发电机延长寿命

新买的柴油发电机如何使用可延长发电机组的使用寿命：

新购买的柴油发电机组需要注意一下几点，正确使用和维护发电机组可延长发电机组的使用寿命：

1.起动前的准备工作

（1）机房操作人员应遵守安全操作规程，穿工作服和绝缘鞋，机组人员应分工明确。

（2）检查飞轮及发电机部分防栏杆罩是否完好。

（3）检查各变速箱、离合器、调速器、油位、各紧固件等，确认完好，油水温度不低于20度时，方可起动。

（4）将各系统管路闸门设置在“工作”位置。

（5）检查传动机构的链接螺栓，并紧固好。

（6）将离合器手柄压力是否正常，超速保险装置是否定位。

（7）检查贮气瓶压力是否正常，超速保险装置是否定位。

（8）打开打气泵的排污阀。

（9）检查循环水泵、机油泵、燃油泵是否正常。

（10）将励磁电阻置于最大的电阻位置，并将送电开关断开。

2.起动和运行操作

（1）对于停机超过24h的机组，须先打开试动阀，并起动机油泵。对于停机超过7天的机组，应测量励磁机及操作电路的绝缘电阻，必须符合要求。

（2）起动燃油泵，放出管路中的空气，观察电压是否在规定的范围内。若正常，方可进行正式起动。

（3）察看起动电源的电压是否符合要求。若电压正常，按下起动按钮等柴油发动机正常运行后即松开。

（4）当柴油发动机运转后，观察机油压力表的指示值，当升到规定值以上时，停止机油泵，并关闭扫气泵排污阀，穿好前离合器螺钉。

（5）当发电机起动后，即认为发电机及全部电气设备均已带电，人体不得接触带电部位。

（6）发电机起动后，应逐渐提高柴油发动机的转速，并进行送电前的检查。

（7）逐渐调整柴油发动机的转速，但在调整时应注意观察发电机运转是否正常。正常时，集电环及换向器上的电刷应无跳动、无冒火花现象、无异常响声。

（8）调整发电机输出的电压和频率，其电压值应稳定并达到380v+-10v，频率应达到50Hz+-0.5Hz。

3.发电机回收

发电机回收再利用，可以极大节省资源的浪费，合理利用，在能源上给与极帮助和推动作用。

发电机主要由定子、转子、端盖.电刷.机座及轴承等部件构成。

定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。

转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼.磁极绕组）、滑环、（又称铜环.集电环）、风扇及转轴等部件组成。

通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。由于电刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流所以家庭电路等电路中是交变电流，简称交流电。中国电网输出电流的频率是50赫兹。

汽轮发电机　与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分（频率为50赫）或3600转/分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低，但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸，要再增大电机容量，只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来，汽轮发电机的最大容量已达到130～150万千瓦。从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。

由于每一次能源形态的不同，可以制成不同的发电机。

利用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机；由于水库容量和水头落差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。

利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机（3000rpm）。

此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。

此外，由于发电机工作原理不同又分作直流发电机，异步发电机和同步发电机。目前在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。

基本信息

由内燃机驱动的发电机。它起动迅速，操作方便。但内燃机发电成本较高，所以柴油发电机组主要用作应急备用电源，或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。柴油发电机通常在1000转/分以上，容量在几千瓦到几千千瓦之间，尤以200千瓦以下的机组应用较多。它制造比较简单。柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动，所以发电机是在剧烈振动的条件下工作。因此，柴油发电机的结构部件，特别是转轴要有足够的强度和刚度，以防止这些部件因振动而断裂。此外，为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀，造成电压波动，引起灯光闪烁，柴油发电机的转子也要求有较大的转动惯量，而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20%以上，以免发生共振，造成断轴事故。

柴油发电机组

主要由柴油机、发电机和控制系统组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成，目前使用刚性连接比较多一些，柴油机和发电机连接好后安装在公共底架上，然后配上各种传感器，如水温传感器，通过这些传感器，把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器，就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值时控制系统会预先报警，这个时候如果操作员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。传感器起接收和反馈各种信息的作用，真正显示这些数据和执行保护功能的是机组本身的控制系统。

柴油发电机型号含义

柴油机发电机组是以柴油机作动力，驱动同步交流发电机而发电的电源设备。为了便于生产管理和使用，国家对柴油机发电机组的名称和型号编制方法做了统一规定，机组的型号排列和符号含义如下图

柴油发电机组的型号

其中符号和数字代表的型号含义如下：

1---输出额定功率（KW），用数字表示。

2---输出电压种类G代表交流工频；P代表交流中频；S代表交流双频；Z代表直流。

3---发电机组类型；F代表陆用；FC代表船用；Q代表汽车用；T代表挂车用。

4---控制特征，缺位为手动（普通型）机组；Z代表自动化机组；S代表低噪声机组；SZ代表低噪音自动化机组。

5---设计序号，用数字表示。

6---变型代号，用数字表示。

7---环境特征，缺位普通型；TH代表湿热型。

柴油发电机组含义

柴油发电机主要结构

柴油发电机的主要结构包括柴油发电机、发电机、水箱、控制系统、底架。　⑸120GFSZ1代表输出额定功率120KW、交流工频、陆用、低噪声、设计序列号为1的自动化柴油发电机组。

⑹200GFC1代表输出额定功率200KW、交流工频、船用、设计序列号为1柴油发电机组。

⑺120GT6代表输出额定功率120KW、交流工频、挂车式（即拖车式）、设计序列号为6的柴油发电机组。

⑻90GQ1代表输出额定功率为90KW、交流工频、汽车式、设计序列号为1的柴油发电机组。

⑼17ZQ1代表输出额定功率17KW、直流、汽车式、设计序列号为1的柴油发电机组。

有的国产柴油发电机组系列型号是由机组生产厂自行确定的，与上述型号含义不同。

柴油发电机原理

柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。

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。

这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。

柴油发电机组是一种独立的发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。同时这种小型的发电机组也可以作为小型的移动电站使用，成为很多企业的后备电源使用。

柴油发电机品牌

柴油发电机的品牌是以柴油机的品牌来定义的，也就是配的什么柴油发动机，那么也就叫什么柴油发电机。现在市场上主要的品牌有康明斯、上柴、玉柴、潍柴、劳斯莱斯、三菱、卡特、沃尔沃、MTU、道依茨等国内外知名品牌。

安装规程

一、机组启动前的准备

1、检查润滑油的油位、冷却液液位、燃油量

2、检查柴油机的供油、润滑、冷却等系统各个管路及接头有无漏油漏水现象

3、检查电气线路有无破皮等漏电隐患，接地线电气线路是否松动，机组与基础的连接是否牢固

4、若环境温度低于零度时，须在散热器内添加一定比例的防冻剂。

5、柴油发电机组第一次启动或停机较长时间后再次启动，应先用手压泵排尽燃油系统内的空气。

二、启动

1、合上控制箱内的保险后，按启动按钮，按下按钮3~5s，若启动不成功，应等20s左右再次启动。若多次启动不成功，应停止启动操作，排除电瓶电压或油路等故障因数后，再次启动。

2、启动时应观察几油压力，若油压无显示或很低时，应立即停车检查

三、运行

1、机组启动后，检查控制箱模块各项参数；机油压力、水温、电压、频率等。

2、通常情况下，机组启动后转速直接达到额定转速；有怠速要求的机组，怠速时间一般为3~5min，怠速时间不易过长，否则可能烧坏发电机相关元器件。

3、检查机组油路、水路及电器的渗漏情况

4、检查机组各连接处的紧固情况，看有无松动和剧烈振动。

5、观察机组各种保护和监视装置是否正常

6、当转素达到额定转速，起空载运行的各项参数稳定后，合闸供电。

7、检查确认控制屏各项参数是否在允许的范围内，再次检查机组的振动，有无三漏及其他故障。

8、机组运行时严禁超载。

四、正常停机

停机前必须先分闸，一般情况卸载后需运行3~5min停机。

五、紧急停机

1、发电机组运转出现异常情况时，必须立即停机。

2、紧急停机时，按下急停按钮或将喷油泵停机控制手柄迅速推倒停车位置。

六、保养事项

1、柴油机滤芯更换时间为300H；空气滤芯更换时间为每400H；机油滤芯第一次更换时间为50H，以后为250H。

2、机油第一次更换时间为50H，以后机油正常更换时间为每250H。

1、购买和使用发电机，应当符合铭牌上的技术要求，如电压，功率和额定输出电流等。例如用于丰收—27型拖拉机，东方红—40型拖拉机等，常用150瓦发电机，额定输出电流为13安；用于铁牛—55型拖拉机常用220瓦发电机，额定输出电流为18安。

2、用于拖拉机上的发电机通常为并激式，也就是说发电机激磁线圈是并联的，所以，总要有一端通过机壳与电枢线圈是并联的，所以，总要有一端通过机壳与电枢线圈相接。若激磁 线圈在发电机内通过机壳与电枢线圈相接叫内搭铁（图5—1），即叫“内搭铁发电机”；若激磁线圈在发电机外通过调节器搭铁（图5—2），即叫“外搭铁发电机”。国产拖拉机目前使用的直流发电机均为内搭铁。在接线时，一定要将激磁线圈的引出线与搭铁的碳刷架相接，激磁线圈便无电流通过，发电机不会发电。另外有些进口的拖拉机上使用外搭铁发电机，如果改为内搭铁发电机，只要调换发电机激磁线圈抽头接线即可。

3、发电机壳上两个接线柱，一般均有“电枢”“磁场”字样注明。如文字标注不清，可用下述方法识别。

1） 电枢接线柱：直径较粗；是接在绝缘的刷架上。

2） 磁场接线柱：直径较细；磁场线圈一个端头就按在上面。

4 、在拖拉机上的发电机是由发动机带动的，所以转动方向是一定的，在检修时若将发电机反向旋转就不发电，这是因为正转时电枢线圈在磁场的作用下感应出的电流经调节器与激磁线圈相通。激磁线圈通电后的磁场方向与铁芯剩磁方向相同，因而磁场不断增强，电压迅速升高。反转时电流方向与正转时相反，使激磁线圈通电后的磁场方向与铁芯剩磁方向相反，磁场越来越弱，使发电机不能发电。

5、当发电机电枢不经负载短路时，发电场是不会烧坏的。这是因为拖拉机上使用的直流发电机均为并激式。发电机于额定功率下工作时，电枢绕组产生的电流大部分输向外电路，小部分输入激磁绕组产生磁场。当电枢接线柱与机壳短路时，发电机电流迅速增大，此时在电机内产生很大的压降和强烈的电枢反应，使输出的电压急剧下降，激磁电流迅速消失，发电机电压趋近于零。因此，当电枢接线柱与机壳短路时不会烧坏发电机。

6、在使用中有时发现发电机极性突然改变的现象（即发出的电流方向改变）。这是因为输出电流骤然增大时，电机内部强烈的电枢反应使铁芯剩磁方向改变而引起。遇到这种情况必须将其改变过来，才能使充电电路正常工作。改变的方法是：将蓄电池正极与机壳连接，负极与磁场接线柱相触2—3秒，即能改变磁极铁芯的剩磁方向。（在正极搭铁的系统中）。有时，在检修中用蓄电池做电源，用跳火花法检查激磁线圈故障时，如不注意连接的极性，把蓄电池负极当成搭铁极，改变了激磁线圈的电流方向，从而使铁芯剩磁方向改变了。由于剩磁方向的改变，则发电机电压极性也随之改变。这是应当注意的。

7、一般的直流发电机整流子铜片间的云母片都低于铜片。这是因为铜片比云母片磨损速度快，使用一段时间云母片就会高出整流子铜片，使碳刷悬空。这样整流子和碳刷之间就会出现强烈火花。为避免此现象，整流子车光后应用锯片将云母割低于整流子铜片0.8毫米左右。但有的直流发电机如ZF—28型和ZF—33型，整流子铜片间采用人工云母，它与铜片磨损速度相近，故出厂时未将云母片割低，检修这种发电机就不需割低。

是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。

水利发电机是将水的动能和重力势能转换为机械功的动力机械。中国的三峡就是很好的例子。在发电这一块最好要数核能发电了，不过相对核能污染较大。所以中国现在广泛还是用煤炭发电。目前中国煤炭资源吃紧，煤炭价格一直在涨，这也是为什么现在会有电荒的出现的主要原因。

风力发电机组的控制系统是采用工业微处理器进行控制，一般都由多个CPU并列运行，其自身的抗干扰能力强，并且通过通信线路与计算机相连，可进行远程控制，这大大降低了运行的工作量。所以风机的运行工作就是进行远程故障排除和运行数据统计分析及故障原因分析。

1．远程故障排除

风机的大部分故障都可以进行远程复位控制和自动复位控制。风机的运行和电网质量好坏是息息相关的，为了进行双向保护，风机设置了多重保护故障，如电网电压高、低，电网频率高、低等，这些故障是可自动复位的。由于风能的不可控制性，所以过风速的极限值也可自动复位。还有温度的限定值也可自动复位，如发电机温度高，齿轮箱温度高、低，环境温度低等。风机的过负荷故障也是可自动复位的。

除了自动复位的故障以外，其它可远程复位控制故障引起的原因有以下几种：

⑴风机控制器误报故障；

⑵各检测传感器误动作；

⑶控制器认为风机运行不可靠。

2．运行数据统计分析

对风电场设备在运行中发生的情况进行详细的统计分析是风电场管理的一项重要内容。通过运行数据的统计分析，可对运行维护工作进行考核量化，也可对风电场的设计，风资源的评估，设备选型提供有效的理论依据。

每个月的发电量统计报表，是运行工作的重要内容之一，其真实可靠性直接和经济效益挂钩。其主要内容有：风机的月发电量，场用电量，风机的设备正常工作时间，故障时间，标准利用小时，电网停电，故障时间等。

风机的功率曲线数据统计与分析，可对风机在提高出力和提高风能利用率上提供实践依据。例如，在对国产化风机的功率曲线分析后，我们对后三台风机的安装角进行了调节，降低了高风速区的出力，提高了低风速区的利用率，减少了过发故障和发电机温度过高故障，提高了设备的可利用率。通过对风况数据的统计和分析，我们掌握了各型风机随季节变化的出力规律，并以此可制定合理的定期维护工作时间表，以减少风资源的浪费。

3．故障原因分析

我们通过对风机各种故障深入的分析，可以减少排除故障的时间或防止多发性故障的发生次数，减少停机时间，提高设备完好率和可利用率。如对150kW风机偏航电机过负荷这一故障的分析，我们得知有以下多种原因导致该故障的发生，首先机械上有电机输出轴及键块磨损导致过负荷，偏航滑靴间隙的变化引起过负荷，偏航大齿盘断齿发生偏航电机过负荷，在电气上引起过负荷的原因有软偏模块损坏，软偏触发板损坏，偏航接触器损坏，偏航电磁刹车工作不正常等。又如，在对Jacobs系列风机控制电压消失故障分析中，我们采用排除实验法，将安全链当中有可能引起该故障的测量信号元件用信号继电器和短接线进行电路改造，最终将故障原因定位在过速压力开关的整定上，将该故障的发生次数减少，提高了设备使用率，减少了闸垫的更换次数，降低了运行成本。

风力发电机是集电气、机械、空气动力学等各学科于一体的综合产品，各部分紧密联系，息息相关。风力机维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效益的高低；风力机本身性能的好坏，也要通过维护检修来保持，维护工作及时有效可以发现故障隐患，减少故障的发生，提高风机效率。

风机维护可分为定期检修和日常排故维护两种方式。

1．风机的定期检修维护

定期的维护保养可以让设备保持最佳期的状态，并延长风机的使用寿命。定期检修维护工作的主要内容有：风机联接件之间的螺栓力矩检查（包括电气连接），各传动部件之间的润滑和各项功能测试。

风机在正常运行中时，各联接部件的螺栓长期运行在各种振动的合力当中，极易使其松动，为了不使其在松动后导致局部螺栓受力不均被剪切，我们必须定期对其进行螺栓力矩的检查。在环境温度低于-5℃时，应使其力矩下降到额定力矩的80%进行紧固，并在温度高于-5℃后进行复查。我们一般对螺栓的紧固检查都安排在无风或风小的夏季，以避开风机的高出力季节。

风机的润滑系统主要有稀油润滑（或称矿物油润滑）和干油润滑（或称润滑脂润滑）两种方式。风机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱采用的是稀油润滑方式，其维护方法是补加和采样化验，若化验结果表明该润滑油已无法再使用，则进行更换。干油润滑部件有发电机轴承，偏航轴承，偏航齿等。这些部件由于运行温度较高，极易变质，导致轴承磨损，定期维护时，必须每次都对其进行补加。另外，发电机轴承的补加剂量一定要按要求数量加入，不可过多，防止太多后挤入电机绕组，使电机烧坏。

定期维护的功能测试主要有过速测试，紧急停机测试，液压系统各元件定值测试，振动开关测试，扭缆开关测试。还可以对控制器的极限定值进行一些常规测试。

定期维护除以上三大项以外，还要检查液压油位，各传感器有无损坏，传感器的电源是否可靠工作，闸片及闸盘的磨损情况等方面。

2．日常排故维护

风机在运行当中，也会出现一些故障必须到现场去处理，这样我们就可顺便进行一下常规维护。首先要仔细观察风机内的安全平台和梯子是否牢固，有无连接螺栓松动，控制柜内有无糊味，电缆线有无位移，夹板是否松动，扭缆传感器拉环是否磨损破裂，偏航齿的润滑是否干枯变质，偏航齿轮箱、液压油及齿轮箱油位是否正常，液压站的表计压力是否正常，转动部件与旋转部件之间有无磨损，看各油管接头有无渗漏，齿轮油及液压油的滤清器的指示是否在正常位置等。第二是听，听一下控制柜里是否有放电的声音，有声音就可能是有接线端子松动，或接触不良，须仔细检查，听偏航时的声音是否正常，有无干磨的声响，听发电机轴承有无异响，听齿轮箱有无异响，听闸盘与闸垫之间有无异响，听叶片的切风声音是否正常。第三，清理干净自己的工作现场，并将液压站各元件及管接头擦净，以便于今后观察有无泄漏。

虽然上述的常规维护项目并不是很完全，但我们只要每次都能做到认真、仔细，一定能防止出现故障隐患，提高设备的完好率和可利用率。

要想运行维护好风力发电机组，在平时还要对风机相关理论知识进行深入地研究和学习，认真做好各种维护记录并存档，对库存的备件进行定时清点，对各类风机的多发性故障进行深入细致分析，并力求对其做出有效预防。只有防患于未然，才是我们运行维护的最高境界。

基本信息

作发电机运行的同步电机。是一种最常用的交流发电机。在现代电力工业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。由于同步发电机一般采用直流励磁，当其单机独立运行时，通过调 节励磁电流，能方便地调节发电机的电压。若并入电网运行，因电压由电网决定，不能改变，此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。

同步发电机的定子、转子结构与同步电机相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步发电机中电枢绕组采用单相。

工作特性

表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。

空载特性

发电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0（三相对称），其大小随If的增大而增加。但是，由于电机磁路铁心有饱和现象，所以两者不成正比（图1）。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。

电枢反应

当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。

同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时，电枢反应磁场起去磁作用，会导致发电机的电压降低；当负载呈电容性时，电枢反应磁场起助磁作用，会使发电机的输出电压升高。

负载运行特性

主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系，如图2所示。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系，如图3所示。图2中还显示出电阻性、电容性和电感性3种负载的情况。由于电枢反应磁场影响的不同，三者的曲线也不一样。在外特性中，从空载到额定负载时电压的变化程度称为电压变化率△U，常用百分数表示为

同步发电机的电压变化率约为20～40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此，随着负载电流的增大，必须相应地调整励磁电流。图3所示为 3种不同性质负载下的调整特性。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。

高速同步发电机

因大多数发电机与原动机同轴联动，火电厂都用高速汽轮机作原动机，所以汽轮发电机通常用高转速的2极电机，其转速达3000转/分（在电网频率为60赫时，为3600转/分）。核电站多用4极电机，转速为1500转/分（当电网频率为60赫时，为1800转/分）。为适应高速、高功率要求，高速同步发电机在结构上一是采用隐极式转子，二是设置专门的冷却系统。

①隐极式转子：外表呈圆柱形，在圆柱表面开槽以安放直流励磁绕组，并用金属槽楔固紧，使电机具有均匀的气隙。由于高速旋转时巨大的离心力，要求转子有很高的机械强度。隐极式转子一般由高强度合金钢整块锻成，槽形一般为开口形，以便安装励磁绕组。在每一个极距内约有1/3部分不开槽，形成大齿；其余部分的齿较窄，称做小齿。大齿中心即为转子磁极的中心。有时大齿也开一些较小的通风槽，但不嵌放绕组；有时还在嵌线槽底部铣出窄而浅的小槽作为通风槽。隐极式转子在转子本体轴向两端还装有金属的护环和中心环。护环是由高强度合金制成的厚壁圆筒，用以保护励磁绕组端部不至被巨大的离心力甩出；中心环用以防止绕组端部的轴向移动，并支撑护环。此外，为了把励磁电流通入励磁绕组，在电机轴上还装有集电环和电刷。

②冷却系统：由于电机中能量损耗和电机的体积成正比，它的量级与电机线度量级的三次方成比例，而电机散热面的量级只是电机线度量级的二次方。因此，当电机尺寸增大时（受材料限制，增大电机容量就得加大其尺寸），电机每单位表面上需要散发的热量就会增加，电机的温升将会提高。在高速汽轮发电机中，离心力将使转子表面和转子中心孔表面产生巨大的切向应力，转子直径越大，这种应力也越大。因此，在锻件材料允许的应力极限范围内，2极汽轮发电机的转子本体直径不能超过1250毫米。大型汽轮发电 机要增大单机容量，只有靠增加转子本体的长度（即用细长的转子）和提高电磁负荷来解决。目前，转子长度可达8米，已接近极限。要继续提高单机容量，只能是提高电机的电磁负荷。这使大型汽轮发电机的发热和冷却问题变得特别突出。为此，已研制出多种冷却系统。对于50000千瓦以下的汽轮发电机，多采用闭路空气冷却系统，用电机内的风扇吹拂发热部件降温。对于容量为5～60万千瓦的发电机，广泛使用氢冷。氢气（纯度99%）的散热性能比空气好，用它来取代空气不仅散热效果好，而且可使电机的通风摩擦损耗大为降低，从而能显著提高发电机的效率。但是，采用氢冷必须有防爆和防漏措施，这使电机结构更为复杂，也增加了电极材料的消耗和成本。此外，还可采用液体介质冷却，例如水的相对冷却能力为空气的50倍，带走同样的热量，所需水的流量比空气小得多。因此，在线圈里采用一部分空心导线，导线中通水冷却，就可以大大降低电机温升，延缓绝缘老化，增长电机寿命。1956年，英国首创第一台12000千瓦定子线圈水内冷汽轮发电机。1958年，中国由浙江大学、上海电机厂首先研制成第一台定、转子线圈都采用水内冷的 12000千瓦双水内冷汽轮发电机，为这种冷却方式奠定了基础。世界一些国家在大容量电机中也广泛采用水内冷技术，并制造出了几十万到一百多万千瓦的巨型发电机。除了水冷外，液体冷却介质还可使用变压器油，其相对导热能力约为水的40%，绝缘性能好，可将发电机额定电压提高到几万伏，从而节约了升压变压器的投资。近年来，还在研究用氟利昂作为冷却介质的蒸发冷却技术。氟利昂绝缘好，很容易气化，利用其气化潜热来冷却电机，是一种有意义的探索方向。

低速同步发电机

多数由较低速度的水轮机或柴油机驱动。电机磁极数由4极到60极，甚至更多。对应的转速为1500～100转/分及以下。由于转速较低，一般都采用对材料和制造工艺要求较低的凸极式转子。

凸极式转子的每个磁极常由1～2毫米厚的钢板叠成，用铆钉装成整体，磁极上套有励磁绕组（图4）。励磁绕组通常用扁铜线绕制而成。磁极的极靴上还常装有阻尼绕组。它是一个由极靴阻尼槽中的裸铜条和焊在两端的铜环形成的一个短接回路。磁极固定在转子磁轭上，磁轭由铸钢铸成。凸极式转子可分为卧式和立式两类。大多数同步电动机、同步调相机和内燃机或冲击式水轮机拖动的发电机，都采用卧式结构；低速、大容量水轮发电机则采用立式结构。

卧式同步电机的转子主要由主磁极、磁轭、励磁绕组、集电环和转轴等组成。其定子结构与异步电机相似。立式结构必须用推力轴承承担机组转动部分的重力和水向下的压力。大容量水轮发电机中，此力可高达四、五十兆牛（约相当于四、五千吨物体的重力），所以这种推力轴承的结构复杂，加工工艺和安装要求都很高。按照推力轴承的安放位置，立式水轮发电机分为悬吊式和伞式两种。悬吊式的推力轴承放在上机架的上部或中部，在转速较高、转子直径与铁心长度的比值较小时，机械上运行较稳定。伞式的推力轴承放在转子下部的下机架上或水轮机顶盖上。负重机架是尺寸较小的下机架，可节约大量钢材，并能降低从机座基础算起的发电机和厂房高度。

同步发电机的并联运行 同步发电机绝大多数是并联运行，并网发电的。各并联运行的同步发电机必须频率、电压的大小和相位都保持一致。否则，并联合闸的瞬间，各发电机之间会产生内部环流，引起扰动，严重时甚至会使发电机遭受破坏。但是，两台发电机在投入并联运行以前，一般说来它们的频率与电压的大小和相位是不会完全相同的。为了使同步发电机能投入并联运行，首先必须有一个同步并列的过程。同步并列的方法可分为准同步和自同步两种。同步发电机在投入并联运行以后，各机负载的分配决定于发电机的转速特性。通过调节原动机的调速器，改变发电机组的转速特性，即可改变各发电机的负载分配，控制各发电机的发电功率。而通过调节各发电机的励磁电流，可以改变各发电机无功功率分配和调节电网的电压。

准同步并列

将已加励磁的待投运发电机通过调节其原动机的转速和改变该发电机的励磁，使其和运行中的发电机的频率差不超过0.1～0.5%。在两机电压相位差不超过10°的瞬间进行合闸并联，两者即可自动牵入同步运行。准同步并列的操作可以手动，也可以借自动装置完成。

自同步并列

把待投入并联的发电机转速调到接近电网的同步转速，在未加励磁的条件下就合闸并联，然后再加入励磁，依靠发电机和电网之间出现的环流及相应产生的电磁转矩把发电机迅速牵入同步。采用自同步并列时，由于减少了调节发电机转速、电压和选择合闸瞬间所需的时间，所以并列的过程较快，特别适宜于电力系统事故情况下机组的紧急投入。但是此法在并列合闸瞬间的电流冲击比较大，会使电网电压短时下降，电机绕组端部承受较大的电磁力。

在日常生活中我们用交流发电机来供用电设备使用时，常发生用电设备不能正常工作的情况,其原因是发电机输出的交流电不够稳定，这时候需要电力稳压器来稳定电压，也就是我们日常生活中常用到的交流稳压电源，交流稳压电源能使发电机的输出电压精度稳定到我们用电设备正常工作所允许的范围。

交流发电机构造

交流发电机的构造稍显复杂。但是不论它是单相还是三相，都是由下列几个主要部分组成：

⑴激磁部分，包括激磁机和磁场部分。

⑵电枢部分。

⑶机壳部分，包括装置备部分的铁架和机座。

异步发电机又称“感应发电机”。利用定子与转子间气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用的一种交流发电机。其转子的转向和旋转磁场的转向相同，但转速略高于旋转磁场的同步转速。常用作小功率水轮发电机。

交流励磁发电机又被人们称之为双馈发电机

.交流励磁发电机由于转子方采用交流电压励磁，使其具有灵活的运行方式，在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传 统同步发电机无法比拟的优越性。交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种：1） 运行于变速恒频方式；2） 运行于无功大范围调节的方式；3） 运行于发电-电动方式。

随着电力系统输电电压的提高，线路的增长，当线路的传输功率低于自然功率时，线路和电站将出现持续的工频过电压.为改善系统的运行特性，不少技术先进的国家，在6"世纪A"年代初开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题，并认为大系统采用异步发电机后，可提高系统的稳定性，可靠性和运行的经济性.

异步发电机由于维护方便，稳定性好，常用作并网运行的小功率水轮发电机。当用原动机将异步电机的转子顺着磁场旋转方向拖动，并使其转速超过同步转速时，电机就进入发电机运行，并把原动机输入的机械能转变成电能送至电网。这时电机的励磁电流取自电网。

异步发电机也可以并联电容，靠本身剩磁自行励磁，独立发电（见图），这时发电机的电压与频率由电容值、原动机转速和负载大小等因素决定。当负载改变，一般要相应地调节并联的电容值，以维持电压稳定。由于异步电机并联电容时，不需外加励磁电源就可独立发电，故在负荷比较稳定的场合，有可取之处。例如可用作农村简易电站的照明电源或作为备用电源等。

发电机保养

A 级 保 养

一、每日：

1）检查并记录发电机工作日报。

2）检查发电机：机油平面，冷却液平面。

3）日检发电机有无损坏、掺漏，皮带是否松弛或磨损。

二、每周：

1）重复每日的A级检查。

2）检查空气滤清器，清洁或更换空气滤清器芯子。

3）放出燃油箱及燃油滤清器中的水或沉积物。

4）检查水过滤器。

5）检查起动蓄电池。

6）起动发电机并检查有无影响。

7）用空气枪及清水冼冷却器前后端的散热片。

B 级 保 养

1）重复A级每日和每周的检查。

2）更换发电机机油。（机油更换周期为250小时或一个月）

3）更换机油滤清器。（机油滤芯更换周期为250小时或一个月）

4）更换燃油滤清器滤芯。（更换周期为250小时或一个月）

5）更换冷却液或检查冷却液。（水滤芯更换周期为250-300小时，在冷却系统中加注补充冷却液DCA）

6）清洁或更换空气滤清器。（空气滤清器更换周期为500-600小时）

C 级 保 养

1）更换柴油滤清器、机油滤清器、水过滤器，更换水箱中的水及机油。

2）调整风扇皮带涨紧度。

3）检查增压器。

4）拆、检及清洗PT泵、执行器。

5）拆开摇臂室盖，检查丁字压板，气门导管及进、排气门。

6）调整油嘴升程；调整气门间隙。

7）检查充电发电机。

8）检查水箱散热器及清洗水箱外部散热器。

9）水箱内加水箱宝，清洗水箱内部。

10)检查柴油机传感器及连接导线。

11)检查柴油机仪表箱。

1、启动前应检查燃油箱油量是否充足，各油管及接头处无漏油现象；冷却系统水量是否充足、清洁、无渗漏，风扇皮带松紧是否合适。检查内燃机与发电机传动部分应连接可靠，输出线路的导线绝缘良好，各仪表齐全、有效。

2、启动后，应低速运转3～5分钟，待温度和机油压轮均正常后，方可开始作业。发电机在升速中应无异响，滑环及整流子上电刷接触良好，无跳动及冒火花现象。待运转稳定，频率、电压达到额定值后，方可向外供电。

3、运行中出现异响、异味、水温急剧上升及机油压力急剧下降等情况时，应立即停机检查并排除故障。

4、发电机功率因数不得超过迟相（滞后）0.95。频率值的变动范围不得超过0.5HZ。

5、停机前应先切断各供电分路主开关，逐步减少载荷，然后切断发电机供电主开关，将励磁变阻器复回到电阻最大值位置，使电压降至最低值，再切断励磁开关和中性点接地开关，最后停止内燃机运转。

一、机组启动前的准备

1、检查润滑油的油位、冷却液液位、燃油量

2、检查柴油机的供油、润滑、冷却等系统各个管路及接头有无漏油漏水现象

3、检查电气线路有无破皮等漏电隐患，接地线电气线路是否松动，机组与基础的连接是否牢固

4、若环境温度地狱零度时，须在散热器内添加一定比例的防冻剂。

5、柴油发电机组第一次启动或停机较长时间后再次启动，应先用手压泵排尽燃油系统内的空气。

二、启动

1、合上控制箱内的保险后，按启动按钮，按下按钮3~5s，若启动不成功，应等20s左右再次启动。若多次启动不成功，应停止启动操作，排除电瓶电压或油路等故障因数后，再次启动。

2、启动时应观察几油压力，若油压无显示或很低时，应立即停车检查

三、运行

1、机组启动后，检查控制箱模块各项参数；机油压力、水温、电压、频率等。

2、通常情况下，机组启动后转速直接达到额定转速；有怠速要求的机组，怠速时间一般为3~5min,怠速时间不易过长，否则可能烧坏发电机相关元器件。

3、检查机组油路、水路及电器的渗漏情况

4、检查机组各连接处的紧固情况，看有无松动和剧烈振动。

5、观察机组各种保护和监视装置是否正常

6、当转素达到额定转速，起空载运行的各项参数稳定后，合闸供电。

7、检查确认控制屏各项参数是否在允许的范围内，再次检查机组的振动，有无三漏及其他故障。

8、机组运行时严禁超载。

四、正常停机

停机前必须先分闸，一般情况卸载后需运行3~5min停机。

五、紧急停机

1、发电机组运转出现异常情况时，必须立即停机。

2、紧急停机时，按下急停按钮或将喷油泵停机控制手柄迅速推倒停车位置。

六、保养事项

1、柴油机滤芯更换时间为300H；空气滤芯更换时间为每400H；机油滤芯第一次更换时间为50H，以后为250H。

2、机油第一次更换时间为50H，以后机油正常更换时间为每250H

近年来，国民经济的快速发展，为我国电力工业平稳较快的发展提供了持续的动力。目前，全国用电需求快速增长，电力供应能力稳步增强，发电机及发电机组作为电力工业的重要设备，其市场借势陡增。《中国发电机及发电机组行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》显示，2011年底发电机及发电机组制造行业实现销售收入2900.69亿元，行业近五年销售收入年均增幅为47.63%。

发电机失磁是指发电机完全失去励磁。失磁的主要原因包括：整流柜故障、自动调节励磁装置的故障、运行人员误操作、励磁回路断线、灭磁开关误动以及转子绕组故障等。

发电机失磁故障发生后，对电力系统的危害表现在：① 低励或失磁后，发电机将过渡到异步运行状态，从系统吸收无功功率，引起电力系统电压下降，若系统无功功率储备不足，可能使系统因电压崩溃而瓦解；② 失磁发电机有功功率发生变化，而且系统电压下降，系统可能发生振荡，发生大量甩负荷。

发电机失磁故障发生后，对发电机本身产生的危害主要表现在：① 重负荷情况下若发生失磁，会使定子电流增大，造成定子绕组过热；② 转子回路中出现差频电流，其产生转子额外损耗，若超过允许值，会使转子过热。

发电机术语

能把机械能转变为电能的设备的总称。所产生的电能可以是直流电（DC）也可以是交流电（AC）。

是指电路与大地之间或与某些和大地相通的导电物体之间（有意或意外）的连接。

一种可直接根据电气负载对发动机的怠速进行控制的系统。

为火花塞提供直流电压的器件。

一种带有永久磁铁的交流发电机，用于产生内燃机点火所需要的电流。

电阻的单位。1 伏特电压可以使 1 安培电流流过 1 欧姆电阻。

交流电的振幅或量值均匀、周期性的变化。三相交流电由三个不同的正弦波电流组成，相互之间的相位差均为 120 度。

该系统可以把您的发电机安全地接入到您的家庭用电系统中。

机组的设计工作速度（每分钟转数）。

一套引擎发电机组的额定电压是其设计的工作电压值。

一种铸件，用作转子轴承外罩。转子轴承支持转子轴。

将交流电转换为直流电的器件。

是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。

一种电动开关，通常用在控制电路中。与电流接触器相比，其触点只能通过较小的电流。

对电流的阻力。

发电机的转动元件。

一个交流负载或电源，通常情况下，如果是一个负载，则只有两个输入端子，如果是一个电源，则只有两个输出端子。

电机的静止部分。

位于发动机或发电机与机架之间的橡胶器件，可以最大限度地减轻振动。

电动势的单位。把单位电动势恒定地作用在电阻为 1 欧姆的导体上，将产生 1 安培电流。

电位差，单位用伏特表示。

该设备通过控制激励转子的直流电量，自动地使发电机电压保持在一个正确值上。

电源功率的单位。对于直流电，它等于伏特乘以安培。对于交流电，它等于电压有效值（伏特）乘以电流有效值（安培）乘以功率因数乘以一个常数（其值取决于相数）。1 千瓦 － 1000 瓦特。

发电机的所有线圈。定子绕组由若干个定子线圈及其互联线路组成。转子绕组由转子磁极上的所有绕组及接线组成。

发电机的种类有很多种。从原理上分为同步发电机、异步发电机、单相发电机、三相发电机。从产生方式上分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、汽油发电机等。从能源上分为火力发电机、水力发电机等。

由于一次能源形态的不同，可以制成不同的发电机。　　

利用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机；由于水库容量和水头落差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机（3000rpm）。此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。利用柴油、汽油等资源作为能源的柴油、汽油发电机用得比较广泛。此外，由于发电机工作原理不同又分作直流发电机，异步发电机和同步发电机。目前在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。

发电机安装时，应平稳牢固，室外操作时，应搭设机棚，并保持通风良好。

附近不得放置油料或其它易燃物品，并应设置消防器村，如有火情，应先切断电源并立即扑救。

发电机的联接件应牢固可靠，转动部位应有防护装置，输出线路应绝缘良好，各仪表指示清晰。

运转时，操作人员不得离开机械，发现异常立即停机，查明原因，故障排除后，方可继续工作。

电动机在启动时，电机的电流会比额定高5-6倍的，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启动、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。进口变频器ABB西门子比较好，但贵得离谱，国内变频器做得较好的有三晶、汇川和英威腾等。

第一步：检查发电机各外导线连接部位有无断线、错接、短路现象，并用电压表测量B+点有无电瓶电压。

第二步：将钥匙门打倒“开”位置，但不要起动发动机，此时用电压表测量D+点有无电压，并观察充电指示灯是否明亮。

第三步：起动发动机，用电压表测量发动机B+点电压，应达到如下数值

12V系统 电压为13V以上 同时加减油门，电压

24V系统 电压为27V以上 有少许变化0.1～0.2V

第四步：打开部分负载，如车灯

12V系统 电压为13V以上 同时加减油门，电压

24V系统 电压为27V以上 有中等程度变化0.2～0.4V

第五步：打开空调、车灯等主要电器

12V系统 电压为13V以上 同时加减油门，电压

24V系统 电压为27V以上 有较大程度变化0.5～1V

进行到第三步时，发电机没有电压输出，可采取如下办法检查，对于有产生激磁D+点的发电机如27系列、23系列、29系列、19系列可从电瓶正极引一条2.5mm2的导线，起动发动机后，用另一端瞬间点击D+点（时间1S以内），再用电压表测量B+点有无电压输出，若有，从第三步开始检查至第五步，同时判断出整车充电指示灯线路有断路现象（一般为指示灯损坏，仪表盘杆接件松动，线路断路），若无电压输出，则发电机存在不发电故障。    

强鹿发电机是美国强鹿公司生产的发电机叫强鹿发电机。广泛应用于电站、电厂、厂矿、大型企事业单位 ​

■强鹿发电机组技术标准

GB/T2820.1,.5,.6及IS08528-1,-5，-6"往复式内燃机驱动的交流发电机组"标准的规定。

■发电机组电气性能

达到GB2820.3及ISO8528/3 G3级的要求和邮电系统YD/T502"通信专用柴油发电机组的要求"的规定。

额定电压:400/230V

接线方式:三相四线

额定频率:50Hz

功率因数:0.8(滞后)

抑制无线电干扰:符合VDE0875-N级及GB2820的规定

可应用户需要提供60Hz及其他国际通行制式的柴油发电机组

■柴油发动机

◆原装美国强鹿(JOHN DEERE)柴油发动机

◆结构特点:四冲程、水冷、直喷(电子喷射)、涡轮增压、中冷进气

◆高承受加载能力、低油耗、低排放

■交流发电机

◆励磁方式:无刷自励磁

◆绝缘等级:H级

◆防护等级:IP22

◆电压调节:自动电压调节

■控制箱

手动型控制箱。基本配置有电压表、电流表、频率表、水温表、油压表、控制器、紧急停车掣、时间表和相位选择开关等