동기발전기에서 직류 계자전류가 없는 상태에서도 교류전압이 발생되는 이유는 여자기(Exciter)라는 장치를 통해 교류전류를 생성하기 때문입니다. 여자기는 동기발전기의 계자권선에 직류전류를 공급하는 장치로, 전자석 원리를 이용하여 계자를 자석화시킵니다. 이렇게 자석화된 계자는 회전하는 부분인 동기발전기의 자석과 상호작용하여 교류전압을 발생시킵니다.
여자기에는 직류여자방식과 교류여자방식이 있습니다. 직류여자방식은 직류를 사용하여 계자권선에 전류를 공급하는 방식이지만, 대형 발전기에서는 DC발전기의 크기가 커지고 복잡해지는 문제가 있어 현재는 사용되지 않습니다. 대신 교류여자방식이 주로 사용되는데, 이 방식은 3상 교류발전기나 소스를 사용하여 여자전원을 생성하고, 정류기를 통해 교류를 직류로 변환하여 계자권선에 전류를 공급합니다.
따라서 동기발전기에서는 여자기를 통해 교류전압을 발생시키기 때문에 직류 계자전류가 없는 상태에서도 교류전압이 발생하는 것입니다.