要电流转换，并且能够将来自可再生能源的直流电直接输出到电网。
5.小型直流发电机应用的增加：随着电子技术的发展，小型直流发电机在许多应用中变得更加实用，例如电动汽车、计算机硬盘、电子设备等。 这些应用创造了对小型、高效和可控直流发电机的需求，推动了相关技术的发展。
对于变容积的交流发电机，这主要是因为交流发电机用于多种场景，从家庭用电到工业生产，每个应用领域对发电机的功率、尺寸和性能都有不同的要求。 因此，交流发电机的设计需要适应具体用途，导致存在不同体积和类型的交流发电机。