发电机需要励磁的主要原因如下：
产生旋转磁场
发电机转子需要励磁以产生一个旋转的磁场。这个旋转磁场在定子绕组中切割磁力线，从而在定子中感应出电动势，最终形成发电机的输出电压。
维持电压稳定
励磁系统通过调节励磁电流的大小和方向，可以调节发电机输出电压的大小和方向，从而确保输出电压稳定在所需的水平。
提高效率
通过调节励磁电流，同步发电机可以适应不同的负载需求，从而实现更高的效率和更好的性能表现。
在系统故障或脱机期间保持稳定运行
在系统故障或发电机脱机期间，励磁系统可以维持同步发电机的稳定运行，防止因剩磁过大而引发事故。
在低负荷下运行时维持空载电压
当发电机在低负荷下运行时，励磁系统有助于维持其空载电压，确保系统能够继续提供电能。
启动过程
在发电机的启动过程中，励磁系统提供一个初始的旋转磁场，使转子开始旋转并将能量传输到电网。
综上所述，励磁系统在发电机运行中起着至关重要的作用，它不仅确保了发电机能够产生稳定的电压和功率，还在各种运行条件下维持系统的稳定和安全。