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無刷充電機的工作原理
發動機起動期間，發電機電壓小于蓄電池電壓時，整流二極管截止，發電機不能對外輸出，由蓄電池供給磁場電流。路徑為：蓄電池正極→點火開關SW(或點火繼電器觸點)→磁場燒組調節器→搭鐵→蓄電池負極。
流入勵磁繞組的電流，在勵磁鐵心中建立一個帶狀的磁通量。這個帶狀磁通量沿著各個導磁元件環行，在整個磁回路中，這個磁通量將在勵磁繞組周圍找到一個 磁阻的通道：勵磁電流產生的磁力線通過勵磁鐵心(磁軛托架)→輔助氣隙g1→轉子N極→主氣隙g→定子鐵心→主氣隙g→轉子S極→輔助氣隙g2→勵磁鐵心形成一個閉合的磁路系統。這種結構除轉子爪極外徑與定子內表面之間的氣隙(稱為主氣隙)外，在閉合的磁路系統中，增加了兩個有相對運動的徑向附加氣隙，使閉合回路的磁阻增大。所以必須通過增加磁場繞組的激磁安匝來補有效磁通量所減小的部分，才能保證無刷交流發電機的輸出。
隨著轉子的旋轉，使通過定子鐵心的磁通量發生變化，定子繞組切割磁力線而產生感應電動勢，定子繞組發出三相交流電壓，通過三相橋式整流電路整流成直流。當轉速達到1000r/min左右時，發電機應能正常發電并對外輸出，經濾波電容C后輸出28V直流電壓，發電機電壓大于蓄電池電壓，發電機自勵，并對蓄電池充電，或對其他負載供電。N端通過VD4、附近VD5、附近VD6中的一個硅管整流，與對地端形成半波整流電壓，被稱為中性點電壓，其輸出信號為14V直流脈動電壓( 負載不能超過2A)，N端可用于接轉速表。中性點電壓除了直流成分外，還含有交流成分，且幅值隨發電機的轉速而變，與中性點相連的二極管(VD10、附近VD11)就稱為中性點二極管。當中性點二極管的正極管(VD11)電位 或負極管(VD11)電位 時，中性二極管亦處于正向導通，可對外輸出，能有效利用中性點電壓來增加發電機的輸出功率。實踐證明，在交流發電機上安裝中性二極管后，輸出功率可增加10%～15%。
定子繞組的三相交流電壓經三相全橋整流后，經調節器向勵磁繞組供電。調節器以通/斷方式調節勵磁電流，使充電機的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內波動，給蓄電池浮充電。發電機調節器電路如圖8-14中調節器部分所示，主要由3個電阻R1、附近R2、附近R3，2個三極管VT1、附近VT2和1個穩壓管VR組成。R1、附近R2，為分壓電阻，VT1為小功率三極管，接在大功率管的前一級，起功率放大作用，也稱前級放大。三極管VT2為大功率三極管，其集電極與發電機磁場繞組相連，磁場繞組為VT2負載，VT2導通時，磁場電流接通反之磁場電流切斷。因此，可以通過控制三極管VT2的導通與截止，改變磁場電流使發電機輸出電壓穩定。
穩壓二極管VR是感受元件，其一端接三極管VT1的基極，另一端接分壓電阻R1、附近R2、附近以組成電壓檢測電路，監測發電機電壓的變化。當發電機的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達到VR的設定電壓時，VR擊穿，VT1有基極電流使VT1導通，VT2截止，這就使發電機的F點不接地面切斷了磁場繞組的電路，發電機電壓便會下降。發電機電壓下降時又使VR、附近VT1截止，VT2導通，發電機電壓重又升高如此反復作用，使發電機端電壓被控制在一定的范圍內。
現在集成電路電壓調節器也被廣泛使用。用集成電路開發的電壓調節器體積很小，可方便地安裝在發電機的內部與發電機組成一個整體，稱之為整體式交流發電機。集成電路調節器的基本工作原理與晶體管調節器完全一樣，都是根據發電機的電壓信號(輸入信號)，利用三極管的開關特性控制發電機的磁場電流以此達到穩定發電機輸出電壓的目的。集成電路調節器有內、附近外搭鐵之分，以外搭鐵形式居多。
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只有正確的操作和保養才能減少柴油發電機氣缸套的異常磨損
柴油發電機氣缸套磨損的形式多樣而復雜，主要有：磨粒磨損、同城粘著磨損、同城腐蝕磨損、同城表面疲勞磨損和穴蝕等，通常是幾種磨損形式同時存在，互相影響，相互作用，從而加劇了氣缸套的磨損。柴油發電機氣缸套異常磨損與操作、同城保養方法有很大關系，只有保持正確的操作和保養方法，才能有效減少和柴油發電機氣缸套的異常磨損，延長使用壽命和大修間隔期，降低使用成本，提高企業的經濟效益。
氣缸套異常磨損的原因分析：氣缸套的磨損分為正常磨損和異常磨損。正常磨損是在正常工作條件下所發生的磨損，一般分3個階段，即：初始磨合期、同城穩定磨損期和后期急劇磨耗期。正常磨損的磨損率較低，一般為0.01～0.08mm/1000h；異常磨損率則達到10～15mm/1000h。根據維修經驗分析，在灰塵多的環境下工作的柴油發電機的氣缸套異常磨損主要與下列因素有關：
1.操作不正確造成的氣缸套異常磨損分為以下幾類：
超速超負荷作業：柴油發電機超速運轉時，活塞運動速度加快，缸套和活塞環間摩擦表面溫度隨速度增加而升高，當缸套表面溫度升高至200℃左右時，缸套表面潤滑油膜遭到破壞，摩擦狀態也由邊界摩擦變為干摩擦。同樣，超負荷作業時，進油量增多，燃燒室內空氣充量相對較為不足，造成燃料燃燒不完全，導致排氣溫度高，缸套表面溫度隨之上升，潤滑油膜被燒蝕、同城破壞，使摩擦面間潤滑不良，產生干摩擦。燃燒不完全和潤滑油被燒蝕，使缸套表面積炭增多，產生了磨粒磨損；同時潤滑油的高溫擴散性差，易產生高溫腐蝕。因此，長期超速超負荷作業，缸套異常磨損特別嚴重。
頻繁變換工況：當發電機在變換工況下運行時，如啟動、同城停機、同城變負荷等，缸套和活塞環表面間的潤滑油膜會隨之發生變化，容易使缸套磨損。
為以下幾類：
（1）“三濾”未清潔或失效而沒能及時更換：煙塵主要含有石英砂等，柴油發電機在含塵量較多的環境中作業時，灰塵易隨著空氣經進氣系統帶入氣缸中。此外也有可能是污染了灰塵的機油和燃油一道進入發電機。當空氣弗列加濾清器、同城燃油弗列加濾清器和機油弗列加濾清器因灰塵堵塞而未清潔或失效而無及時更換時，灰塵就較易進入發電機，這些塵埃進入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨損。有試驗表明，當磨粒直徑在30m左右時，所造成的磨粒磨損為劇烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨損則較輕微。在弗列加濾清器過濾效果良好的情況下，弗列加濾清器一般能過濾掉10m以上的磨粒，因此經常清潔弗列加濾清器和及時更換失效的弗列加濾清器，對減少磨粒磨損有很大作用。
（2）冷卻水溫度太低或太高：冷卻水溫度過低，則因燃燒生成的二氧化碳、同城硫的氧化物容易與凝結于缸壁的水滴結合成碳酸、同城硫酸和亞硫酸，對缸壁造成嚴重的酸腐蝕；同時溫度低，燃料不能完全燃燒，一部分成為廢氣排出，一部分則滲入并破壞缸壁的潤滑油，導致摩擦面間潤滑不良，磨損加劇。冷卻水溫度太高，則使潤滑油養化嚴重。有試驗表明，溫度每增加10℃，氧化速度將增加一倍，因此，缸套壁溫度過高，潤滑油膜氧化速度進行得很快，此時潤滑油粘度降低，油膜容易破壞，加劇磨損，根據對許多柴油機的試驗表明，冷卻水溫度在75～80℃為宜，此時磨損量較低；另外，潤滑油在高溫氧化后生成的積炭使摩擦表面產生磨粒磨損，使磨損更加嚴重。造成冷卻水溫度太低和太高的原因主要有：發電機頻繁開開停停或啟動時節溫器失效致冷卻水始終未能進行小循環使冷卻水溫度太低。水箱水量太少，水泵風扇皮帶太松致風扇風力不足；冷卻水道堵塞水流不暢，水箱冷卻片污物多致散熱差；冷卻水道滲入高溫氣體；潤滑油變質缸套積碳散熱差、同城磨損嚴重等，均會造成水溫偏高。
（3）燃燒室內積炭多：柴油發電機運轉一段時間后，就會在活塞頂、同城進排氣門、同城氣缸蓋的燃燒室上面積聚一定數量的積炭，若沒有及時清理，這些積炭就會在摩擦面間形成磨粒，使摩擦面產生磨粒磨損；同時因積炭造成表面散熱差，導致磨擦面間表面溫度升高，降低潤滑油的潤滑性能，也同樣加劇了氣缸套的磨損。
（4）潤滑油變質：潤滑油變質后對金屬表面的吸附力和分散力下降，從而使有腐蝕磨損表面更加嚴重，表面摩擦狀態也由于潤滑油的變質而粘度下降，容易破壞潤滑油膜，使表面磨損加大，對此，應定期更換潤滑油，確保表面處于良好潤滑狀態。
為防止氣缸套發生類似上面的異常磨損，應做好以下幾點措施：
1）柴油發電機啟動后，應適當地慢轉一段較短時間，待溫度升高后，再帶負荷工作；柴油發電機在帶負荷工作時轉速應均勻，不應在超負荷情況下工作，工作溫度要保持在規定的范圍內，不可過高或過低；
2）按時清潔更換失效的空氣弗列加濾清器、同城燃油弗列加濾清器和機油弗列加濾清器；按不同季節更換不同的潤滑油，定期添加或更換油底殼的潤滑油；定期清潔活塞頂、同城氣門及氣缸蓋上的積炭；經常清洗水箱，清通冷卻水道，檢查、同城調整風扇皮帶，檢查節溫器性能，失效應及時更換。
3）發現柴油發電機有故障時要及時排除，避免因小故障而造成大的損失；
