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发电机的分类、原理、结构、使用方法，告别小白，一文全明白
发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
一、发电机的分类
柴油发电机组中的发电机是将柴油机的机械能转变为电能的装置，是电力的输出部分。柴油发电机组的种类较多，通常可按以下方法进行分类:
①按使用条件不同，柴油发电机组可分为陆用和船用两大类，陆用机组又可分为固定式和移动式(拖车式)两类。
②按陆用机组使用要求的不同，柴油发电机组可分为普通型、自动化型、低噪声型和低噪声自动化型。
③按发电机输出电流性质的不同，柴油发电机组可分为交流发电机组和直流发电机组。
④按交流同步发电机励磁方式的不同，柴油发电机组可分为装备旋转交流励磁机励磁系统的机组和装备静止励磁机励磁系统的机组;
⑤按柴油发电机组用途的不同，柴油发电机组可分为常用发电机组、备用发电机组、应急发电机组。
二、发电机的工作原理
1、柴油发电机
柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。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’。
2、汽油发电机
汽油机驱动发电机运转，将汽油的能量转化为电能。在汽油机汽缸内，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行作功。
无论是柴油发电机还是汽油发电机，都是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动力机曲轴同轴安装，就可以利用动力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。
三、发电机的结构
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
四、发电机的使用方法
发电机组的电压变化率约为20～40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此，随着负载电流的增大,必须相应地调整励磁电流。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。
(1)机组启动前的准备：
1.检查润滑油的油位、冷却液液位、燃油量;
2.检查柴油机的供油、润滑、冷却等系统各个管路及接头有无漏油漏水现象;
3.检查电气线路有无破皮等漏电隐患，接地线电气线路是否松动，机组与基础的连接是否牢固;
4.若环境温度低于零度时，须在散热器内添加一定比例的防冻剂;
5.柴油发电机组 次启动或停机较长时间后再次启动，应先用手压泵排尽燃油系统内的空气。
(2)启动：
1.合上控制箱内的保险后，按启动按钮，按下按钮3~5s，若启动不成功，应等20s左右再次启动。若多次启动不成功，应停止启动操作，排除电瓶电压或油路等故障因数后，再次启动;
2.启动时应观察几油压力，若油压无显示或很低时，应立即停车检查。
(3)运行：
1.机组启动后，检查控制箱模块各项参数;机油压力、水温、电压、频率等;
2.通常情况下，机组启动后转速直接达到额定转速;有怠速要求的机组，怠速时间一般为3~5min，怠速时间不易过长，否则可能烧坏发电机相关元器件;
3.检查机组油路、水路及电器的渗漏情况;
4.检查机组各连接处的紧固情况，看有无松动和剧烈振动;
5.观察机组各种保护和监视装置是否正常;
6.当转素达到额定转速，起空载运行的各项参数稳定后，合闸供电;
7.检查确认控制屏各项参数是否在允许的范围内，再次检查机组的振动，有无三漏及其他故障;
8.机组运行时严禁超载。
(4)正常停机：
停机前必须先分闸，一般情况卸载后需运行3~5min停机。
(5)紧急停机：
1.发电机组运转出现异常情况时，必须立即停机;
2.紧急停机时，按下急停按钮或将喷油泵停机控制手柄迅速推倒停车位置。
(6)保养事项：
1.柴油机滤芯更换时间为300H;空气滤芯更换时间为每400H;机油滤芯 次更换时间为50H，以后为250H。
2.机油 次更换时间为50H，以后机油正常更换时间为每250H。
发电机发电时，如没有电器在用电，发出来的电都去哪里了?
发电机发电，假如没有电器在用电，相当于负载这边是开路的，也就是发电机线圈的并没有形成回路，没有回路是没有电流的，根据电功率的定义，电功率P=电压U*电流I，因为回路没有电流，所以电功率P=0，也就是没有电功率输出，相当于本质上并没有发电，当然谈不上损失了。
电动势只是一种能力
根据电磁定律，导体运动切割磁力线的时候，会在导体两端形成感生电动势。电动势在物理学上是这样定义的，单位正电荷被电场力从电源的负极，经过电源内部，达到电源正极时所做的功的大小。
光看定义，电动势是比较抽象的，不太好理解。可以顾名思义把电动势理解成让电子产生运动趋势的一种本领，一种能力。好比处于高处水池里边的水，老想流出去，流到下游去这样一种趋势。又好比说一个人很会赚钱，口袋老是装了满满的，这种也是一种能力。发电过程，电动势也反应发电机把机械能转换成电能的一种能力本领。
有本领有能力，不做事，相当于能力体现不出来，也等同于没有能力，好比上边说到有赚钱能力的人，并没有把钱花掉，和穷人没有两样一个道理。当没有任何负载接入发电机的回路里边，回来没有电流，并没有产生电功率。但是导体切割磁力线是存在的，所以有电动势，展现了发动机能发电的一种本领而已。再次回到水池装满水了，但是水阀是关闭着的，并没有水漏出去一样的道理，并没有什么损失，水还在水池里边。
导体没有切割磁力线时候，正负极两端都是中性的，因为金属正电荷和电子是完全一致的，导体没有对外显示出任何带电状态。当切割磁力线的时候，正电荷从负极移动到正极，可以理解成电磁力让正电荷和电子实现了在这一段导体上分离了一些出来，正极聚焦了正电荷，而负极聚集了电子，这样分别在导体两头呈现出不同的带电状态来。正负电荷分离出来的数量越多，代表发电机的电动势越强，发电能力也越强。因为没有负载接入，而发电机的发电能力是有限的，导体的能分离出来的数量也是有限的，到了一定程度，正负电荷不再继续分离增加了，发电机怎么转，都不会再有新的正电荷从负极移动到正极了。好比水池里边的水已经满了，水泵再往里边送水，也送不进去这个道理。
电能的转化看电流
灯泡发光，是因为电流流过钨丝等东西，转换成热能或者光能，而风扇在转，也是电流流过电机内部，让电能转换成动能。要让负载工作同时消耗电能，必须要有电流流过负载本身，这样电能才可以转换成其他形式的能。
发电机带动负载发电时候，机械能会因为切割磁力线存在，发电机线圈内部会分离出来正负电荷，让正电荷跑到正极，负电荷保留在负极，转换成电能，而电能因为有回路，让正电荷从正极，经过负载，流回负极，这样相当于正电荷做了一个封闭的循环，回到了初的位置了，让正负电荷中和，这样机械能再次在发电机线圈内部分离正负电荷，重复这个流程，这样一个流程就是有源源不断电流产生的过程。
发电机可以看成一个电压源，电动势代表这个电压源的能力，电压是稳定的，发电机输出的电功率大小，取决于负载这边的电流大小，电流越大，发电机把机械能转换成电能的数量会越多。反过来，如果负载没有电流，发电机实际上是在空转，除了一些摩擦力在消耗能量外，并不会有机械能转换成电能，不存在白白损失的问题
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浅析柴油发电机容量选择、启动方式及冷却系统
一、设置原则
导读：在《柴油发电机组的选择过程中》我们主要是以负荷要求为基础来判断是否设置柴油发电机组。具体来说：首先，针对一级负荷中的重要负荷用电情况下，可采用柴油发电机组作为补充、应急电源；其次，针对一级负荷用电过程中，由于地理条件、经济、技术等要素的限制而难以从市电中获取第二电源的用电情况，也可适当选配柴油发电机组作为补充；第三，大中型商用建筑或者建筑高度超过100m情况下。市电中断将会带来巨大的财产损失，并有较大概率造成人身伤害，因此也同样有必要采用柴油发电机组作为应急电源： 针对部分难以从市电中获取电源的二级负荷用电也可适当配置柴油机发电机组。
二、机组选择（一）容量选择
（1)应急负荷大小、单台电动机 启动容量以及投入顺序是确定装机容量的主要影响因素。如应急负荷较大，可采用多机组并列运行的方式供电，而当用电负荷谐波较大的时候，必须对该因素对发电机组发电能力可能带来的影响给予充分的重视。
（2）具体的装机容量的计算方法包括：稳定负荷计算装机容量、电机启动过程中负荷为基础计算装机容量、启动过程中发电机母线可承受电压压降计算装机容量。
（3）为了保证电机的顺利启动，自备发电机组的装机容量必须和建筑内电动机的功率之间保持高度一致，不然将会导致由于发电机绕组升温过快或者母线承载能力不足而导致的保护开关动作。
（4）发电机数量应和实际需求保持一致，一般情况下，800KW以下应选用单机供电，而高于800Kw可根据实际情况选择两台或以上机组供电。在多台机组联合发点的过程中，应选择那些型号、规格基本相同的设备，为运行并车的顺利进行提供有效支持。高速柴油发电机组以及无刷励磁交流同步发电机配合自动电压调整装置在实际的应用过程中供电效果更为良好。
（二）启动方式
（1)带有自启动装置的机组为合适，这是因为作为备用设备，应保持常备启动状态。尤其是在高层建筑中和火灾自动报警系统保护对象，一旦出现停电事故，机组能够快速启动，在3S内完成整个供电运转工作。机组在出现停电事故后的3s内自动启动，启动时间正常为10S，长时间不超过15S。当一次启动失败之后，将在3S内自动进行第二次启动，共有三次自启动功能，总用时不超过30S。发电机输出主开关合闸供电。市电恢复后，机组延时2-5min不卸载运行5min后主开关自动跳闸，空载冷却运行 10min后自动停车。
（2）为了保证在实际应用过程中，柴油发电机组的稳定性，设备应具有不同延时错开启动功能，当用电重要性相同的情况下，应首先启动容量大的负荷，这样可 限度的保障供电水平。
（3）自启动机组的操作电源、机组预热系统、燃料油、润滑油、冷却水以及室内环境温度等均应保证机组随时启动。必须有独立水源，在市电供电停止之后，能够正常提供供水。
（三）冷却方式
在实际运转过程中，柴油发电机组往往会产生大量的热量，尤其是燃烧产生的高温，如果没有相应的散热手段作为支持，其增压器、外壳工作性能必然受到严重的影响。冷却系统的功用在于，通过油或者水、风循环来带走各个部件的热量，从而保证部件的正常工作温度。当前阶段技术水平下，
主要采用水冷和风冷的方式对柴油机组进行冷却处理，包括水泵、水箱、降温风扇构成的散热系统能够有效的降低柴油机发电机组在运转过程中的工作温度。实际上，温度过高或者过低都会对柴油机发电机组的正常运行带来一定的负面影响，因此在散热设备的选择过程中，应以柴油机各个部件的工作温度为主要依据。
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柴油发电机气缸套磨损的形式多样而复杂，主要有：磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损和穴蚀等，通常是几种磨损形式同时存在，互相影响，相互作用，从而加剧了气缸套的磨损。柴油发电机气缸套异常磨损与操作、保养方法有很大关系，只有保持正确的操作和保养方法，才能有效减少和柴油发电机气缸套的异常磨损，延长使用寿命和大修间隔期，降低使用成本，提高企业的经济效益。
气缸套异常磨损的原因分析：气缸套的磨损分为正常磨损和异常磨损。正常磨损是在正常工作条件下所发生的磨损，一般分3个阶段，即：初始磨合期、稳定磨损期和后期急剧磨耗期。正常磨损的磨损率较低，一般为0.01～0.08mm/1000h；异常磨损率则达到10～15mm/1000h。根据维修经验分析，在灰尘多的环境下工作的柴油发电机的气缸套异常磨损主要与下列因素有关：
1.操作不正确造成的气缸套异常磨损分为以下几类：
超速超负荷作业：柴油发电机超速运转时，活塞运动速度加快，缸套和活塞环间摩擦表面温度随速度增加而升高，当缸套表面温度升高至200℃左右时，缸套表面润滑油膜遭到破坏，摩擦状态也由边界摩擦变为干摩擦。同样，超负荷作业时，进油量增多，燃烧室内空气充量相对较为不足，造成燃料燃烧不完全，导致排气温度高，缸套表面温度随之上升，润滑油膜被烧蚀、破坏，使摩擦面间润滑不良，产生干摩擦。燃烧不完全和润滑油被烧蚀，使缸套表面积炭增多，产生了磨粒磨损；同时润滑油的高温扩散性差，易产生高温腐蚀。因此，长期超速超负荷作业，缸套异常磨损特别严重。
频繁变换工况：当发电机在变换工况下运行时，如启动、停机、变负荷等，缸套和活塞环表面间的润滑油膜会随之发生变化，容易使缸套磨损。
为以下几类：
（1）“三滤”未清洁或失效而没能及时更换：烟尘主要含有石英砂等，柴油发电机在含尘量较多的环境中作业时，灰尘易随着空气经进气系统带入气缸中。此外也有可能是污染了灰尘的机油和燃油一道进入发电机。当空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器因灰尘堵塞而未清洁或失效而无及时更换时，灰尘就较易进入发电机，这些尘埃进入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨损。有试验表明，当磨粒直径在30m左右时，所造成的磨粒磨损为剧烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨损则较轻微。在弗列加滤清器过滤效果良好的情况下，弗列加滤清器一般能过滤掉10m以上的磨粒，因此经常清洁弗列加滤清器和及时更换失效的弗列加滤清器，对减少磨粒磨损有很大作用。
（2）冷却水温度太低或太高：冷却水温度过低，则因燃烧生成的二氧化碳、硫的氧化物容易与凝结于缸壁的水滴结合成碳酸、硫酸和亚硫酸，对缸壁造成严重的酸腐蚀；同时温度低，燃料不能完全燃烧，一部分成为废气排出，一部分则渗入并破坏缸壁的润滑油，导致摩擦面间润滑不良，磨损加剧。冷却水温度太高，则使润滑油养化严重。有试验表明，温度每增加10℃，氧化速度将增加一倍，因此，缸套壁温度过高，润滑油膜氧化速度进行得很快，此时润滑油粘度降低，油膜容易破坏，加剧磨损，根据对许多柴油机的试验表明，冷却水温度在75～80℃为宜，此时磨损量较低；另外，润滑油在高温氧化后生成的积炭使摩擦表面产生磨粒磨损，使磨损更加严重。造成冷却水温度太低和太高的原因主要有：发电机频繁开开停停或启动时节温器失效致冷却水始终未能进行小循环使冷却水温度太低。水箱水量太少，水泵风扇皮带太松致风扇风力不足；冷却水道堵塞水流不畅，水箱冷却片污物多致散热差；冷却水道渗入高温气体；润滑油变质缸套积碳散热差、磨损严重等，均会造成水温偏高。
（3）燃烧室内积炭多：柴油发电机运转一段时间后，就会在活塞顶、进排气门、气缸盖的燃烧室上面积聚一定数量的积炭，若没有及时清理，这些积炭就会在摩擦面间形成磨粒，使摩擦面产生磨粒磨损；同时因积炭造成表面散热差，导致磨擦面间表面温度升高，降低润滑油的润滑性能，也同样加剧了气缸套的磨损。
（4）润滑油变质：润滑油变质后对金属表面的吸附力和分散力下降，从而使有腐蚀磨损表面更加严重，表面摩擦状态也由于润滑油的变质而粘度下降，容易破坏润滑油膜，使表面磨损加大，对此，应定期更换润滑油，确保表面处于良好润滑状态。
为防止气缸套发生类似上面的异常磨损，应做好以下几点措施：
1）柴油发电机启动后，应适当地慢转一段较短时间，待温度升高后，再带负荷工作；柴油发电机在带负荷工作时转速应均匀，不应在超负荷情况下工作，工作温度要保持在规定的范围内，不可过高或过低；
2）按时清洁更换失效的空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器；按不同季节更换不同的润滑油，定期添加或更换油底壳的润滑油；定期清洁活塞顶、气门及气缸盖上的积炭；经常清洗水箱，清通冷却水道，检查、调整风扇皮带，检查节温器性能，失效应及时更换。
3）发现柴油发电机有故障时要及时排除，避免因小故障而造成大的损失；维曼发电机租赁
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