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发电机无触点点火系统之所以应用较广是因为这个原因 无触点磁电机点火系统 无触点磁电机点火系统是通过触发线圈（传感器）获取触发电流的，通过控制晶体管或晶闸管来控制点火线圈初级电流的通断，使次级线圈产生高电压。无触点磁电机点火系统又称为磁电机半导体点火系统，简称PEI。无触点点火系统无需保养，成本不高，技术上也不复杂，所以应用较广。现在的小型柴油机几乎全部都使用这种无触点磁电机点火系统。 无触点磁电机点火系统按照点火能量储存方式的不同，可分为电感式和电容式两种。目前，在小型柴油机（摩托车和柴油发电机组）上广泛使用的是电容式。电容式点火系统是以磁电机为电源，将点火能量储存在电容器中的点火系统，简称CDT点火系统。根据触发线圈结构形式的不同，CDT点火系统又分为带触发线圈的CDI点火系统和不带触发线圈的CDI点火系统。下面以带触发线圈的CDT点火系统为例讲解无触点磁电机点火系统的工作原理。 电容放电无触点磁电机点火系统主要由磁电机、电子点火器、点火线圈和火花塞等组成。 （1）电机 磁电机是永磁交流发电机的简称，它是点火系统和其他用电设备的电源。磁电机是借 磁铁转子绕定子旋转时，使固定在定子上的线圈切割磁力线而发电。根据转子和定子的相互位置，磁电机可分为如下两种类型：内转子式磁电机和外转子电机。 摩托车和机组等用的磁电机转子常与飞轮做成一体。常用的四极外转子装在飞轮内，在飞轮上固定四块尺寸、形状相同，用铁氧体材料制成的磁铁，并沿径向充磁，相邻磁铁的极性相反。飞轮体为导磁良好的低碳钢，是磁路的组成部分。 在作为定子的底板上固定着充电线圈、触发线圈和信号、照明线圈等。充电线圈向点火系统电子点火器中储能电容器充电。触发线圈输出触发脉冲送出点火信号。信号、照明线圈分别向摩托车信号系统和照明系统供电。 四极外转子磁电机，转子旋转180°，穿过定子线圈铁芯的磁通和产生的感应电动势变化一个周期。也就是说，转子每转一周，线圈上的磁通和感应电动势变化两个周期。 （2）电子点火器 电子点火器的全部电子元件通常都封装在一起。其工作过程可分三个阶段：充电、触发和放电。 ①充电 充电线圈的感应电动势是正、负交变的。当其电动势在图示的上端为正时，经二极管向储能电容器充电到所需的点火电能。在充电回路中，点火线圈的匝数少，电感不大，它对电容器充电没有明显的影响。 磁电机在低速段，随着转速的升高，充电线圈的电动势增大，电容器上的端电压迅速上升。在高速段，虽充电线圈电动势继续增大，但由于充电时间缩短和充电线圈中的自感电动势增加，电容器上的端电压反而下降，这对点火系统的高速性能不利。 采用小容量的电容器可提高点火系统的高速性能。因为电容器的充电时间常数与电容器的容量成正比。减小电容量，可以减小充电时间常数，加快电容器的充电，电容器端电压得以。当点火开关闭合时，则充电线圈搭铁，电容器不能充电，点火系统停止工作。 ②触发 来自触发线圈上的电子点火器的触发信号通过由触发线圈电动势的正端一二极管VD2一限流电阻R1—R2、C2组成的高通滤波器（使触发电流更陡一些）一曰日日闸管SCR控制极（和R3）一触发线圈电动势的负端的触发电流，使晶闸管SCR导通。限流电阻R1的作用是限制触发电流，使其不超过晶闸管的允许值。分流电阻R3用以调整并稳定触发电流。二极管VD2阻止触发线圈L4的负脉冲加于晶闸管SCR控制极上。为满足柴油机在启动等低速时的点火要求，触发线圈L4的匝数较多。 ③放电 晶闸管SCR触发导通时，电容器上的电能经晶闸管SCR阳极、阴极向点火线圈初级绕组Ll迅速放电，点火线圈铁芯磁通迅速变化，在次级绕组上感应出使火花塞产生电火花的高压。 点火提前角由飞轮、曲轴及充电线圈、触发线圈的相互安装位置决定。对四极外转子式磁电机而言，飞轮旋转一周，充电线圈、触发线圈产生两次正脉冲，电容完成充、放电两个循环，晶闸管导通两次，火花塞跳火两次。对于二冲程柴油机来说，有一次是多余的，但没有坏处，因为它是发生在排气冲程。但对四冲程柴油机来说，则产生4次点火，有3次是多余的，这些多余的跳火会影响柴油机的正常工作。为此，常在飞轮外边缘安装单独的触发线圈的磁铁，使触发线圈在飞轮旋转一圈中产生一个脉冲，火花塞只跳火一次。 电容放电式点火系统能产生快速上升的高电压；能有效地抑制高压点火电路中诸如火花塞积炭污染出现的电气故障；在高转速，触发脉冲电压升高，晶闸管控制极触发电压提前到达，晶闸管提前导通，点火可自动提前，这使电容放电式点火系统在高速范围能产生一个稳储能量，增大点火电压和点火能量。其主要缺点是电压上升快产生过大的无线电干扰；放电时间短，火花持续仅0.1~0.3ms，不能保证混合气特别是稀混合气的完全燃烧，不但增加了有害气体的排放量，而且恶化了燃油经济性，所以其使用范围受到较大限制。
柴油发电机组企业面临国际舞台的角色转换 柴油发电机组作为、可靠、的应急电源、移动电源和自备电源，为中国过去几十年的经济发展提供了重要的 柴油发电机组作为、可靠、的应急电源、移动电源和自备电源，为中国过去几十年的经济发展提供了重要的辅助电源保障。同时，对应急备用电源持续增长的需求也使得中国国内出现了一批能够和康明斯、卡特彼勒等国际知名品牌瓜分市场的本土企业。上世纪八十年代开始，中国柴油发电机组市场从大部分依赖进口阶段，演变到中低功率段产品实现国产化，乃至到目前部分国内本土企业能够生产出具有较高稳定性的2000kW以上大功率机组。短短的二三十年时间，中国柴油发电机组企业在生产上所体现出的成熟工艺技术和装配能力获得了国内外诸多用户的广泛肯定。 三大因素助中国本土企业快速发展 过去十年，有几个重大因素驱动了中国市场对柴油发电机组的强烈需求，这极大促使了中国本土企业在国内市场上的立足和发展。首先，2003-2005年中国经历了一场从局部到全国性大面积的缺电现象，特别是2004年全年全国缺电超过30000MW缺口，相当于30台超超临界火电机组的装机量。为了保障城镇的居民用电，政府不得不对高耗能的制造工厂拉闸限电，由此推动了对柴油发电机组的巨量需求。第二，2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间，仅场馆投资方面，北京奥运会达到200亿元，上海世博会180亿元。重要的是，由此拉动对城市轨道交通、高级酒店业、互联网和通信以及金融服务超过上万亿元的建设投资。而这些终端市场正是柴油发电机组的主要应用领域。第三，为了抵御全球性金融危机，从2009年到2011年，中国政府投入了4万亿元用于刺激国内经济发展，其中超过2万亿元属于铁路、公路等工程建设项目。除此之外，还包括2008年和2011年中国国内发生的严重缺电现象，尤其是2011年的缺电一度再次接近30000MW的缺口。 由于这些因素对中国柴油发电机组市场产生的需求刺激，使得国内市场在一定时期内年复合增长率接近15%。根据MARTEC GROUP咨询公司的行业报告，2011年中国柴油发电机组市场销售额达到145亿元，预计2015年市场规模超过250亿元。持续稳定增长的市场需求造就了一批较大规模的本土企业，如康诚、鼎新、百发、星光等年销售额过5亿元的企业，这些企业已具备和康明斯、卡特彼勒、科勒等国际巨头竞争的实力。 国内市场已开始显现发展阻力 作为市场发展周期中必须经受的考验，在经历了较快发展的十年后，中国国内的柴油发电机组市场也面临着一些发展阻力。首当其冲的是中国基础建设投资和高耗能制造业增速放缓，在2009-2011年由政府主导的四万亿元投资中的工程项目已基本完工并投入运行，部分工程在建成后并没有起到很好的使用效率，这对未来经济刺激政策的推出起到一定阻力。另一方面，为降低污染排放并提高工业生产能效，大量的中小规模的制造工厂，特别是高耗能行业的企业面临被关闭的可能。这些企业曾经在中国的多次电荒中都是柴油发电机组的重要用户。 其次，国内市场的竞争激烈、产品同质化程度高。仅销售额过千万元的企业就超过200家，这些被称之为OEM的企业所使用的发动机大部分由重庆康明斯、沃尔沃、三菱重工等企业提供，发电机由利莱森马、马拉松等国际品牌供应。在中低端的终端应用市场上，也会采用中国本土的发动机品牌，如上柴、济柴、常柴等。在过去的市场阶段，中国本土企业普遍只重视对客户的开发和销售渠道的扩张，很少有企业会重视对客户应用需求的定制化以及售后服务的维护。因为后者需要投入很大的成本，并且不能在短期内为企业带来收益。 再次，由于国际品牌如康明斯、卡特彼勒、科勒等都将生产制造转移到了中国，有些外资企业还将中国作为亚太区乃至全球的生产基地，以此降低成本和国内企业竞争。这无疑降低了行业整体的利润率水平。 基于以上这些原因，中国本土柴油发电机组企业已不满足于国内市场，转而发力海外市场，特别是针对海外工程承包项目市场。MARTEC GROUP 咨询公司对中国柴油发电机组市场的专题研究显示，2006 年中国柴油发电机组出口额仅10 亿元左右，而到了2010 年，出口额增至100 多亿元，年复合增长率接近80%。 世界市场上和国际巨头展开竞争 中国本土柴油发电机组企业在全球柴油发电机组市场中主要以两种形式销售其产品，一部分是通过在海外的分销商或直销团队，将产品直接供给海外当地的终端。用户通常是当地的制造工厂或居民，特别在印度、孟加拉和非洲这些大部分时间都没有市电供应的 和地区。另一类形式是通过参与海外的工程承包项目，直接客户通常是中国本土的EPC企业或工程施工公司。一般来说，绝大部分的中国EPC 企业或工程施工公司会采购国内的发电机组，用于其海外工程项目。海外工程市场对产品质量、可靠性和品牌信誉有更高要求，更能体现柴油发电机组企业在市场中的地位。 吸引中国本土企业参与海外工程承包市场的首要因素，自然是诱人的市场规模和发展前景。根据CHINCA（中国对外承包工程商会）的数据表明，每年各国面向全球公开招标的工程承包项目金额达到1.8 万亿美元，目前中国EPC 企业仅占有7%的市场份额。在对超过30家中国一级EPC企业和50 家 的柴油发电机组企业的调研后，MARTECGROUP咨询公司发现：2011 年中国EPC 企业参与的海外工程承包项目金额达到1423.5 亿美元，由此对柴油发电机组的需求超过50 亿元。中国EPC 企业在公路、铁路、发电厂以及通信工程领域的建设水平处于全球 ，未来他们将逐步占据剩余93%的市场份额，由此将对国内柴油发电机组的采购产生持续增长的需求。 虽然和国际品牌在全球市场中的份额还相差很大，但中国本土企业在海外市场中也逐渐建立了品牌知名度，如科泰、泰豪、康诚等中国本土企业在海外市场的销售额都超过亿元，这对仅有20 多年发展历史的中国柴油发电机组企业来说并不简单。之所以能有这种业绩增长，得益于以下几点：相比于国际品牌，中国本土企业的产品有明显的价格优势。中国企业的柴油发电机组通常都使用了康明斯、沃尔沃、斗山、三菱、MTU 等品牌的发动机，并且拥有成熟的机组装配技术。本土企业和中国EPC 企业、中国工程施工企业拥有良好的客户关系。 从国内市场到国际舞台的市场扩张中，若要取得对国际品牌的竞争优势，中国本土的柴油发电机组企业还应该弥补自身的不足之处，比如提高终端应用的定制化水平、增强国内外的售后服务市场等，通过地企业在产品、服务和内部管理上的水准，才能获得客户长期的信赖，并赢得更多的全球用户。
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交流发电机和发电机组额定值的定义 交流发电机上的kVA额定值主要受绕组绝缘系统的热能力控制 交流发电机的额定值定义了其向连接负载提供电力的能力。额定值以kVA为单位，并且是在发电机组应用中交流发电机选型的起点。虽然在选型和选择过程中还必须考虑其他因素，但本文讨论的主题包括额定值和占空比的定义、行业中使用的术语以及这如何为协助GOEM为其发电机组选择合适的交流发电机提供信息。 交流发电机额定值 交流发电机的kVA额定值主要取决于绕组绝缘系统的热容量和所需的预期使用寿命。对于给定的使用寿命，绝缘等级越高，交流发电机运行时的热量越高。 下表列出了用于对绝缘系统的性能进行分类的字母和相应的标称工作温度。 现代绕组绝缘的行业标准是低压系统为H级（<1kV），中压和高压系统为F级（>1kV）。 然而，应该注意的是，分配给绝缘系统等级的字母不一定与交流发电机额定的温升等级相同。如果交流发电机上的kVA额定值导致运行温度低于绝缘系统的标称容量，则运行寿命会延长。相反，如果kVA额定值导致高于绝缘系统标称能力的工作温度，则工作寿命会缩短。 这两种情况都是可接受的运行条件，但是在为特定应用选择交流发电机时，必须考虑交流发电机绕组的预期寿命。 示例：备用电源与主电源应用 在典型的备用电源应用（例如医院）中，每年的运行时间很可能少于200小时。在安装的整个生命周期内，例如15年，这相当于总共多3000小时运行时间。鉴于运行时间相对较低，交流发电机可以在更高的温度下运行，因此额定值相对较高。 出于这个原因，客户将在备用应用的交流发电机上达到kVA额定值峰值。 然而，在连续运行的应用中，例如嵌入式发电方案，运行时间可能高达每年8000小时。这相当于在同样的15年期间运行超过120000小时。在这种情况下，绕组的温度必须使用相对较低的kVA额定值来降低。 因此，客户的交流发电机将达到F级甚至B级kVA额定值。 热损伤曲线说明绝缘寿命随工作温度的变化，并与其他工具结合使用，以便在为特定发电应用的交流发电机指定额定值时做出选型和选择决定。 发电机组额定值 发电机组额定值原理引入了备用和主电源应用的概念。在ISO8528-1的指导下，发电机组额定值的定义按应用分为四个类别。 ■ 应急备用电源，（ESP额定值） ■ 限时主电源，（LTP额定值） ■ 主要额定功率，（PRP额定值） ■ 连续运行功率，（COP额定值） 每个定义都规定了以下标准： ■ 负载类型 其中包括可变负载，即负载循环的幅度和持续时间不同，另外还有恒定负载，即负载保持恒定水平，但负载循环的持续时间可能会有所不同。 ■ 每年运行小时数 将平均负载水平与发电机组的指定额定值进行比较，并表示为额定kVA的百分比。发电机组必须能够在规定的小时数中在平均负载水平运行。 ■ 过载要求 过载能力表示可在指定的持续时间内高于指定kVA额定值的百分比。 交流发电机额定值的术语和定义因行业而异，与发电机组使用的术语和定义不一致。交流发电机的定义以国际标准ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全国标准（如NEMA MG 1-32（北美））为指导，这些标准本身引入了进一步的变化。 下表总结了根据ISO 8528-1对发电机组的定义以及ISO 8528-3和IEC 60034-1对交流发电机的定义。尽管存在差异，但该表显示了如何匹配交流发电机与发电机组的额定值和运行负荷。 需要注意的是，与标准相比，GOEM可能决定提供更高水平的性能，例如更高的平均负载或更长的运行时间。 在将交流发电机与发电机组额定值和应用相匹配时，需要考虑到这一点。
