柴油發電機的工作原理 工作原理 一、柴油發電機組生成機理： 柴油發電機組中常用的發電機為同步交流發電機，是以電磁感應為基礎的旋轉式機械。根據其結構特點可分為旋轉電樞式和旋轉磁極式兩種。 在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。 將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。 柴油發電機組工作結構圖 二、交流發電機生成機理 以旋轉電樞式同步發電機為例介紹柴油機組中發電機的工作原理。 旋轉磁極式發電機產生電動勢的原理與旋轉電樞式相同，都是電磁感應現象。而主要區別有兩點： （1）產生感應電流的方式：旋轉電樞式發電機通過電樞的旋轉使閉合線圈的磁通量變化，從而產生感應電流；旋轉磁極式發電機則通過磁極的旋轉使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產生感應電流。 （2）電力輸出方式：旋轉電樞式發電機通過電刷和集電環向外接電路供電；而旋轉磁極式發電機則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉電樞式、旋轉磁極式發電機可提供電高的電壓，適用于大型發電機。 1、電動勢的產生 ● 當導體切割磁場的磁力線時，會在導體中產生感應電動勢。 ● 線圈abcd代表整個電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉軸上的滑環1和2上，兩者同軸旋轉，且相對位置和連接關系不隨轉子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發電機的端蓋上、且與滑環1、2的滑動接觸關系不變。 ● 當電樞沿順時針方向旋轉，ab邊處于N極下時、山邊的感應電動勢方向為由c至d，并設此時電動勢方向為正方向;當電樞旋轉180。后、ab邊處于S極下，cd邊處于N極下，此時ab和cd邊中的電動勢均改變方向，顯然此時電動勢為負值。 由上述過程可知，對于一對磁極的單向同步交流發電機、其轉子旋轉一周，在電樞繞組中產生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規律分布，則可產生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發電機、其各項繞組產生交流電動勢的原理與單項同步交流發電機完全相同。 2、電動勢的大小 根據電磁感應定律,當導體與磁場發生相對運動時、導體中的感應電動勢e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——導體在磁場中的有效長度； ● V——導體垂直于磁場方向的運動速度。 而正弦交流電動勢的有效值E計算： E=Kn ● 式中n——發電機轉速； ● K——發電機的結構常數。 同步交流發電機制成后，其結構常數K已成定值。因此，可通過改變發電機的轉速n或每極磁通來調整其輸出電壓的高傲。但是，通常情況下要求電動勢的頻率f恒定，而頻率f與轉速n成正比，所以發電機的轉速是不能隨便調整的。因此，主要通過調節同步交流發電機磁通量的大小，達到調整其輸出電壓的目的。 3、電動勢的頻率 ● 當發電機磁極對數一定時(如P=1)，其轉子每旋轉一周，電樞繞組可產生一個周波的交流電動勢。轉子旋轉兩周，產生兩個周波的交流電動勢，苦轉子每秒旋轉n/60周，則產生n/60周/s的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f與發電機轉速n成正比。 ● 當發電機的轉速一定時(如n=1周/s)，磁極對數P=1，轉子每旋轉一周產生一個周波的交流電動勢。磁極對數P=2，轉子每旋轉一周產生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極，轉子每旋轉一周產生P個周波的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f還與磁極對數P成正比。 綜上所述，同步交流發電機電動勢的頻率f與其轉速n 和磁極對數P成正比，因此f的計算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發電機的轉速n或磁極對數P,均可改變其頻率f。但是，發電機制成后，其磁極對數P是不能改變的因此,只能通過改變轉速n來調整頻率f。一旦頻率f達到額定值后，就不能再隨便改變轉速n。 4、改善電動勢波形的措施 根據要求，同步交流發電機輸出電壓應為正弦波。但是，由于發電機定子鐵芯結構、磁極結構、電樞繞組結構、三相發電機電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動勢的波形會產生畸變，形成非正弦交流電動勢。 非正弦交流電動勢中除含有基波分量外，還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴重影響發電機的性能和工況，還影響用電設備的正常工作。因此，在設計、生產同步交流發電機時，采取了諸多方法，改善電動勢波形，使其成為正弦波。其具體方法有：改善磁極形狀、采用斜槽定子、改善定子繞組結構和三相發電機采用星形接法。 （1）改善磁極形狀：磁極的分布規律由磁極的形狀決定，將磁極尖削尖或采用扭斜磁極，使磁通密度B近似按正弦規律分布，進而使電動勢成為正弦波； （2）采用斜槽定子：將定子鐵芯扭斜一個槽距的位置，使其成為斜糟定子，無論轉子旋轉至何種位置，磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變，這樣可齒諧波的影響； （3）改善定子繞組結構：同步交流發電機通常采用短距分布式繞組結構，可或削弱許多高次諧波分量，使電動勢接近于正弦波； （4）三相發電機采用星形接法：三相同步發電機的三相電樞繞組采用星形接法，其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數次諧波分量·改善線電壓的波形。 5、同步交流發電機勵磁方式 發電機勵磁功率的產生方式，稱為其勵磁方式。同步交流發電機的勵磁方式有他勵式和自勵式兩種。 （1）他勵式：勵磁功率由本身以外的其他電源供給，這種發電機稱為:他勵式發電機。根據獲得勵磁功率形式的不同，他勵式交流發電機又有采用血流勵磁機勵磁和采用無刷交流勵磁機勵磁之分。其中、采用直流勵磁機勵磁是靠同軸轉動的并勵直流發電機供給勵磁功率的；采用無刷交流勵磁機勵磁是由同軸轉動的交流勵磁發電機供給勵磁功率的。 （2）自勵式：勵磁功率由本身供給的發電機稱為自勵式發電機。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得：直接從同步交流發電機輸出端取得，由安裝在同步交流發電機的定子槽中的副繞組供給；發電機電樞繞組為帶抽頭式的，由抽頭處引出部分電樞繞組供給。 綜上所述，無論是他勵式同步交流發電機，還是自勵式同步交流發電機，改變勵磁電流的大小，均可調整發電機的輸出電壓。

柴油發電機起動后排氣管冒黑煙具體原因是什么 柴油發電機起動后排氣管冒黑煙的故障，一般是由于柴油噴人燃燒室后燃燒不完善，造成大量的游離碳和廢氣一起排出所致。柴油發電機組排氣冒黑煙的具體原因與排除方法如下： 1.供油提前角太小 （1）故障分析。當柴油發電機組供油提前角過小時，會造成噴油器噴油延遲，使噴入燃燒室的柴油來不及充分燃燒就被排出，即柴油機后燃嚴重而使排氣冒黑煙。當供油提前角過小時還會導致排氣溫度增高，耗油量增大，功率不足等故障現象。 （2）故障排除方法。維修人員在遇到排氣冒黑煙現象時，首先應檢查供油提前角是否正確。 2.柴油發機組超負荷工作 （1）故障分析。柴油發電機組在運轉過程中，若出現超負荷工作時，會導致噴入燃燒室的柴油增多，在燃燒室空氣量不變的情況下，就會使多余的柴油得不到充分的燃燒而出現排氣冒黑煙現旁 （2）故障排除方法。上述情況導致的排氣冒黑煙現象，只要降低負荷使用就可。對于使用時間較長而又得不到正常維護的柴油發電機組，應降低負荷使用。 3.柴油發電機組各缸供油量不均勻 （1)故障分析。柴油發電機組在額定負荷下工作時，若各缸供油量不均勻，就會使柴油機出現冒黑煙現象，這主要是因為各缸供油量所承擔的負荷是一定的，若出現個別缸供油量減少時，相比其他的缸就要超負荷工作，供油量多的缸噴人燃室的柴油多，柴油得不到充分燃燒后，就出現冒黑煙的故障現象。 （2）故障排除方法。檢查是哪一缸供油量過大，可采用隔斷法檢查。方法是：機組起動后，分別斷開噴油泵各缸的高壓油管。心若某一缸斷開后，黑煙消失或明顯減弱，且轉速下降比其他缸斷油時明顯，這說明該缸供油量過大。 排除方法是：拆下噴油泵到校泵中心調整各缸的供油量，使各缸供油量符合技術要求。 4.噴油器故障 （1）故障分析。噴油器若出現滴油、竄油或霧化不良時，會導致噴人燃燒室內的柴油燃燒時間延遲而出現排氣冒黑煙的故障現象。 （2）故障排除方法。排除上述故障時，可用隔斷法確定冒黑煙的缸，然后拆下噴油器裝配到另一個氣缸中，若故障轉移到該缸，則說軔此噴油器有故障，應拆下在噴油器校驗臺上進行檢查。若出現滴油、竄油或霧化不良時，應更換噴油嘴偶件并將噴油壓力調整到規定要求。 5.燃燒室密封不良 （1）故障分析。燃燒室內部密封不良時，會導致氣缸內部壓縮空氣量減少，且壓縮終占時的溫度和壓力降低，噴人燃燒室內部的柴油由于得不到充足的空氣而不能完全燃燒，使得柴油發電機組排氣冒黑煙。造成燃燒室密封不良的因素較多，如活塞、活塞環和氣缸套出現過度磨損，活塞環安裝對口，氣缸墊漏氣，氣門關閉不嚴等。 （2）故障排除方法。當柴油發電機組出現這種故障時，維修人員應拆下氣缸蓋和活塞連桿組件進行認真的檢查并更換過度磨損的零部件。 6.進氣量不足 （1）故障分析。燃燒室內部的進氣量是一定的，若由于空氣濾清器保養不到位、燃燒室內部積炭增多、排氣管阻塞或渦輪增壓器損壞等，就會使燃燒室內部的進氣量減少，從而影響柴油與空氣的充分燃燒，造成大量的游離碳和廢氣一起從排氣管中排出。 （2）故障排除方法。上述故障的排除，首先應清洗空氣濾清器，匿有必要，再拆下氣缸蓋或排氣管進行檢查和保養。