發電機是有用的設備，可在停電期間提供電源，并防止日常活動中斷或業務運營中斷。發電機具有不同的電氣和物理配置，可用于不同的應用。在以下各節中，我們將研究發電機的功能，發電機的主要組件以及發電機如何在住宅和工業應用中作為輔助電源工作。
發電機如何工作——發電機是一種將從外部來源獲得的機械能轉換為電能作為輸出的設備。重要的是要了解發電機實際上并不會“產生”電能。取而代之的是，它使用提供給它的機械能來迫使存在于其繞組線中的電荷通過外部電路運動。電荷的這種流動構成了由發電機提供的輸出電流。可以通過考慮發電機類似于水泵的方式來理解這種機制，水泵會引起水的流動，但實際上并不會“創造”流過水的水。
現代發電機的工作原理是邁克爾·法拉第（MichaelFaraday）在1831-32年發現的電磁感應原理。法拉第發現，電荷的上述流動可以通過在磁場中移動導電體（例如包含電荷的電線）來感應。這種運動在導線或電導體的兩端之間產生電壓差，進而使電荷流動，從而產生電流。
發電機的主要部件
發電機的主要組件可大致分為以下幾類：
1、發動機
發動機是發電機輸入機械能的來源。發動機的尺寸與發電機可提供的最大功率成正比。在評估發電機的發動機時，需要牢記一些因素。應該咨詢發動機制造商以獲得完整的發動機運行規格和維護時間表。
（a）使用的燃料類型–發電機發動機使用各種燃料，例如柴油，汽油，丙??烷（液化或氣態）或天然氣。小型發動機通常使用汽油運行，而大型發動機則使用柴油，液態丙烷，丙烷氣或天然氣運行。某些發動機還可以在雙燃料運行模式下以柴油和天然氣的雙重供氣運行。
（b）高架氣門（OHV）發動機與非OHV發動機–OHV發動機與其他發動機的不同之處在于，發動機的進氣門和排氣門位于發動機氣缸蓋的頂部，而不是安裝在發動機缸體上。OHV發動機比其他發動機具有多個優勢，
例如：
（1）緊湊的設計
（2）更簡單的操作機制
（3）耐用性
（4）操作友好
（5）運行時噪音低
（6）低排放水平
但是，OHV發動機也比其他發動機昂貴。
（c）發動機缸體中的鑄鐵套筒（CIS）–CIS是發動機缸體中的襯里。它減少了磨損，并確保了發動機的耐用性。大多數OHV發動機都配備了CIS，但必須檢查發電機發動機中的此功能。CIS并不是一項昂貴的功能，但它在發動機耐用性中起著重要作用，尤其是在您需要經常或長時間使用發電機的情況下。
2、交流發電機
交流發電機，也稱為“發電機頭”，是發電機的一部分，可從發動機提供的機械輸入中產生電輸出。它包含固定在外殼中的靜止和活動部件的組合。這些組件共同作用以引起磁場和電場之間的相對運動，進而產生電流。
（a）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體。
（b）轉子/電樞–這是運動組件，它通過以下三種方式之一產生旋轉磁場：
（i）感應–這些被稱為無刷交流發電機，通常用于大型發電機。
（ii）永磁體–在小型交流發電機中很常見。
（iii）使用勵磁機–勵磁機是一小部分直流電（DC），它通過導電滑環和電刷的組合為轉子供電。
轉子在定子周圍產生運動磁場，這會在定子繞組之間產生電壓差。這將產生發電機的交流（AC）輸出。
在評估發電機的交流發電機時，需要牢記以下因素：
（a）金屬外殼與塑料外殼–全金屬設計可確保交流發電機的耐久性。塑料外殼會隨著時間而變形，并導致交流發電機的活動部件暴露在外。這增加了磨損，更重要的是，對使用者是危險的。
（b）滾珠軸承與滾針軸承–滾珠軸承是首選，使用壽命更長。
（c）無刷設計–不使用電刷的交流發電機需要較少的維護，并且產生更清潔的動力。
3、燃油系統
燃油系統的共同特征包括：
（a）從燃油箱到發動機的管道連接–供油管路將燃油從燃油箱引導到發動機，而回油管路將燃油從發動機引導至燃油箱。
（b）燃油箱的通風管–燃油箱有一個通風管，以防止在加油和排放燃油時積聚壓力或真空。加注燃油箱時，請確保加油噴嘴和燃油箱之間存在金屬對金屬的接觸，以避免產生火花。
（c）從燃油箱到排水管的溢流連接–這是必需的，以便在加油時任何溢流都不會導致液體濺到發電機組上。
（d）燃油泵–將燃油從主儲油箱傳輸到日間油箱。燃油泵通常是電動的。
（e）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，以保護發電機的其他組件不受腐蝕和污染。
（f）噴油器–霧化液體燃料并將所需量的燃料噴入發動機的燃燒室
4、調壓器
顧名思義，該組件可調節發電機的輸出電壓。下面針對在電壓調節的周期性過程中起作用的每個組件來描述該機制。
（1）穩壓器：將交流電壓轉換為直流電流–穩壓器占發電機輸出交流電壓的一小部分，并將其轉換為直流電流。然后，電壓調節器將該直流電流饋入定子中的一組次級繞組，即勵磁繞組。
（2）勵磁繞組：直流電流到交流電流的轉換–勵磁繞組的功能類似于初級定子繞組，并產生很小的交流電流。勵磁繞組連接到稱為旋轉整流器的單元上。
（3）旋轉整流器：將交流電流轉換為直流電流–它將由勵磁繞組產生的交流電流整流，并將其轉換為直流電流。除了轉子/電樞的旋轉磁場外，該直流電流還饋入轉子/電樞以產生電磁場。
（4）轉子/電樞：將直流電流轉換為交流電壓–轉子/電樞現在在定子繞組上感應出較大的交流電壓，現在發電機將以較大的輸出交流電壓產生該交流電壓。
這個循環一直持續到發電機開始產生等于其全部工作容量的輸出電壓為止。隨著發電機輸出的增加，穩壓器產生的直流電流會減少。發電機達到滿負荷運行后，穩壓器將達到平衡狀態，并產生足夠的直流電流以將發電機的輸出保持在滿負荷運行狀態。
將負載添加到發電機時，其輸出電壓會下降一點。這促使電壓調節器開始工作，以上循環開始。循環繼續進行，直到發電機的輸出斜升至其原始滿負荷運行為止。
5、冷卻和排氣系統
（a）冷卻系統
連續使用發電機會導致其各個組件發熱。必須有一個冷卻和通風系統以吸收過程中產生的熱量。
原水/淡水有時被用作發電機的冷卻劑，但它們大多限于特定情況，例如城市應用中的小型發電機或2250kW及以上的超大型機組。氫有時被用作大型發電機組定子繞組的冷卻劑，因為它比其他冷卻劑更有效地吸收熱量。氫氣從發生器中除去熱量，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電機和小型發電廠經常在其旁邊配備大型冷卻塔的原因。對于住宅和工業用的所有其他普通應用，標準的散熱器和風扇安裝在發電機上，并用作主要的冷卻系統。
必須每天檢查發電機的冷卻液液位。每隔600小時應清洗冷卻系統和原水泵一次，并應在發電機每運轉2400小時后清洗熱交換器。發生器應放置在有足夠新鮮空氣供應的開放通風區域中。美國國家電氣法規（NEC）要求在發電機的所有側面上至少留出3英尺的空間，以確保冷卻空氣的自由流動。
（b）排氣系統
發電機排放的廢氣與任何其他柴油或汽油發動機的廢氣一樣，并且含有劇毒化學品，需要對其進行妥善管理。因此，必須安裝足夠的排氣系統來處理廢氣。由于一氧化碳中毒仍然是颶風后災區最常見的死亡原因之一，因此這一點不能得到足夠的強調，因為人們往往會在為時已晚之前才考慮這一點。
排氣管通常由鑄鐵，鍛鐵或鋼制成。這些必須是獨立式的，不應由發電機的發動機支撐。排氣管通常使用撓性連接器連接到發動機，以最大程度地減少振動并防止損壞發電機的排氣系統。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。您必須確保發電機的排氣系統未與任何其他設備的排氣系統連接。您還應該咨詢當地城市條例，以確定您的發電機組操作是否需要獲得當地政府的批準，以確保您遵守當地法律，以免受罰款和其他處罰。
6、潤滑系統
由于發電機在其發動機中包括運動部件，因此需要潤滑以確保長期耐用和平穩運行。發電機的發動機由泵中儲存的機油潤滑。您應該每隔8小時運行一次發電機，檢查一次潤滑油的液位。您還應該每發電機運行500小時檢查一次潤滑劑是否泄漏，并更換潤滑油。
7、充電器
發電機的轉向功能由電池供電。電池充電器通過為發電機電池提供精確的“浮動”電壓來保持發電機電池的充電。如果浮動電壓非常低，電池將保持充電不足。如果浮充電壓很高，則會縮短電池壽命。電池充電器通常由不銹鋼制成，以防止腐蝕。它們也是全自動的，不需要進行任何調整或更改任何設置。
8、控制面板
這是發電機的用戶界面，控制裝置控制整套系統的運行。
（a）電動啟動和關閉–自動啟動控制面板在斷電時自動啟動發電機，在運行中監視發電機，并在不再需要時自動關閉設備。
（b）發動機壓力表–不同的壓力表指示重要的參數，例如機油壓力，冷卻液溫度，電池電壓，發動機轉速和運轉時間。這些參數的不斷測量和監控可在其中任何一個超過其各自的閾值水平時內置關閉發電機。
（c）發電機壓力表–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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