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福州柴油发电机的工作原理
工作原理
一、福州柴油发电机组生成机理：
福州柴油发电机组中常用的发电机为同步交流发电机，是以电磁感应为基础的旋转式机械。根据其结构特点可分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。
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。
福州柴油发电机组工作结构图
二、交流发电机生成机理
以旋转电枢式同步发电机为例介绍柴油机组中发电机的工作原理。
旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同，都是电磁感应现象。而主要区别有两点：
（1）产生感应电流的方式：旋转电枢式发电机通过电枢的旋转使闭合线圈的磁通量变化，从而产生感应电流；旋转磁极式发电机则通过磁极的旋转使定子线圈切割磁力线，从而在定子线圈中产生感应电流。
（2）电力输出方式：旋转电枢式发电机通过电刷和集电环向外接电路供电；而旋转磁极式发电机则直接将电力送往外接电路，因此相对于旋转电枢式、旋转磁极式发电机可提供电高的电压，适用于大型发电机。
1、电动势的产生
● 当导体切割磁场的磁力线时，会在导体中产生感应电动势。
● 线圈abcd代表整个电伛绕组、其两端分别固定在同一转轴上的滑环1和2上，两者同轴旋转，且相对位置和连接关系不随转子位置的变化而变化。电刷A和B通过刷架固定在发电机的端盖上、且与滑环1、2的滑动接触关系不变。
● 当电枢沿顺时针方向旋转，ab边处于N极下时、山边的感应电动势方向为由c至d，并设此时电动势方向为正方向;当电枢旋转180。后、ab边处于S极下，cd边处于N极下，此时ab和cd边中的电动势均改变方向，显然此时电动势为负值。
由上述过程可知，对于一对磁极的单向同步交流发电机、其转子旋转一周，在电枢绕组中产生一个周波的交流电动势。若磁通密度B按正弦规律分布，则可产生正弦交流电动势。而对于三相同步交流发电机、其各项绕组产生交流电动势的原理与单项同步交流发电机完全相同。
2、电动势的大小
根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、导体中的感应电动势e可由式求得:
E=BLV
● B——磁通密度；
● L——导体在磁场中的有效长度；
● V——导体垂直于磁场方向的运动速度。
而正弦交流电动势的有效值E计算：
E=Kn
● 式中n——发电机转速；
● K——发电机的结构常数。
同步交流发电机制成后，其结构常数K已成定值。因此，可通过改变发电机的转速n或每极磁通来调整其输出电压的高傲。但是，通常情况下要求电动势的频率f恒定，而频率f与转速n成正比，所以发电机的转速是不能随便调整的。因此，主要通过调节同步交流发电机磁通量的大小，达到调整其输出电压的目的。
3、电动势的频率
● 当发电机磁极对数一定时(如P=1)，其转子每旋转一周，电枢绕组可产生一个周波的交流电动势。转子旋转两周，产生两个周波的交流电动势，苦转子每秒旋转n/60周，则产生n/60周/s的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f与发电机转速n成正比。
● 当发电机的转速一定时(如n=1周/s)，磁极对数P=1，转子每旋转一周产生一个周波的交流电动势。磁极对数P=2，转子每旋转一周产生两个周波的交流电动势。若为P对磁极，转子每旋转一周产生P个周波的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f还与磁极对数P成正比。
综上所述，同步交流发电机电动势的频率f与其转速n 和磁极对数P成正比，因此f的计算公式为：
F=P*n/60 (周/s)
改变同步交流发电机的转速n或磁极对数P,均可改变其频率f。但是，发电机制成后，其磁极对数P是不能改变的因此,只能通过改变转速n来调整频率f。一旦频率f达到额定值后，就不能再随便改变转速n。
4、改善电动势波形的措施
根据要求，同步交流发电机输出电压应为正弦波。但是，由于发电机定子铁芯结构、磁极结构、电枢绕组结构、三相发电机电枢绕组的连接形式等因素的影响，电动势的波形会产生畸变，形成非正弦交流电动势。
非正弦交流电动势中除含有基波分量外，还含有频率不同的许多高次谐波分量。不仅严重影响发电机的性能和工况，还影响用电设备的正常工作。因此，在设计、生产同步交流发电机时，采取了诸多方法，改善电动势波形，使其成为正弦波。其具体方法有：改善磁极形状、采用斜槽定子、改善定子绕组结构和三相发电机采用星形接法。
（1）改善磁极形状：磁极的分布规律由磁极的形状决定，将磁极尖削尖或采用扭斜磁极，使磁通密度B近似按正弦规律分布，进而使电动势成为正弦波；
（2）采用斜槽定子：将定子铁芯扭斜一个槽距的位置，使其成为斜糟定子，无论转子旋转至何种位置，磁极端画所覆盖的铁芯齿面积始终保持不变，这样可消除齿谐波的影响；
（3）改善定子绕组结构：同步交流发电机通常采用短距分布式绕组结构，可消除或削弱许多高次谐波分量，使电动势接近于正弦波；
（4）三相发电机采用星形接法：三相同步发电机的三相电枢绕组采用星形接法，其线电压中将不再含有三次及三的整倍数次谐波分量·改善线电压的波形。
5、同步交流发电机励磁方式
发电机励磁功率的产生方式，称为其励磁方式。同步交流发电机的励磁方式有他励式和自励式两种。
（1）他励式：励磁功率由本身以外的其他电源供给，这种发电机称为:他励式发电机。根据获得励磁功率形式的不同，他励式交流发电机又有采用血流励磁机励磁和采用无刷交流励磁机励磁之分。其中、采用直流励磁机励磁是靠同轴转动的并励直流发电机供给励磁功率的；采用无刷交流励磁机励磁是由同轴转动的交流励磁发电机供给励磁功率的。
（2）自励式：励磁功率由本身供给的发电机称为自励式发电机。其励磁功率一般由以下三种方法获得：直接从同步交流发电机输出端取得，由安装在同步交流发电机的定子槽中的副绕组供给；发电机电枢绕组为带抽头式的，由抽头处引出部分电枢绕组供给。
综上所述，无论是他励式同步交流发电机，还是自励式同步交流发电机，改变励磁电流的大小，均可调整发电机的输出电压。
福州柴油发电机的主要排放问题都比照欧洲标准限制排放
1.福州柴油发电机的主要排放问题
发电机组运行时排放的HC、CO和NOX、燃油蒸汽、硫酸雾等有害成分，使空气被污染，对人类健康、生态环境和经济发展的影响越来越大，这是当今世界 的环境问题之一。为解决这一难题，目前一般采用机内净化技术和机外净化技术。例如：电喷发电机加装催化转化器可有效降低排气污染。稀燃技术可以有效地改善汽油机油耗，降低有害排放物（主要是NOX）排放。采用EGR（废气再循环）发动机NOX排放量比相应的发动机排放量平均要低50％。
对发电机排放进行必要的限制有助于改善环境质量。因此，世界各国都对发电机排放做了较严格的限制。例如：美国1998年实施的重型柴油机标准要求NOX排放量为4g/(hph)。
发电机制造商协会与美国加利福尼亚大气资源局（CARB）及环境保护局(EPA)达成了一项协议，即到2004年，在使用洁净柴油燃料的前提下，其产品的NOX和HC排放缸量之和为2.5g/(hph)，PM（颗粒）的排放量为0.1g/(hph)。如果不使用洁净燃料，则NOX和HC排放量之和为3.5g/（hph)。
2.降低排放的目标
由于欧洲对内燃机的排放限制比较严格，世界各国各地都比照欧洲标准限制排放。
康明斯是全球发动机企业中首家能够将福州柴油发电机组的五大关键系统，即进气处理系统、滤清和后处理系统、燃油系统、电控系统和缸内燃烧优化设计，全部自主开发的跨国企业，可以为客户提供全方位的“ 一站式”排放解决方案。
● 优异的动力性 输出功率可达500Kw, 输出扭矩2990N.m，保证各种使用状态下的动力充沛
● 超低油耗 采用康明斯XPI超高压共轨燃油喷射系统及CTT大流量涡轮增压器，并结合康明斯先进的动力缸设计和电子控制系统，大大低燃油消耗，确保发动机在不同工况和应用中的出色燃油经济性
● 出色的可靠性 采用全球领先的工程技术与分析工具并结合中国用户使用状况设计，在强大的传感器和电控系统的支持下，发动机具备更强的高海拔运行能、低温运行和大负荷持续运行能力，零下40 至60 摄氏度、5200 米海拔发动机都可运转自如
● 出色的适用性 超高的重量功率密度和升功率密度方便用户安装和运输，便于用户维修保养
● 更低排放 采用机内净化方案，可满足医院、学校等对排放有更严格要求的场所的使用需求
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福州柴油发电机组的型号中符号和数字的含义
福州柴油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， 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
福州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。
所有当了解了这些就可以从福州柴油发电机的型号也可以看出是属于什么类型的福州柴油发电机。
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