发电机是在停电期间提供电力并防止日常活动中断或业务运营中断的有用设备。发电机有不同的电气和物理配置，可用于不同的应用。在以下部分中，我们将了解发电机的工作原理、发电机的主要部件以及发电机如何在住宅和工业应用中作为辅助电源运行。

发电机是如何工作的？

发电机是一种将从外部来源获得的机械能转换为电能作为输出的装置。

了解发电机实际上并不“产生”电能很重要。相反，它使用提供给它的机械能来迫使其绕组线中存在的电荷通过外部电路移动。这种电荷流构成了发电机提供的输出电流。这种机制可以通过将发电机视为类似于水泵来理解，它导致水流动，但实际上并没有“创造”流过它的水。

现代发电机的工作原理是迈克尔法拉第在 1831-32 年发现的电磁感应原理。法拉第发现上述电荷流动可以通过在磁场中移动电导体（例如包含电荷的电线）来感应。这种运动会在电线或电导体的两端产生电压差，进而导致电荷流动，从而产生电流。

发电机的主要部件

发电机的主要部件可大致分为以下几类：

• 引擎
• 交流发电机
• 燃油系统
• 稳压器
• 冷却和排气系统
• 润滑系统
• 充电器
• 控制面板
• 主要组件/框架

 引擎

发动机是发电机输入机械能的来源。发动机的大小与发电机可以提供的最大功率输出成正比。在评估发电机的发动机时，您需要牢记几个因素。应咨询发动机制造商以获得完整的发动机操作规范和维护计划。

(a) 使用的燃料类型——发电机发动机使用多种燃料，如柴油、汽油、丙烷（液化或气态）或天然气。较小的发动机通常使用汽油，而较大的发动机则使用柴油、液态丙烷、丙烷气或天然气。某些发动机还可以在双燃料运行模式下以柴油和燃气的双供给运行。

(b) 顶置气门 (OHV) 发动机与非 OHV 发动机 - OHV 发动机与其他发动机的不同之处在于发动机的进气门和排气门位于发动机气缸的顶部，而不是安装在发动机缸体上。OHV 发动机与其他发动机相比有几个优点，例如：

• 紧凑的设计
• 更简单的操作机制
• 耐用性
• 操作用户友好
• 操作过程中噪音
低 • 排放水平低

然而，OHV 发动机也比其他发动机贵。

(c) 发动机气缸中的铸铁套筒 (CIS) – CIS 是发动机气缸中的衬里。它减少了磨损，并确保了发动机的耐用性。大多数 OHV 发动机都配备有 CIS，但必须检查发电机发动机中的此功能。CIS 不是一项昂贵的功能，但它在发动机耐用性方面起着重要作用，尤其是在您需要经常或长时间使用发电机时。

交流发电机

交流发电机，也称为“发电机组”，是发电机的一部分，它通过发动机提供的机械输入产生电力输出。它包含封装在外壳中的固定和移动部件的组件。这些组件共同作用以引起磁场和电场之间的相对运动，从而产生电力。
 
(a) 定子——这是静止组件。它包含一组缠绕在铁芯上的线圈的电导体。

(b) 转子/电枢——这是通过以下三种方式中的任何一种产生旋转磁场的运动部件：

(i) 通过感应——这些被称为无刷交流发电机，通常用于大型发电机。
(ii) 通过永磁体——这在小型交流发电机组中很常见。
(iii) 使用励磁机 – 励磁机是一种小型直流 (DC) 电源，通过导电滑环和电刷组件为转子供电。

转子在定子周围产生移动磁场，从而在定子绕组之间产生电压差。这会产生发电机的交流 (AC) 输出。

以下是评估发电机交流发电机时需要牢记的因素：

(a) 金属与塑料外壳——全金属设计确保交流发电机的耐用性。随着时间的推移，塑料外壳会变形并导致交流发电机的运动部件暴露在外。这会增加磨损，更重要的是，对用户是危险的。

(b) 球轴承与滚针轴承——球轴承是首选，使用寿命更长。

(c) 无刷设计——不使用电刷的交流发电机需要较少的维护，并且产生更清洁的电力。

燃油系统

油箱通常有足够的容量让发电机平均运行 6 到 8 小时。在小型发电机组的情况下，油箱是发电机撬座的一部分或安装在发电机框架的顶部。对于商业应用，可能需要竖立和安装外部燃料箱。所有此类装置均须经城市规划司批准。单击以下链接了解有关发电机油箱的更多详细信息。

燃油系统的共同特征包括：

(a) 从燃油箱到发动机的管道连接——供应管路将燃油从燃油箱引导至发动机，回油管路将燃油从发动机引导至燃油箱。

(b) 油箱通风管——油箱有一个通风管，以防止在油箱重新加注和排放时产生压力或真空。为燃油箱加注时，确保加注嘴和燃油箱之间的金属与金属接触，以避免产生火花。

(c) 从燃油箱到排放管的溢流连接——这是必需的，以便在重新填充油箱期间的任何溢流不会导致液体溅到发电机组上。

(d) 燃油泵——将燃油从主储油箱输送到日用油箱。燃油泵通常是电动操作的。

(e) 燃油水分离器/燃油滤清器——将水和异物与液体燃料分离，以保护发电机的其他部件免受腐蚀和污染。

(f) 喷油器——它使液体燃料雾化并将所需量的燃料喷入发动机的燃烧室。

电压调节器
顾名思义，该组件调节发电机的输出电压。下面针对在电压调节循环过程中起作用的每个组件描述该机制。

(1) 电压调节器：交流电压到直流电流的转换——电压调节器将发电机输出的交流电压的一小部分转换成直流电流。然后，电压调节器将此直流电流馈送到定子中的一组次级绕组，称为励磁绕组。

(2) 励磁绕组：将直流电流转换为交流电流——励磁绕组现在的功能类似于初级定子绕组，并产生很小的交流电流。励磁绕组连接到称为旋转整流器的单元。

(3) 旋转整流器：将交流电流转换为直流电流——这些整流器对励磁绕组产生的交流电流进行整流并将其转换为直流电流。除了转子/电枢的旋转磁场之外，该直流电流被馈送到转子/电枢以产生电磁场。

(4) 转子/电枢：将直流电流转换为交流电压——转子/电枢现在在定子绕组上感应出更大的交流电压，发电机现在产生更大的交流输出电压。

这个循环一直持续到发电机开始产生相当于其全部运行容量的输出电压。随着发电机输出的增加，电压调节器产生的直流电流减少。一旦发电机达到满负荷运行，电压调节器就会达到平衡状态，并产生刚好足以将发电机输出维持在满负荷运行水平的直流电流。

当您向发电机添加负载时，其输出电压会略有下降。这促使电压调节器动作，上述循环开始。该循环一直持续到发电机输出斜升至其原始的全部运行容量。

冷却和排气系统
(a) 冷却系统
发电机的持续使用会导致其各种部件升温。必须有一个冷却和通风系统来吸收过程中产生的热量。

原水/淡水有时用作发电机的冷却剂，但这些主要限于特定情况，例如城市应用中的小型发电机或超过 2250 kW 及以上的超大型机组。氢气有时被用作大型发电机组定子绕组的冷却剂，因为它比其他冷却剂更有效地吸收热量。氢气从发电机中带走热量，并通过热交换器将其传递到包含软化水作为冷却剂的二级冷却回路中。这就是为什么非常大的发电机和小型发电厂通常旁边都有大型冷却塔。对于住宅和工业的所有其他常见应用，标准散热器和风扇安装在发电机上并用作主冷却系统。

必须每天检查发电机的冷却液液位。冷却系统和原水泵应每 600 小时冲洗一次，热交换器每运行 2,400 小时应清洁一次。发电机应放置在有充足新鲜空气供应的开放通风区域。国家电气规范 (NEC) 规定，发电机的所有侧面都应至少留出 3 英尺的空间，以确保冷却空气的自由流动。

(b) 排气系统
发电机排放的废气就像任何其他柴油或汽油发动机的废气一样，含有需要妥善管理的剧毒化学品。因此，必须安装适当的排气系统来处理废气。这一点再怎么强调都不为过，因为一氧化碳中毒仍然是受飓风影响地区最常见的死亡原因之一，因为人们往往不会想到这一点，直到为时已晚。 

排气管通常由铸铁、锻铁或钢制成。这些需要是独立的，不应由发电机的发动机支撑。排气管通常使用柔性连接器连接到发动机，以最大限度地减少振动并防止损坏发电机的排气系统。排气管终止于室外并从门、窗和其他开口通向房屋或建筑物。您必须确保发电机的排气系统未连接到任何其他设备的排气系统。您还应该咨询当地城市条例，以确定您的发电机运营是否需要获得当地当局的批准，以确保您遵守当地法律，以防止罚款和其他处罚。

润滑系统
由于发电机在其发动机中包含运动部件，因此需要润滑以确保长时间的耐用性和平稳运行。发电机的发动机由储存在泵中的油润滑。您应该每运行 8 小时检查一次润滑油油位。您还应该检查是否有任何润滑剂泄漏并每运行 500 小时更换一次润滑油。

电池充电器
的第一Ë发电机的技术功能是电池操作的。电池充电器通过向发电机提供精确的“浮动”电压来保持发电机电池充电。如果浮动电压非常低，电池将保持充电不足。如果浮充电压很高，会缩短电池的寿命。电池充电器通常由不锈钢制成以防止腐蚀。它们也是全自动的，不需要进行任何调整或更改任何设置。电池充电器的直流输出电压设置为每节 2.33 伏特，这是铅酸电池的精确浮充电压。电池充电器有一个隔离的直流电压输出，它会干扰发电机的正常运行。

控制面板
这是发电机的用户界面，包含电源插座和控制装置。以下文章提供了有关合肥发电机出租控制面板的更多详细信息。不同的制造商在其设备的控制面板中提供了不同的功能。其中一些在下面提到。

(a) 电启动和关闭 - 自动启动控制面板在停电期间自动启动您的发电机，在运行时监控发电机，并在不再需要时自动关闭设备。

(b) 发动机仪表——不同的仪表指示重要参数，例如油压、冷却液温度、电池电压、发动机转速和运行持续时间。当这些参数中的任何一个超过其各自的阈值水平时，对这些参数的持续测量和监控能够使发电机内置关闭。

(c) 发电机仪表 – 控制面板还有用于测量输出电流和电压以及工作频率的仪表。

(d) 其他控制——相位选择器开关、频率开关和发动机控制开关（手动模式、自动模式）等。

 主要组件/框架

所有发电机，无论是便携式还是固定式，都有定制的外壳，可提供结构基础支撑。该框架还允许将发电机接地以确保安全。