带你了解发电机
  一、发电机的种类和功能特点

  发电机是指受到机械动力的作用时产生电的设备。在这种转换过程中，机械动力来自于各种各样的其他形式的能源，如风能、水能、热能、太阳能等。

  根据产生电的类型不同，发电机主要分为直流发电机和交流发电机两大类。

  1.直流发电机的功能特点

  直流发电机是指受外部机械力作用产生直流电的发电机。

  一文带你了解发电机

  直流发电机具有使用方便、运行可靠等特点，可以直接为各种需要直流电源的用电设备提供电能。但是直流发电机内部有换向器，易产生电火花，发电效率较低。直流发电机一般可作为直流电动机、电解、电镀、充电及交流发电机的励磁等所需的直流电源。

  2.交流发电机的功能特点

  交流发电机是指受外部机械力作用产生交流电的发电机，该类发电机又可分为同步交流发电机和异步交流发电机。其实物外形如图2所示。

  在交流发电机中同步发电机为常见，该类发电机由直流电流励磁，既能提供有功功率，也能提供无功功率，可用于为各种需要交流电源的负载设备供电。另外，同步发电机按所用原动机的不同又可分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、风力发电机4种。

  交流发电机的应用十分广泛，例如各种发电站、企业、商铺及家庭备用电源、汽车等均使用发电机供电，其应用实例如图3所示。

  二、发电机的型号与技术参数

  为了便于对发电机的生产管理和使用， 对发电机的型号进行了编制方法的统一，并在其外壳比较明显的位置贴有发电机的铭牌，其中包含的参数主要有发电机的型号、额定电压、额定电源、额定功率、绝缘等级、频率、功率因数以及转速等。

  1.发电机的型号含义

  发电机的型号通常是对机组的型号进行的说明，其中包含的信息有发电机输出的电压的种类、发电机机组的类型、控制特征、设计序号以及环境特征等，如图5所示。

  除此之外，有些发电机的型号较为直观简单，识别时较为方便，如图6所示，其中包含有产品编号、额定电压及额定电流等。

  例如，图7所示典型发电机的铭牌标识，从中可以了解其型号为“200GF6，参照上述命名方法可了解其型号所标识的含义。”

  2.发电机的主要技术参数

  发电机的技术参数通常与型号一样通过铭牌标签粘贴或直接标识在发电机的外壳上，以供选用和检修时参考，如图8所示。

  发电机的主要技术参数包括：额定电压、额定电流、转速、频率、功率因数、定子接法和绝缘等级等。

  (1)额定电压

  额定电压指发电机在正常运行时输出的额定电压，单位是kV。

  (2)额定电流

  额定电流是指发电机正常并连续工作时的 工作电流，单位是kA。当发电机其他各参数都在额定的情况下，发电机以该电流运行，其定子绕组的温升不会超过允许的范围。

  (3)转速

  发电机的转速是指发电机主轴在1min内的 旋转速度。该参数是判断发电机性能好坏的重要参数之一。

  (4)频率

  频率是指发电机中交流电正弦波周期的倒数，其单位为赫兹(Hz)。例如一台发电机的频率为50Hz，则表明其交变电流的方向等参数1s改变50次。

  (5)功率因数

  发电机是靠电磁转换进行发电的，其输出的功率可以分为两种，即无功功率和有功功率。无功功率主要是用来产生磁场，进行电与磁的转换;而有功功率则是为用户提供的。在发电机输出的总功率中，有功功率所占的比例就是功率因数。

  (6)定子接法

  发电机的定子接法主要可以分为两种，即三角形(△形)联结和星形(Y形)联结，如图9所示。在发电机中，通常发电机定子的3个绕组一般都联结成星形。

  (7)绝缘等级

  发电机的绝缘等级主要是指其绝缘材料耐高温的等级。在发电机中绝缘材料是较为薄弱的环节，该材料在过高的温度中很容易加速老化甚至损坏，所以不同的绝缘材料其耐热等级

  也有所区别。该参数通常是用字母表示的，其中Y 表示耐热温度为90℃，A 表示耐热温度为105℃，E 表示耐热温度为120℃，B 表示耐热温度为130℃，F 表示耐热温度为155℃，H 表示耐热温度为180℃，C 表示耐热温度为180℃以上。

  (8)其他

  在发电机中，除上述技术参数外，还有发电机的相数、机组总重量和制造日期等参数。这些参数在识读时比较直观易懂，主要供使用者在使用时或是购买时参考。

  三、发电机在线路中的符号标识

  发电机是电力拖动、机床等控制线路中必不可少的部件之一。在绘制各控制线路对应的原理图时，发电机并不是用其实际外形体现，而是由代表其功能的图样或简图、字母等符号进行标识的。发电机的符号与电动机符号相似，一般用字母“G”文字符号标识。其中G表示发电机，GD表示直流发电机，GA表示交流发电机(异步发电机)，GS表示同步发电机，GH表示永磁发电机。根据这些不同的字母标识，可以快速识别出该线路中使用的发电机的类型。发电机出租、租赁

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发电机发电时，如没有电器在用电，发出来的电都去哪里了?
发电机发电，假如没有电器在用电，相当于负载这边是开路的，也就是发电机线圈的并没有形成回路，没有回路是没有电流的，根据电功率的定义，电功率P=电压U*电流I，因为回路没有电流，所以电功率P=0，也就是没有电功率输出，相当于本质上并没有发电，当然谈不上损失了。

  电动势只是一种能力

  根据电磁定律，导体运动切割磁力线的时候，会在导体两端形成感生电动势。电动势在物理学上是这样定义的，单位正电荷被电场力从电源的负极，经过电源内部，达到电源正极时所做的功的大小。

  光看定义，电动势是比较抽象的，不太好理解。可以顾名思义把电动势理解成让电子产生运动趋势的一种本领，一种能力。好比处于高处水池里边的水，老想流出去，流到下游去这样一种趋势。又好比说一个人很会赚钱，口袋老是装了满满的，这种也是一种能力。发电过程，电动势也反应发电机把机械能转换成电能的一种能力本领。

  有本领有能力，不做事，相当于能力体现不出来，也等同于没有能力，好比上边说到有赚钱能力的人，并没有把钱花掉，和穷人没有两样一个道理。当没有任何负载接入发电机的回路里边，回来没有电流，并没有产生电功率。但是导体切割磁力线是存在的，所以有电动势，展现了发动机能发电的一种本领而已。再次回到水池装满水了，但是水阀是关闭着的，并没有水漏出去一样的道理，并没有什么损失，水还在水池里边。

  导体没有切割磁力线时候，正负极两端都是中性的，因为金属正电荷和电子是完全一致的，导体没有对外显示出任何带电状态。当切割磁力线的时候，正电荷从负极移动到正极，可以理解成电磁力让正电荷和电子实现了在这一段导体上分离了一些出来，正极聚焦了正电荷，而负极聚集了电子，这样分别在导体两头呈现出不同的带电状态来。正负电荷分离出来的数量越多，代表发电机的电动势越强，发电能力也越强。因为没有负载接入，而发电机的发电能力是有限的，导体的能分离出来的数量也是有限的，到了一定程度，正负电荷不再继续分离增加了，发电机怎么转，都不会再有新的正电荷从负极移动到正极了。好比水池里边的水已经满了，水泵再往里边送水，也送不进去这个道理。

  电能的转化看电流

  灯泡发光，是因为电流流过钨丝等东西，转换成热能或者光能，而风扇在转，也是电流流过电机内部，让电能转换成动能。要让负载工作同时消耗电能，必须要有电流流过负载本身，这样电能才可以转换成其他形式的能。

  发电机带动负载发电时候，机械能会因为切割磁力线存在，发电机线圈内部会分离出来正负电荷，让正电荷跑到正极，负电荷保留在负极，转换成电能，而电能因为有回路，让正电荷从正极，经过负载，流回负极，这样相当于正电荷做了一个封闭的循环，回到了初的位置了，让正负电荷中和，这样机械能再次在发电机线圈内部分离正负电荷，重复这个流程，这样一个流程就是有源源不断电流产生的过程。

  发电机可以看成一个电压源，电动势代表这个电压源的能力，电压是稳定的，发电机输出的电功率大小，取决于负载这边的电流大小，电流越大，发电机把机械能转换成电能的数量会越多。反过来，如果负载没有电流，发电机实际上是在空转，除了一些摩擦力在消耗能量外，并不会有机械能转换成电能，不存在白白损失的问题

从4个方面来分析并比较发电机的风冷和水冷系统
 柴油发电机过冷或者过热（即发电机冷却能力过强或者过弱）都会对其动力性，经济性，工作可靠性带来不利的影响。因此设计良好的冷却系统，能够保证发电机始终处于适宜的温度下工作，以获得较高的发电机经济性能，动力性能，工作可靠性指标等。冷却系统的功用就是使发电机在各种工况下都保持在适当的温度范围内，冷却系统既要防止发电机过热，又要防止冬季发电机过冷，在冷态下的发电机启动之后，冷却系统还要保证发电机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。
  冷却系统，顾名思义，其主要作用就是对柴油发电机进行冷却，保证柴油发电机在一定的温度范围内可靠的工作，根据冷却介质的不同，分为风冷系统和水冷系统两种。下面康明斯发电机公司结合风冷系统和水冷系统的系统构造、振动噪声、冷却效果、低温性能、使用寿命，进行分析比较。
   1.系统构造：水冷柴油发电机的气缸套分为干式气缸套（不直接与水接触）和湿式气缸套（直接与水接触），活塞在缸套内往复运动时，将热量传给缸套，缸套又将热量传递给冷却液来实施冷却，需要有水泵、水管、节温器等专用零部件，构造复杂；风冷柴油发电机则省去许多部件和环节，结构相对简单，但风冷系统对材料的耐热，耐磨，膨胀系数要求更高，制造起来技术工艺要求也比水冷要高。
   2.振动噪声：水冷系统由于在缸套外侧配备水套，噪音经过水后变小，从而大大降低了发电机内部噪音，相对来说水冷柴油发电机的噪声更小、震动较小，拥有更高的压缩比，爆发力更强，功率更高，风冷系统需要风扇高速运转来进行抽风与排风，风燥比较大，震动较为明显。
   3.冷却效果：水冷系统的缸体和缸盖刚度好，冷却强度高，发电机内部和外部冷却均匀，冷却水路设计自由度大，工作可靠，循环性好，降温迅速，不容易过热，不受环境影响；风冷系统的冷却介质为空气，空气的比热容大约为水的比热容的1/4左右，空气的传热系数大概为水的传热系数的1/20—1/30左右，空气的降温效果不如水明显，尤其在夏季使用中，水冷系统的优势更为明显。
   4.低温性能：风冷系统启动方便、运行经济，启动后气缸的温度上升较快，在短时间内即可进入大负荷工作状态，没有冻裂和过热沸腾的危险，其低温性能优良；水冷系统启动后，温升比较缓慢，而且冷却液更换不及时容易冻坏发电机，需要定期检查冷却液的质量，低温环境下风冷系统的优势更大。使用寿命风冷系统中于气缸壁温度高，升温速度快，酸性腐蚀和磨损在很大程度上降低了，柴油发电机在露点以下的工作时间也大大缩短了，因而风冷系统机件腐蚀、锈蚀程度小，而且缸体、缸盖、散热器、冷却部件上也不会像水冷系统一样存有水垢；水冷系统时间久了，冷却管道容易受到腐蚀和损坏，相关部件容易老化、开裂，水箱容易产生水垢反而影响冷却效果，风冷系统使用寿命更长。维曼发电机出租、租赁

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