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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。

怎样柴油发电机气缸垫烧损？ 由于柴油发电机工作粗暴、噪声大、气缸垫轻微烧损不易察觉，判断困难，以致气缸垫更换不及时（或屡换屡烧），造成气缸套变形，密封阻水圈损坏以及缸盖和缸体之间过梁处受高温高压气体的冲击，导致严重烧蚀沟痕，致使维修困难以及机件报废的现象比较普遍。特别是压缩比大，比轼率高，高增压的进口发动机更为突出。严重地影响了工程机械的使用经济性及可靠性。为此本文通过对柴油机气缸垫烧损的现象及原因原分析，介绍了烧损气缸垫的判断方法及延长其使用寿命的措施。 1、气缸垫烧损的特点、现象及判断 1.1相邻两缸过梁处烧损 现象：发动机运转中动力突然下降，转速明显降低；机体抖严重且排气管有轻微放冤屈现象；发动机熄火后启动困难或怠速时极不稳定。 判断：使发动机在怠速稍高状态运转，个人很热份额提高他孔中有烟冒出，则表明此相邻两缸气缸垫烧损严重。 1.2气缸口与冷却水道之间烧损 现象：发动机运转时，水温突然升高，且转速沉闷，动力下降，冷却水消耗过快；排气管有水气排出，特别是怠速运转时，排出的废气呈淡黄色现象；曲轴箱油平面升高，润滑油乳化现象严重；散热器加水口处有水锈痕迹。若烧损严重时，大量的冷却水会进入气缸，造成发动面无法启动。 判断：将散热器加满水，起动发动机并突然加速。观察散热吕加水口，若此时有水泡出现，或冷却水外窜，则表明气缸垫底烧损，为进一步判断烧损部位，可拆下发动机进气管，起动发动机，用棉纱等物进气口进行加速试验。若在加速的同时荼热器加水口处水泡或冷却水外窜现象减弱或消失，则表明此缸气缸热烧损。 1.3气缸口与润滑油道之间烧损 现象：机油压力不稳定以及油温升高过快；润滑油中有气泡，颜色变浅并有柴油味，润滑氧化变质速度以及消耗过快；柴油机低温时，排气管有大量的蓝烟排出。 判断：起动发动机，使转速突然升高，观察机油压力表，若机油压力在猛加速的同时不稳定且指针严重抖动，则表明气缸热烧损。为进一步判断烧员部位，可起动发动机至中、高、速，分别拆下各缸喷油器试验，若从某缸灞油器孔内有机油喷出，则表明该缸与润滑油道间气缸垫烧损。 1.4气缸口与气垫边缘之间的烧损 现象：烧损轻微时，表现为发动机动力下降，加速迟缓，辜负的歌我如何特别是大负荷时尤为明显，怠速时转速不稳且机体抖动严重；若烧损严重时，在气缸的中上部能察听出有节奏的“嚓，嚓”声。 判断：气缸垫烧损往往发生在机体温度较高处（排气管一侧较多）。在烧损部位一般有明显的被液体冲刷现象，同时发动机运转时会出现黄色气泡。为判断烧损部位的准确性，可起动柴油机至响声明显转速，分别拆下各缸高压油管，若某缸在拆下油管的同时，响声下降或消失，则可断定此缸气缸烧损；若烧损轻微不易判断时，可在缸盖与缸体结缝处均匀涂些机油，若有气泡出现，则表明此处气缸垫烧损。 1.5气缸口与气缸盖螺栓孔之间烧损 现象：发动机怠速不稳；气门罩盖处有轻微的“嚓，嚓”声；气缸螺栓（母）经常松动。 判断：若发动机运转时，气缸螺栓（母）经常松动，且观察在气缸盖上端螺栓孔周围及螺栓上有积炭沉积，则表明此处气缸垫烧损。 若烧损部位不明显较轻难以判断时，可在螺栓孔周围均匀涂上机油，起动发动机并突然加速，若有气泡出现，则表明此处气缸垫烧损。 在实际工作中，气缸套烧损的部位往往不是单一的出现，其表现的特点及现象也是多种多样的，所以应根据实际情况，进行综合分析，以达到快速准确判断烧损部位。