发电机是有用的设备，可在停电期间提供电源，并防止日常活动中断或业务运营中断。发电机具有不同的电气和物理配置，可用于不同的应用。在以下各节中，我们将研究发电机的功能，发电机的主要组件以及发电机如何在住宅和工业应用中作为辅助电源工作。
发电机如何工作——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设备。重要的是要了解发电机实际上并不会“产生”电能。取而代之的是，它使用提供给它的机械能来迫使存在于其绕组线中的电荷通过外部电路运动。电荷的这种流动构成了由发电机提供的输出电流。可以通过考虑发电机类似于水泵的方式来理解这种机制，水泵会引起水的流动，但实际上并不会“创造”流过水的水。
现代发电机的工作原理是迈克尔·法拉第（MichaelFaraday）在1831-32年发现的电磁感应原理。法拉第发现，电荷的上述流动可以通过在磁场中移动导电体（例如包含电荷的电线）来感应。这种运动在导线或电导体的两端之间产生电压差，进而使电荷流动，从而产生电流。
发电机的主要部件
发电机的主要组件可大致分为以下几类：
1、发动机
发动机是发电机输入机械能的来源。发动机的尺寸与发电机可提供的最大功率成正比。在评估发电机的发动机时，需要牢记一些因素。应该咨询发动机制造商以获得完整的发动机运行规格和维护时间表。
（a）使用的燃料类型–发电机发动机使用各种燃料，例如柴油，汽油，丙??烷（液化或气态）或天然气。小型发动机通常使用汽油运行，而大型发动机则使用柴油，液态丙烷，丙烷气或天然气运行。某些发动机还可以在双燃料运行模式下以柴油和天然气的双重供气运行。
（b）高架气门（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盖的顶部，而不是安装在发动机缸体上。OHV发动机比其他发动机具有多个优势，
例如：
（1）紧凑的设计
（2）更简单的操作机制
（3）耐用性
（4）操作友好
（5）运行时噪音低
（6）低排放水平
但是，OHV发动机也比其他发动机昂贵。
（c）发动机缸体中的铸铁套筒（CIS）–CIS是发动机缸体中的衬里。它减少了磨损，并确保了发动机的耐用性。大多数OHV发动机都配备了CIS，但必须检查发电机发动机中的此功能。CIS并不是一项昂贵的功能，但它在发动机耐用性中起着重要作用，尤其是在您需要经常或长时间使用发电机的情况下。
2、交流发电机
交流发电机，也称为“发电机头”，是发电机的一部分，可从发动机提供的机械输入中产生电输出。它包含固定在外壳中的静止和活动部件的组合。这些组件共同作用以引起磁场和电场之间的相对运动，进而产生电流。
（a）定子–这是固定组件。它包含一组缠绕在铁芯上的线圈中的电导体。
（b）转子/电枢–这是运动组件，它通过以下三种方式之一产生旋转磁场：
（i）感应–这些被称为无刷交流发电机，通常用于大型发电机。
（ii）永磁体–在小型交流发电机中很常见。
（iii）使用励磁机–励磁机是一小部分直流电（DC），它通过导电滑环和电刷的组合为转子供电。
转子在定子周围产生运动磁场，这会在定子绕组之间产生电压差。这将产生发电机的交流（AC）输出。
在评估发电机的交流发电机时，需要牢记以下因素：
（a）金属外壳与塑料外壳–全金属设计可确保交流发电机的耐久性。塑料外壳会随着时间而变形，并导致交流发电机的活动部件暴露在外。这增加了磨损，更重要的是，对使用者是危险的。
（b）滚珠轴承与滚针轴承–滚珠轴承是首选，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，并且产生更清洁的动力。
3、燃油系统
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–供油管路将燃油从燃油箱引导到发动机，而回油管路将燃油从发动机引导至燃油箱。
（b）燃油箱的通风管–燃油箱有一个通风管，以防止在加油和排放燃油时积聚压力或真空。加注燃油箱时，请确保加油喷嘴和燃油箱之间存在金属对金属的接触，以避免产生火花。
（c）从燃油箱到排水管的溢流连接–这是必需的，以便在加油时任何溢流都不会导致液体溅到发电机组上。
（d）燃油泵–将燃油从主储油箱传输到日间油箱。燃油泵通常是电动的。
（e）燃油水分离器/燃油滤清器–将液体燃料中的水和异物分离出来，以保护发电机的其他组件不受腐蚀和污染。
（f）喷油器–雾化液体燃料并将所需量的燃料喷入发动机的燃烧室
4、调压器
顾名思义，该组件可调节发电机的输出电压。下面针对在电压调节的周期性过程中起作用的每个组件来描述该机制。
（1）稳压器：将交流电压转换为直流电流–稳压器占发电机输出交流电压的一小部分，并将其转换为直流电流。然后，电压调节器将该直流电流馈入定子中的一组次级绕组，即励磁绕组。
（2）励磁绕组：直流电流到交流电流的转换–励磁绕组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上。
（3）旋转整流器：将交流电流转换为直流电流–它将由励磁绕组产生的交流电流整流，并将其转换为直流电流。除了转子/电枢的旋转磁场外，该直流电流还馈入转子/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较大的交流电压，现在发电机将以较大的输出交流电压产生该交流电压。
这个循环一直持续到发电机开始产生等于其全部工作容量的输出电压为止。随着发电机输出的增加，稳压器产生的直流电流会减少。发电机达到满负荷运行后，稳压器将达到平衡状态，并产生足够的直流电流以将发电机的输出保持在满负荷运行状态。
将负载添加到发电机时，其输出电压会下降一点。这促使电压调节器开始工作，以上循环开始。循环继续进行，直到发电机的输出斜升至其原始满负荷运行为止。
5、冷却和排气系统
（a）冷却系统
连续使用发电机会导致其各个组件发热。必须有一个冷却和通风系统以吸收过程中产生的热量。
原水/淡水有时被用作发电机的冷却剂，但它们大多限于特定情况，例如城市应用中的小型发电机或2250kW及以上的超大型机组。氢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。氢气从发生器中除去热量，并将其通过热交换器传递到包含冷却水的软化水的二次冷却回路中。这就是为什么大型发电机和小型发电厂经常在其旁边配备大型冷却塔的原因。对于住宅和工业用的所有其他普通应用，标准的散热器和风扇安装在发电机上，并用作主要的冷却系统。
必须每天检查发电机的冷却液液位。每隔600小时应清洗冷却系统和原水泵一次，并应在发电机每运转2400小时后清洗热交换器。发生器应放置在有足够新鲜空气供应的开放通风区域中。美国国家电气法规（NEC）要求在发电机的所有侧面上至少留出3英尺的空间，以确保冷却空气的自由流动。
（b）排气系统
发电机排放的废气与任何其他柴油或汽油发动机的废气一样，并且含有剧毒化学品，需要对其进行妥善管理。因此，必须安装足够的排气系统来处理废气。由于一氧化碳中毒仍然是飓风后灾区最常见的死亡原因之一，因此这一点不能得到足够的强调，因为人们往往会在为时已晚之前才考虑这一点。
排气管通常由铸铁，锻铁或钢制成。这些必须是独立式的，不应由发电机的发动机支撑。排气管通常使用挠性连接器连接到发动机，以最大程度地减少振动并防止损坏发电机的排气系统。排气管在室外终止，并从门，窗和其他开口引向房屋或建筑物。您必须确保发电机的排气系统未与任何其他设备的排气系统连接。您还应该咨询当地城市条例，以确定您的发电机组操作是否需要获得当地政府的批准，以确保您遵守当地法律，以免受罚款和其他处罚。
6、润滑系统
由于发电机在其发动机中包括运动部件，因此需要润滑以确保长期耐用和平稳运行。发电机的发动机由泵中储存的机油润滑。您应该每隔8小时运行一次发电机，检查一次润滑油的液位。您还应该每发电机运行500小时检查一次润滑剂是否泄漏，并更换润滑油。
7、充电器
发电机的转向功能由电池供电。电池充电器通过为发电机电池提供精确的“浮动”电压来保持发电机电池的充电。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，则会缩短电池寿命。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。
8、控制面板
这是发电机的用户界面，控制装置控制整套系统的运行。
（a）电动启动和关闭–自动启动控制面板在断电时自动启动发电机，在运行中监视发电机，并在不再需要时自动关闭设备。
（b）发动机压力表–不同的压力表指示重要的参数，例如机油压力，冷却液温度，电池电压，发动机转速和运转时间。这些参数的不断测量和监控可在其中任何一个超过其各自的阈值水平时内置关闭发电机。
（c）发电机压力表–控制面板上还有用于测量输出电流和电压以及工作频率的仪表。
