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。以旋转电枢式同步发电机为例介绍柴油机组中。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。

交流发电机工作原理矢量图

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。

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:

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：

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。

    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：

    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。

二、柴油发电机组的分类

柴油发电机组的种类繁多，依据不同的原则进行分类的结果不尽相同。

1、以发动机燃料为依据，可分为柴油发电机组和复合燃料发电机组；

2、依据转速可分为高、中、低速机组；按用途可分为应急、备用和常用发电机组；

3、根据发电机的输出电压频率可分为交流发电机组和直流发电机组；

4、按照发电机励磁方式可分为旋转交流励磁机励磁系统和静止励磁机励磁系统两类。

其中，常用的分类方法为依据柴油发电机组的性质和用途，控制和操作方式以及外观构造进行分类。

三、柴油发电机组基本工作原理

柴油发电机驱动发电机运转。在气缸内，经过空气滤清器过滤的洁净空气与喷油器喷出的高压雾化柴油充分混合，在活塞的向上挤压下，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，推动活塞向下运动，称为“做功”。每个气缸按一定顺序依次工作，作用在活塞上的推力通过连杆变成驱动曲轴转动的力，从而带动曲轴转动。通过将无刷同步交流发电机与柴油发电机的曲轴同轴安装，发电机的转子可以由柴油发电机的旋转驱动。利用“电磁感应”原理，发电机将输出感应电动势，感应电动势可以通过闭合的负载电路产生电流。

柴油发电机组工作原理矢量图

1、先说柴油机的基本结构：它由气缸、活塞、气缸盖、进气门、排气门、活塞销、连杆、曲轴、轴承和飞轮等构件构成。

2、柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机，下面我只说说单缸四行程柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。

3、活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和作功（膨胀）行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。

4、作功行程完了后，活塞由下向上移动，排气门打开排气，完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。经若干工作循环后，柴油机在飞轮的惯性下逐渐加速进入工作。  

5、柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电，发电机有直流发电机和交流发电机。  直流发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等组成。工作发电原理：当柴油机带动发电机电枢旋转时，如有不懂可询吴186-解决问题。由于发电机的磁极铁芯存在剩磁，所以电枢线圈便在磁场中切割磁力线，根据电磁感应原理，由磁感应产生电流并经炭刷输出电流。  

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1.示宽等用于指示车辆的轮廓夜间行驶及停车时，向其他车辆显示该车所在位置，以便保证行车安全，它受总开关控制，其灯罩为红色或白色。

2.解放CA1091型汽车起动系统装用了D171型组合继电器，它由起动继电器和保护继电器两部分组成。

3.半导体元件对瞬变电压是很敏感的，当瞬变电压达到某一值时，就会使半导体元件损坏。

4.曲轴位置传感器亦称点火信号发生器，用于点火正时控制。

5.随着发动机冷却液温度升高，怠速空气调整器逐渐减小旁通道开度，旁通空气量亦逐渐减少，发动机转速逐渐降低至正常怠速。

6.外啮合式减速机构是在电枢轴与减速器之间利用惰轮作中间传动。

7.目前，新型的汽车交流发电机有的在定子三相绕组的星形连接点引出连接线并加装两尺中性点二极管。

8.为了避免因电流过大而烧坏总开关和保证前照灯的正常工作，在大灯电路中装置了电刷。

9.节气门位置传感器安装在节气门体上，其作用是将节气门开度转换成电压信号以便ECU根据发动机工况控制喷油量。

10.差动变压器是种闭磁路互感式电感传感器。

11.为保证发动机可靠起动，蓄电池应经常保持无电状态，保证起动机正常工作时的电压和容量。

12.直流电动机是将电能转变为电磁转矩装置，它是根据带电导体在磁场中受到电磁力作用的原理制成的。

13.目前常用检测压力的方法来判断有无爆震。

14.汽车灯具作用可分为外部照明、内部照明和灯光信号装置等3类。

15.击穿电压与很多因素有关，主要影响因素有：火花间隙大小、气缸内混合气、温度与压力、磁场、电极的温度、极性和发动机的工作情况。

16.冬季起动发动机时，不应对发动机预热后，再使用起动机起动。

17.叶片式空气流量计的检测方法主要有在线检测和元件整体检测两种。

18.用发电机中性点电压控制充电指示灯灭或亮，以表示发电机的状态。

19.倒车蜂鸣器是一个间歇发音的音响装置，发音部分是一只小功率的电喇叭。控制电路是一个由无稳态电路与反向器组成的开关电路。

20.热敏电阻传感器温度系数与电阻呈正比。

21.传统的点火系统，其点火时刻的调整是依靠机械离心式调节装置和真空式调节装置完成的。

22.美国GM公司采用了集成电路（IC）点火装置，高能点火系统并在分电器内装上点火线圈和点火控制线路，这种电路具有结构紧凑、可靠性、响应性好等特点，但成本高、耗电多。

23.在初始点火提前角已设定时，受ECU控制的实际点火提前角则为基本点火提前角与修正点火提前角则为基本点火提前角与修正点火提前角之和，该值应保证在某一范围内。

24.在发动机处于起动工况时，其转速较低，要求的点火提前角较大。

25.起动发动机时的转矩传递过程为：电枢轴→主动摩擦片→被动摩擦片→主动盘→被动盘→驱动齿轮轴套→驱动齿轮。

26.在发动机起动时，电源电压较高，为改善起动时的点火特性，将附加电阻短路，以保证发动机起动时可靠点火。

27.闭环控制时，ECU测出的爆震率对点火提前角进行调节。

28.发动机起动后，应及时断开起动开关，防止起动机长时间通电运转，并加剧驱动齿轮的磨损。

29.汽车电源蓄电池、继电器和配电部分组成。

30.电子控制汽油喷射系统可分为单品喷射和双点喷射系统。

31.电控汽油发动机能很好的适应减少排放、降低油耗、提高输出功率及改善驾驶性能等使用要求，因此电控汽油发动机也成现代发动机主流。

32.配光镜的外表面平滑，内侧精心设计成由很多块特殊的凸透镜和棱镜组成的组合体，其几何形状非常复杂。

33.二氧化钛在表面缺氧时，氧分子将脱离表面，使晶格结构发生变化而出现空缺，移动电子为填补空缺形成电流，导致材料的电阻值增大。

34.汽车起动电路一般由蓄电池起动机点火开关，导线及汽油泵等组成。

35.双极电磁振动式电压器为单级电磁振动式电压调节器，装有灭弧系统，减轻了触点火花。

36.翼片式闪光器是利用金属的热效应，以热胀冷缩为动力，使翼片产生突变动作，接通和断开触点，使转向信号灯闪烁。

37.外啮合减速机构的转动中心距小，因此受起动机结构的限制，其减速比不能太大，一般用在大功率的起动机上。

38.灯光保护继电器的作用是当前大灯、前小灯、尾灯线路有短路。熔断器自动切断时，能自动接通辅助前照灯，会造成全车灯光熄灭而影响驾驶员的安全行驶。

39.有故障的节气门位置传感器可能引发加速不圆滑，发动机熄火和怠速转速不当等故障。

40.电磁控制式控制装置电磁开关上有吸拉线圈和保持线圈。

41.蓄电池负极板的数量比正极板多一片.

42.配制电解液时应将硫酸徐徐倒入蒸馏水中.

43.硅整流器散热板上装的是负二极管.

44.蓄电池与用点设备是串联连接的.

45.交流发电机由转子、定子、整流器、端盖与电刷总成等部分组成.

46.交流发电机的输出电流是随汽车发动机转速变化而变化的.

47.轿车发电系统的电压调节范围为13.5V—14.5V.

48.发电机的转速低于发动机的转速.

49.充电指示灯灭就是发电机有故障而不发电.

50.硅整流交流发电机严禁采用短接接线拄火的方法检查故障.

51.发动机正常工作时，水温一般应在75℃—90℃之间。

52.启动机在主电路接通后,保持线圈被短路.

53.火花塞积炭后,次极电压将显著增强.

54.点火霍尔信号发生器输出的是脉冲波

55.反射镜的作用是最大限度地将灯泡发出的光线聚合成强光束，达到照射距离远而明亮的目的。

56.传统点火系统次级电压的最大值是随着电容CC2的容量减小而升高的。

57.前照明灯的近光光束其水平位置向左或右偏差均不得超过100mm.

58.现代高速汽车其前照灯照明距离应达到200M~250M。

59.转向信号灯的闪光器山工率一般为100次/分钟~150次/分钟.

60.起动机工作时应先接通主回路，再使驱动齿轮啮合。

61.电动车窗使用的电动机是双向的。

62.电磁感应式无触点信号发生器的作用是产生信号电压，控制点火装置的工作。

63.配制电解液时，应先把蒸馏水放入容器，然后把硫酸按比例缓慢的加入水中。

64.将一片正极板（PbO2）和一片负极板（Pb）侵入电解液（稀硫酸）中就可获得1V的电动势

65.在放电过程中，蓄电池的放电电流越大，其输出容量就越大。（）

66.在发电机整流器中增加中性点二极管的目的是为了提高发电机的输出功率。（）

67.交流发电机由定子产生磁场，转子产生三相交变电动势。（）

68.交流发电机所采用的励磁方法是先他励后自励。（）

69.起动发动机的电源是发电机。（）

70.如果电解液的液面低于规定值时，应加稀硫酸，以保持一定的液面高度。（）

71.加液孔盖是密封的，主要防止电解液逸出和外界空气进入电解液中。（）

72.铅蓄电池的放电过程是化学能转变成电能的过程。（）

73.６—ＱＡ—１０５汽车用起动型蓄电池是免维护蓄电池。（）

74.在一个单元格蓄电池中，正极板的片数总是比负极板的片数多一片。（）

75.在放电过程中，正、负极板上的活性物质都转变为硫酸铅。（）

76.交流发电机调节器的作用是稳定发电机输出电流。（）

77.发动机负荷增大，最佳点火提前角也应增大。（）

78.汽车在正常运行时，向用电器供电的是发电机。（）

79.汽车上用的电和日常生活上用的电是一样的，都是交流电。（）

80.起动发动机的电源是发电机。（）

81.配制电解液时，是将蒸馏水注入硫酸中的。（）

82.在放电过程中，电解液相对密度是逐渐升高的。（）

83.无需维护铅蓄电池在使用过程中，要经常补加蒸馏水。（）

84.中性点接线柱与定子绕组中心相连。（）

85.硅整流二极管的特性是单向导电。（）

86.充电指示灯亮即为蓄电池处于充电状态。（）

87.汽车刚起动时，交流发电机是他励，然后转为自励。（）

88.起动机一般由交流电动机、传动机构和控制装置三部分组成。（）

89.电压调节器的作用是：当发动机的转速发生变化时，通过调节发电机的输出电流，使电压基本保持不变。（）

90.当发动机转速升高，点火提前角应适当减小。（）

91.冷却液温度传感器的热敏电阻，其电阻随温度升高而（）。

92.按安装位置的不同，电动汽油泵可分为哪两种形式（）。

93.EU根据节气门开度和开启速率判断发动机（），输出信号在自动变速器上作为换挡主要依据。

94.为了避免因电流过大而烧坏总开关和保证前照灯的正常工作，在大灯电路装置了（）。

95.传感器是把（）转换成（）的装置。

96.爪极式无刷交流发电机的结构与有刷交流发电机基本相同，主要区别（）。

A.磁场绕组静止，不随转子转动

97.控制装置按工作方式不同，起动机的控制装置分为机械操纵式、（）电枢移动式等3钟类型。

98.下列选项中在点火系统中没有应用的传感器是（）。

99.电压的检测方法有发动机电压检测法（）。

100.内部照明装置由顶灯、仪表灯、阅读灯、（）、踏步灯和工作灯组成。

《电力系统基础》试题库

1、动力系统－将电力系统加上各种类型发电厂中的动力部分就称为动力系

2、电力系统－由发电机、变压器输配电线路和用户电器等各种电气设备连

接在一起而形成的生产、输送分配和消费电能的整体就称为电力系统

3、电力网－由各种电压等级的变压器和输、配电线路所构成的用于变换和

输送、分配电能的部分称为电力网

4、频率的一次调整－由发电机的自动调速器完成的频率调整

5、频率的二次调整－就是自动或手动地操作调频器而完成的频率调整

6、频率的三次调整－按照负荷曲线及最优化准则在各个发电厂之间分配发

7、电压中枢点－指在电力系统中监视、控制、调整电压的有代表性的点母

8、同步运行状态－指电力系统中所有并联运行的同步电机都有相同的电角

9、稳定运行状态－在同步运行状态下，表征运行状态的各参数变化很小，

这种情况为稳定运行状态

10、稳定性问题－电力系统在运行时受到微小的或大的扰动之后，能否继续

保护系统中同步电机同步运行的问题称为电力系统稳定性问题

11、静态稳定－指电力系统在运行中受到微小扰动后，独立地恢复到它原来

的运行状态的能力叫静态稳定

12、暂态稳定－指电力系统受到较大的扰动后各发电机是否能继续保持同步

13、功角稳定－指系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象

14、顺调压－在最大负荷时使中枢点的电压不低于线路额定电压的102.5％

倍，在最小负荷时使中枢点的电压不高于线路额定的额定电压的107.5％倍，这种调压方式叫顺调压

15、逆调压－在最大负荷时使中枢点的电压较该点所连接线路的额定电压提

高5％，在最小负荷时使中枢点的电压等于线路额定电压的调压方式叫逆调压