發(fā)電機(jī)是有用的設(shè)備，可在停電期間提供電源，并防止日?；顒?dòng)中斷或業(yè)務(wù)運(yùn)營中斷。發(fā)電機(jī)具有不同的電氣和物理配置，可用于不同的應(yīng)用。在以下各節(jié)中，我們將研究發(fā)電機(jī)的功能，發(fā)電機(jī)的主要組件以及發(fā)電機(jī)如何在住宅和工業(yè)應(yīng)用中作為輔助電源工作。
發(fā)電機(jī)如何工作——發(fā)電機(jī)是一種將從外部來源獲得的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能作為輸出的設(shè)備。重要的是要了解發(fā)電機(jī)實(shí)際上并不會(huì)“產(chǎn)生”電能。取而代之的是，它使用提供給它的機(jī)械能來迫使存在于其繞組線中的電荷通過外部電路運(yùn)動(dòng)。電荷的這種流動(dòng)構(gòu)成了由發(fā)電機(jī)提供的輸出電流?？梢酝ㄟ^考慮發(fā)電機(jī)類似于水泵的方式來理解這種機(jī)制，水泵會(huì)引起水的流動(dòng)，但實(shí)際上并不會(huì)“創(chuàng)造”流過水的水。
現(xiàn)代發(fā)電機(jī)的工作原理是邁克爾·法拉第（MichaelFaraday）在1831-32年發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)原理。法拉第發(fā)現(xiàn)，電荷的上述流動(dòng)可以通過在磁場中移動(dòng)導(dǎo)電體（例如包含電荷的電線）來感應(yīng)。這種運(yùn)動(dòng)在導(dǎo)線或電導(dǎo)體的兩端之間產(chǎn)生電壓差，進(jìn)而使電荷流動(dòng)，從而產(chǎn)生電流。
發(fā)電機(jī)的主要部件
發(fā)電機(jī)的主要組件可大致分為以下幾類：
1、發(fā)動(dòng)機(jī)
發(fā)動(dòng)機(jī)是發(fā)電機(jī)輸入機(jī)械能的來源。發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸與發(fā)電機(jī)可提供的最大功率成正比。在評(píng)估發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，需要牢記一些因素。應(yīng)該咨詢發(fā)動(dòng)機(jī)制造商以獲得完整的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行規(guī)格和維護(hù)時(shí)間表。
?。╝）使用的燃料類型–發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)使用各種燃料，例如柴油，汽油，丙??烷（液化或氣態(tài)）或天然氣。小型發(fā)動(dòng)機(jī)通常使用汽油運(yùn)行，而大型發(fā)動(dòng)機(jī)則使用柴油，液態(tài)丙烷，丙烷氣或天然氣運(yùn)行。某些發(fā)動(dòng)機(jī)還可以在雙燃料運(yùn)行模式下以柴油和天然氣的雙重供氣運(yùn)行。
（b）高架氣門（OHV）發(fā)動(dòng)機(jī)與非OHV發(fā)動(dòng)機(jī)–OHV發(fā)動(dòng)機(jī)與其他發(fā)動(dòng)機(jī)的不同之處在于，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門位于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋的頂部，而不是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上。OHV發(fā)動(dòng)機(jī)比其他發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)優(yōu)勢，
例如：
（1）緊湊的設(shè)計(jì)
?。?）更簡單的操作機(jī)制
?。?）耐用性
?。?）操作友好
（5）運(yùn)行時(shí)噪音低
?。?）低排放水平
但是，OHV發(fā)動(dòng)機(jī)也比其他發(fā)動(dòng)機(jī)昂貴。
?。╟）發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的鑄鐵套筒（CIS）–CIS是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的襯里。它減少了磨損，并確保了發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用性。大多數(shù)OHV發(fā)動(dòng)機(jī)都配備了CIS，但必須檢查發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的此功能。CIS并不是一項(xiàng)昂貴的功能，但它在發(fā)動(dòng)機(jī)耐用性中起著重要作用，尤其是在您需要經(jīng)常或長時(shí)間使用發(fā)電機(jī)的情況下。
2、交流發(fā)電機(jī)
交流發(fā)電機(jī)，也稱為“發(fā)電機(jī)頭”，是發(fā)電機(jī)的一部分，可從發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械輸入中產(chǎn)生電輸出。它包含固定在外殼中的靜止和活動(dòng)部件的組合。這些組件共同作用以引起磁場和電場之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電流。
?。╝）定子–這是固定組件。它包含一組纏繞在鐵芯上的線圈中的電導(dǎo)體。
（b）轉(zhuǎn)子/電樞–這是運(yùn)動(dòng)組件，它通過以下三種方式之一產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場：
（i）感應(yīng)–這些被稱為無刷交流發(fā)電機(jī)，通常用于大型發(fā)電機(jī)。
（ii）永磁體–在小型交流發(fā)電機(jī)中很常見。
（iii）使用勵(lì)磁機(jī)–勵(lì)磁機(jī)是一小部分直流電（DC），它通過導(dǎo)電滑環(huán)和電刷的組合為轉(zhuǎn)子供電。
轉(zhuǎn)子在定子周圍產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)磁場，這會(huì)在定子繞組之間產(chǎn)生電壓差。這將產(chǎn)生發(fā)電機(jī)的交流（AC）輸出。
在評(píng)估發(fā)電機(jī)的交流發(fā)電機(jī)時(shí)，需要牢記以下因素：
?。╝）金屬外殼與塑料外殼–全金屬設(shè)計(jì)可確保交流發(fā)電機(jī)的耐久性。塑料外殼會(huì)隨著時(shí)間而變形，并導(dǎo)致交流發(fā)電機(jī)的活動(dòng)部件暴露在外。這增加了磨損，更重要的是，對(duì)使用者是危險(xiǎn)的。
?。╞）滾珠軸承與滾針軸承–滾珠軸承是首選，使用壽命更長。
?。╟）無刷設(shè)計(jì)–不使用電刷的交流發(fā)電機(jī)需要較少的維護(hù)，并且產(chǎn)生更清潔的動(dòng)力。
3、燃油系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)的共同特征包括：
?。╝）從燃油箱到發(fā)動(dòng)機(jī)的管道連接–供油管路將燃油從燃油箱引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)，而回油管路將燃油從發(fā)動(dòng)機(jī)引導(dǎo)至燃油箱。
?。╞）燃油箱的通風(fēng)管–燃油箱有一個(gè)通風(fēng)管，以防止在加油和排放燃油時(shí)積聚壓力或真空。加注燃油箱時(shí)，請(qǐng)確保加油噴嘴和燃油箱之間存在金屬對(duì)金屬的接觸，以避免產(chǎn)生火花。
?。╟）從燃油箱到排水管的溢流連接–這是必需的，以便在加油時(shí)任何溢流都不會(huì)導(dǎo)致液體濺到發(fā)電機(jī)組上。
?。╠）燃油泵–將燃油從主儲(chǔ)油箱傳輸?shù)饺臻g油箱。燃油泵通常是電動(dòng)的。
?。╡）燃油水分離器/燃油濾清器–將液體燃料中的水和異物分離出來，以保護(hù)發(fā)電機(jī)的其他組件不受腐蝕和污染。
?。╢）噴油器–霧化液體燃料并將所需量的燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室
4、調(diào)壓器
顧名思義，該組件可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓。下面針對(duì)在電壓調(diào)節(jié)的周期性過程中起作用的每個(gè)組件來描述該機(jī)制。
（1）穩(wěn)壓器：將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電流–穩(wěn)壓器占發(fā)電機(jī)輸出交流電壓的一小部分，并將其轉(zhuǎn)換為直流電流。然后，電壓調(diào)節(jié)器將該直流電流饋入定子中的一組次級(jí)繞組，即勵(lì)磁繞組。
?。?）勵(lì)磁繞組：直流電流到交流電流的轉(zhuǎn)換–勵(lì)磁繞組的功能類似于初級(jí)定子繞組，并產(chǎn)生很小的交流電流。勵(lì)磁繞組連接到稱為旋轉(zhuǎn)整流器的單元上。
?。?）旋轉(zhuǎn)整流器：將交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流–它將由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的交流電流整流，并將其轉(zhuǎn)換為直流電流。除了轉(zhuǎn)子/電樞的旋轉(zhuǎn)磁場外，該直流電流還饋入轉(zhuǎn)子/電樞以產(chǎn)生電磁場。
?。?）轉(zhuǎn)子/電樞：將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電壓–轉(zhuǎn)子/電樞現(xiàn)在在定子繞組上感應(yīng)出較大的交流電壓，現(xiàn)在發(fā)電機(jī)將以較大的輸出交流電壓產(chǎn)生該交流電壓。
這個(gè)循環(huán)一直持續(xù)到發(fā)電機(jī)開始產(chǎn)生等于其全部工作容量的輸出電壓為止。隨著發(fā)電機(jī)輸出的增加，穩(wěn)壓器產(chǎn)生的直流電流會(huì)減少。發(fā)電機(jī)達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行后，穩(wěn)壓器將達(dá)到平衡狀態(tài)，并產(chǎn)生足夠的直流電流以將發(fā)電機(jī)的輸出保持在滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。
將負(fù)載添加到發(fā)電機(jī)時(shí)，其輸出電壓會(huì)下降一點(diǎn)。這促使電壓調(diào)節(jié)器開始工作，以上循環(huán)開始。循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，直到發(fā)電機(jī)的輸出斜升至其原始滿負(fù)荷運(yùn)行為止。
5、冷卻和排氣系統(tǒng)
?。╝）冷卻系統(tǒng)
連續(xù)使用發(fā)電機(jī)會(huì)導(dǎo)致其各個(gè)組件發(fā)熱。必須有一個(gè)冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)以吸收過程中產(chǎn)生的熱量。
原水/淡水有時(shí)被用作發(fā)電機(jī)的冷卻劑，但它們大多限于特定情況，例如城市應(yīng)用中的小型發(fā)電機(jī)或2250kW及以上的超大型機(jī)組。氫有時(shí)被用作大型發(fā)電機(jī)組定子繞組的冷卻劑，因?yàn)樗绕渌鋮s劑更有效地吸收熱量。氫氣從發(fā)生器中除去熱量，并將其通過熱交換器傳遞到包含冷卻水的軟化水的二次冷卻回路中。這就是為什么大型發(fā)電機(jī)和小型發(fā)電廠經(jīng)常在其旁邊配備大型冷卻塔的原因。對(duì)于住宅和工業(yè)用的所有其他普通應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)的散熱器和風(fēng)扇安裝在發(fā)電機(jī)上，并用作主要的冷卻系統(tǒng)。
必須每天檢查發(fā)電機(jī)的冷卻液液位。每隔600小時(shí)應(yīng)清洗冷卻系統(tǒng)和原水泵一次，并應(yīng)在發(fā)電機(jī)每運(yùn)轉(zhuǎn)2400小時(shí)后清洗熱交換器。發(fā)生器應(yīng)放置在有足夠新鮮空氣供應(yīng)的開放通風(fēng)區(qū)域中。美國國家電氣法規(guī)（NEC）要求在發(fā)電機(jī)的所有側(cè)面上至少留出3英尺的空間，以確保冷卻空氣的自由流動(dòng)。
（b）排氣系統(tǒng)
發(fā)電機(jī)排放的廢氣與任何其他柴油或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣一樣，并且含有劇毒化學(xué)品，需要對(duì)其進(jìn)行妥善管理。因此，必須安裝足夠的排氣系統(tǒng)來處理廢氣。由于一氧化碳中毒仍然是颶風(fēng)后災(zāi)區(qū)最常見的死亡原因之一，因此這一點(diǎn)不能得到足夠的強(qiáng)調(diào)，因?yàn)槿藗兺鶗?huì)在為時(shí)已晚之前才考慮這一點(diǎn)。
排氣管通常由鑄鐵，鍛鐵或鋼制成。這些必須是獨(dú)立式的，不應(yīng)由發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)支撐。排氣管通常使用撓性連接器連接到發(fā)動(dòng)機(jī)，以最大程度地減少振動(dòng)并防止損壞發(fā)電機(jī)的排氣系統(tǒng)。排氣管在室外終止，并從門，窗和其他開口引向房屋或建筑物。您必須確保發(fā)電機(jī)的排氣系統(tǒng)未與任何其他設(shè)備的排氣系統(tǒng)連接。您還應(yīng)該咨詢當(dāng)?shù)爻鞘袟l例，以確定您的發(fā)電機(jī)組操作是否需要獲得當(dāng)?shù)卣呐鷾?zhǔn)，以確保您遵守當(dāng)?shù)胤?，以免受罰款和其他處罰。
6、潤滑系統(tǒng)
由于發(fā)電機(jī)在其發(fā)動(dòng)機(jī)中包括運(yùn)動(dòng)部件，因此需要潤滑以確保長期耐用和平穩(wěn)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)由泵中儲(chǔ)存的機(jī)油潤滑。您應(yīng)該每隔8小時(shí)運(yùn)行一次發(fā)電機(jī)，檢查一次潤滑油的液位。您還應(yīng)該每發(fā)電機(jī)運(yùn)行500小時(shí)檢查一次潤滑劑是否泄漏，并更換潤滑油。
7、充電器
發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向功能由電池供電。電池充電器通過為發(fā)電機(jī)電池提供精確的“浮動(dòng)”電壓來保持發(fā)電機(jī)電池的充電。如果浮動(dòng)電壓非常低，電池將保持充電不足。如果浮充電壓很高，則會(huì)縮短電池壽命。電池充電器通常由不銹鋼制成，以防止腐蝕。它們也是全自動(dòng)的，不需要進(jìn)行任何調(diào)整或更改任何設(shè)置。
8、控制面板
這是發(fā)電機(jī)的用戶界面，控制裝置控制整套系統(tǒng)的運(yùn)行。
?。╝）電動(dòng)啟動(dòng)和關(guān)閉–自動(dòng)啟動(dòng)控制面板在斷電時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，在運(yùn)行中監(jiān)視發(fā)電機(jī)，并在不再需要時(shí)自動(dòng)關(guān)閉設(shè)備。
?。╞）發(fā)動(dòng)機(jī)壓力表–不同的壓力表指示重要的參數(shù)，例如機(jī)油壓力，冷卻液溫度，電池電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。這些參數(shù)的不斷測量和監(jiān)控可在其中任何一個(gè)超過其各自的閾值水平時(shí)內(nèi)置關(guān)閉發(fā)電機(jī)。
（c）發(fā)電機(jī)壓力表–控制面板上還有用于測量輸出電流和電壓以及工作頻率的儀表。
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