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柴油发电机的工作原理 工作原理 一、柴油发电机组生成机理： 柴油发电机组中常用的发电机为同步交流发电机，是以电磁感应为基础的旋转式机械。根据其结构特点可分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。 在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 柴油发电机组工作结构图 二、交流发电机生成机理 以旋转电枢式同步发电机为例介绍柴油机组中发电机的工作原理。 旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同，都是电磁感应现象。而主要区别有两点： （1）产生感应电流的方式：旋转电枢式发电机通过电枢的旋转使闭合线圈的磁通量变化，从而产生感应电流；旋转磁极式发电机则通过磁极的旋转使定子线圈切割磁力线，从而在定子线圈中产生感应电流。 （2）电力输出方式：旋转电枢式发电机通过电刷和集电环向外接电路供电；而旋转磁极式发电机则直接将电力送往外接电路，因此相对于旋转电枢式、旋转磁极式发电机可提供电高的电压，适用于大型发电机。 1、电动势的产生 ● 当导体切割磁场的磁力线时，会在导体中产生感应电动势。 ● 线圈abcd代表整个电伛绕组、其两端分别固定在同一转轴上的滑环1和2上，两者同轴旋转，且相对位置和连接关系不随转子位置的变化而变化。电刷A和B通过刷架固定在发电机的端盖上、且与滑环1、2的滑动接触关系不变。 ● 当电枢沿顺时针方向旋转，ab边处于N极下时、山边的感应电动势方向为由c至d，并设此时电动势方向为正方向;当电枢旋转180。后、ab边处于S极下，cd边处于N极下，此时ab和cd边中的电动势均改变方向，显然此时电动势为负值。 由上述过程可知，对于一对磁极的单向同步交流发电机、其转子旋转一周，在电枢绕组中产生一个周波的交流电动势。若磁通密度B按正弦规律分布，则可产生正弦交流电动势。而对于三相同步交流发电机、其各项绕组产生交流电动势的原理与单项同步交流发电机完全相同。 2、电动势的大小 根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、导体中的感应电动势e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——导体在磁场中的有效长度； ● V——导体垂直于磁场方向的运动速度。 而正弦交流电动势的有效值E计算： E=Kn ● 式中n——发电机转速； ● K——发电机的结构常数。 同步交流发电机制成后，其结构常数K已成定值。因此，可通过改变发电机的转速n或每极磁通来调整其输出电压的高傲。但是，通常情况下要求电动势的频率f恒定，而频率f与转速n成正比，所以发电机的转速是不能随便调整的。因此，主要通过调节同步交流发电机磁通量的大小，达到调整其输出电压的目的。 3、电动势的频率 ● 当发电机磁极对数一定时(如P=1)，其转子每旋转一周，电枢绕组可产生一个周波的交流电动势。转子旋转两周，产生两个周波的交流电动势，苦转子每秒旋转n/60周，则产生n/60周/s的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f与发电机转速n成正比。 ● 当发电机的转速一定时(如n=1周/s)，磁极对数P=1，转子每旋转一周产生一个周波的交流电动势。磁极对数P=2，转子每旋转一周产生两个周波的交流电动势。若为P对磁极，转子每旋转一周产生P个周波的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f还与磁极对数P成正比。 综上所述，同步交流发电机电动势的频率f与其转速n 和磁极对数P成正比，因此f的计算公式为： F=P*n/60 (周/s) 改变同步交流发电机的转速n或磁极对数P,均可改变其频率f。但是，发电机制成后，其磁极对数P是不能改变的因此,只能通过改变转速n来调整频率f。一旦频率f达到额定值后，就不能再随便改变转速n。 4、改善电动势波形的措施 根据要求，同步交流发电机输出电压应为正弦波。但是，由于发电机定子铁芯结构、磁极结构、电枢绕组结构、三相发电机电枢绕组的连接形式等因素的影响，电动势的波形会产生畸变，形成非正弦交流电动势。 非正弦交流电动势中除含有基波分量外，还含有频率不同的许多高次谐波分量。不仅严重影响发电机的性能和工况，还影响用电设备的正常工作。因此，在设计、生产同步交流发电机时，采取了诸多方法，改善电动势波形，使其成为正弦波。其具体方法有：改善磁极形状、采用斜槽定子、改善定子绕组结构和三相发电机采用星形接法。 （1）改善磁极形状：磁极的分布规律由磁极的形状决定，将磁极尖削尖或采用扭斜磁极，使磁通密度B近似按正弦规律分布，进而使电动势成为正弦波； （2）采用斜槽定子：将定子铁芯扭斜一个槽距的位置，使其成为斜糟定子，无论转子旋转至何种位置，磁极端画所覆盖的铁芯齿面积始终保持不变，这样可齿谐波的影响； （3）改善定子绕组结构：同步交流发电机通常采用短距分布式绕组结构，可或削弱许多高次谐波分量，使电动势接近于正弦波； （4）三相发电机采用星形接法：三相同步发电机的三相电枢绕组采用星形接法，其线电压中将不再含有三次及三的整倍数次谐波分量·改善线电压的波形。 5、同步交流发电机励磁方式 发电机励磁功率的产生方式，称为其励磁方式。同步交流发电机的励磁方式有他励式和自励式两种。 （1）他励式：励磁功率由本身以外的其他电源供给，这种发电机称为:他励式发电机。根据获得励磁功率形式的不同，他励式交流发电机又有采用血流励磁机励磁和采用无刷交流励磁机励磁之分。其中、采用直流励磁机励磁是靠同轴转动的并励直流发电机供给励磁功率的；采用无刷交流励磁机励磁是由同轴转动的交流励磁发电机供给励磁功率的。 （2）自励式：励磁功率由本身供给的发电机称为自励式发电机。其励磁功率一般由以下三种方法获得：直接从同步交流发电机输出端取得，由安装在同步交流发电机的定子槽中的副绕组供给；发电机电枢绕组为带抽头式的，由抽头处引出部分电枢绕组供给。 综上所述，无论是他励式同步交流发电机，还是自励式同步交流发电机，改变励磁电流的大小，均可调整发电机的输出电压。

细节决定成败,柴油发电机油料的选择上应该更细致 柴油发电机功率大、效率高、能耗低，因而得到了广泛的应用。也正是这些优点，现代柴油发电机反而显得“娇贵”，在油料的选择与使用上才应更细致，细节决定成败。正确选用柴油发电机的油料，既是值机人员应该养成的一种好习惯，做好这些细节，就能确保柴油发电机正常运行。 随着环境温度的变化，柴油发电机使用的柴油牌号也需要相应变化，否则，柴油发电机中的燃油系统就可能结蜡，堵塞油路，影响柴油发电机的正常工作。一般的选用原则就是，夏季使用夏季柴油，比如10#柴油；冬季必须根据环境温度使用相应牌号的冬季柴油。如因环境温度较低，柴油凝点的原因造成柴油发电机不易启动，可以向柴油中添加10％~40％的裂化煤油以降低其凝点，也可以在进气管中注入少量低温启动液进行启动。在柴油发电机的使用过程中，还需要特别注意以下几点： 其一，保证柴油的质量。劣质柴油可能对柴油发电机供油系统的精密部件造成严重的损坏，应该到正规的加油站加油。 其二，保持柴油的清洁。按规定的时间或里程对车辆进行保养，保证燃油弗列加滤清器的正常工作。更换柴油滤芯时，务必向弗列加滤清器中加注经过滤后的柴油，电控柴油发电机更应如此。 ，在任何情况下柴油都不能与柴油混合使用，否则，柴油发电机可能产生爆炸性故障。 要确保柴油发电机的使用寿命，不仅要选好柴油的种类和牌号，还要正确掌握柴油的使用方法，保持柴油的清洁、新鲜。每次开机运行之前，记得检查柴油，观查柴油的颜色、气味有无变化。一旦发现柴油的颜色、气味以及性能指标有较大变化时，应及时更换柴油，确保柴油发电机。加注柴油要适量，油量不足会加速柴油的变质，而且会造成零件的烧损；而柴油加注过多，不仅会使油耗增大，还容易造成燃烧室烧柴油，恶化混合气的燃烧。另外，要避免不同牌号的柴油混合使用。否则，不同牌号的柴油可能相互起化学反应，导致柴油质量变质，影响润滑质量。 对于工作负荷大、转速较低的柴油发电机，如工程机械、发电机组等，应选择粘度较大的柴油。这样是为了保证摩擦面有足够的油膜厚度，且摩擦阻力小，节省燃料。与此同时，还应根据地区、季节、环境温度的不同，选择不同粘度的柴油。柴油的粘度会随着温度的升高而发生变化，温度较高时，润滑油的粘度会有所下降，抗氧化性变差。因此，冬季寒冷地区，应选用粘度小、凝点低的多级柴油，以保证车辆冬季冷启动顺利，同时及时有效地供油到各润滑点；夏季温度较高，则需要选用粘度较大的柴油。而对于在沙漠等酷热地区使用的柴油发电机而言，就应该选用粘度级别更高的柴油，以保证足够的柴油压力。 随着共轨技术、电控技术、增压中冷、排气再循环等技术的广泛应用，柴油发电机的发展趋势已经形成。甚至有专家预测，在未来几十年中柴油发电机将成为世界的主流。如何 限度地发挥柴油发电机的这一优势，正确地选择与使用油料至关重要。油料品质的好坏直接关系到柴油发电机能否正常运转。如果使用品质差的油料，必然会导致功率不足，加剧机件磨损，降低柴油发电机的使用寿命。无论什么类型的柴油发电机，油料的选择和使用要求大体上都是一样的。 总之，选择正确、检查和更换机油是为了确保柴油发电机性能，延长使用的重要组成部分，值机人员必须引起重视