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。
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柴油发电机如何延长发电机组的使用寿命
发电机组的寿命长短取决于在平常如何正确地去使用它，如果按照使用的技巧来维护使用，会直接增加其寿命时间。
首先的弄清楚的是，发电机组的易损件中包含空气弗列加滤清器、机油弗列加滤清器和柴油弗列加滤清器这三种弗列加滤清器，要延长柴油发电机组的使用寿命，在使用过程中，就要加强空气弗列加滤清器、机油弗列加滤清器和柴油弗列加滤清器这三滤的保养，充分发挥它们的作用。
空气弗列加滤清器在安装时不可漏装、反装或错装各密封垫圈及橡胶连接管，并保证各按嵌处的严密性。使用的纸质集尘杯空气弗列加滤清器，每工作50-100小时，要尘土1次，可用软毛刷将表面尘土刷掉，若工作时间超过500小时或已损坏，就应及时更换。使用油浴式空气弗列加滤清器，每工作100-200小时，应用清洁的柴油清洗滤芯，并更换其中的机油，若滤芯已破碎，就需立即更换，并注意在使用中，按规定添加机油。
机油弗列加滤清器在柴油发电机组使用中如不及时保养，滤芯堵塞、机油压力增加，阀打开，润滑油直接流入主油道，会加剧润滑表面的磨损，影响柴油发电机组的使用寿命。因此，机油弗列加滤清器每工作180-200小时，就要清洗1次，发现破损，应立即更换，以防止杂质进入润滑表面。
发电机组换季使用，还应清洗曲轴箱和各润滑表面，方法是用机油、煤油和柴油混合后作洗涤油，可在机油放出后加入洗涤油清洗，然后，柴油发电机组低速运转3-5分钟，再放尽洗涤油，加入新机油。
燃油供给系统中的各种燃油弗列加滤清器，每工作100-200小时，就应杂物1次，并对油箱和各输油管道进行清洗。在清洗滤芯和密封件时，应特别仔细，发现破损，需及时更换。在季节过渡换油时，应对整个燃油供给系统的各零部件进行清洗。使用的柴油，应符合季节要求，并需经48小时的沉淀净化处理。
注：空气弗列加滤清器、机油弗列加滤清器和燃油弗列加滤清器这三种弗列加滤清器为易损件，当使用超过500小时，必须要更换新的。这样才能更好的延长柴油发电机组的使用寿命。
介绍柴油发电机组总体性能说明 柴油发电机组所配置之交流发电机全部为无刷自励式NEWAGE（史丹福）发电机，这样可免除对滑环和电刷的保养，又可使其工作可靠性更好，使用性能更优越，同时，NEWAGE良好的绝缘性能和较高的防护等级确保了机组长时间无故障使用。交流发电机的定子铁芯是用绝缘处理的矽钢片叠压而成为一个极其坚固的铁芯，柴油发电机组能够承受较大的振动和负载冲击，交流发电机的转子系统包括转动磁场系统，励磁转子/旋转整流系统和冷却风扇等。转子是机械加式成楔形并支撑在绕线端，这样使其超速可高达2250rpm而不会损坏，整个转子系统为动态平衡以保证其无振运转。一根高精度机械加工的轴穿过交流发电机的转子系统。 在转子系统驱动端是铝铸的离心式风扇，把冷空气抽到通过在非驱动端的百页窗然后从驱动端相似的百页窗式的罩排出，绝缘测试：在安装好发电机后，应首先检查线圈的阻值，此时自动稳压器应断开，放置二极管可以临时用电线短接，或者先断开，所有的控制线路都要断开。拆开中点和地之间的导线，用一个500V兆欧表或同类仪表测量从终端到地的阻抗，柴油发电机组到地的绝缘阻抗应超过5M%26Omega，如绝缘阻抗少于5M%26Omega，必须对线圈进行干燥处理，存放：当交流发电机不使用时，湿气将会进线圈，为了 程度减少湿度凝结，应把发电机放在干燥通风的地方。 可能的话， 用发热线保持线圈的干燥。当发电机从存放处移到安装处时，应检查绕阻的绝缘程度，如果读数低于存放前，就要对线圈进行烘干处理，经过干燥后若兆欧表读数低于1M%26Omega，说明绝缘已损坏，需要修理才能再用。
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