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柴油机带动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机的气缸内，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，在活塞向上的挤压下，体积缩小，温度迅速上升，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞向下运动，称为“做功”。每个气缸按照一定的顺序依次工作，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。当无刷同步交流发电机与柴油机的曲轴同轴安装时，发电机的转子可以由柴油机的旋转驱动。利用‘电磁感应’原理，发电机会输出感应电动势，通过闭合的负载电路产生电流。
目前很多柴油机都使用增压器，可以增加同尺寸柴油机的功率，从而间接节省燃油。因此，增压器在柴油机乃至柴油发电机组中的作用不容小觑。对于新柴油发电机组或新更换增压器的柴油发电机组：在使用这类柴油发电机组前，卡特机电提醒所有用户“排油”机组，即拆下增压器上的进油管接头，加油；二是要按照增压器的使用规定使用相应的机油润滑，柴油发电机组的操作人员要定期检查机油的数量和质量等。
发电机不按规定的技术条件运行，如定子电压过高，铁损增加；如果电流过大，定子绕组的铜损会增加；如果频率过低，冷却风扇转速会变慢，影响发电机散热；如果功率因数过低，转子的励磁电流会增加，导致转子发热。检查监控仪表指示是否正常。如有异常，应进行必要的调整和处理，使发电机按规定的技术条件运行。
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