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同步发电机的工作原理
在设计同步发电机时，若适当选择磁极的形状，使得励磁绕组通直流电后，定子、转子之间的磁感应强度近似于按正弦规律分布。同步发电机所谓“同步”，就是说发电机的转子由发动机拖动旋转后，在定子和转子之间的气隙里便产生一个旋转磁场，这个旋转磁场是发电机的主磁场又称为转子磁场。当主磁场切割定子三相电枢绕组的线圈时，就会产生三相感应电势，接通负载后，在电枢绕组中流过感应电流，这个交变电流也在发电机的气隙中产生一个旋转磁场。这个旋转称为电枢磁场，又称为定子磁场。根据右手螺旋定则，电枢磁场的等效磁极NS。当主磁场由发动机拖动旋转到一个新的位置时，电枢磁场的等效磁极NS也随之旋转到另一位置。
由图可知，主磁场被发动机拖动旋转时，它拉着电枢旋转，就象两块磁铁之间有相互吸引力一样。就是说发电机的转子带动电枢磁场以同一转速旋转，二者之间保持同步，故称为同步发电机。电枢磁场的转速称为同步转速。
由于定子三相绕组在空间的位置是对称的，彼此相差120°电角，因此，定子绕组切割磁力线时，将产生对称三相感应电势,定子每相绕组感应电势的有效值。
如果将电枢绕组接成星形，并且接上三相对称负载后，在感应电势的作用下，电路中产生对称的
三相电流，向负载输出交流电能。
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柴油机为什么冒黑烟
柴油机在高负荷时，排气就容易冒黑烟。黑烟的生成过程，目前还不完全清楚，一般认为当柴油机负荷高时，喷入燃烧室的燃料增多，燃烧室中的温度又较高，加上柴油机混合气形成不均匀的特点，这样就会造成燃烧室内局部地区空气不足的燃烧，燃料在高温缺氧的情况下分解，聚合形成炭烟（炭黑）。
炭烟不是纯粹的碳，而是一种聚合体，主要成分是碳（85%以上），但还含有少量的氧、氢和灰分，并且其成分随柴油机的负荷不同而有所改变。将黑烟通过过滤器把炭烟收集起来放在电子显微镜下观察，可以看到大的炭烟粒子直径在0.05μｍ左右。
柴油机中燃烧的高温裂解反应是不可避免的，特别是在空间混合燃烧的柴油机中，高温的气体包围着液态的油滴，造成了进行裂解反应有利的条件，燃烧过程的高速摄影证实，在上止点附近都会出现大量的黑烟，但在一般情况下，炭烟都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧，使排气无黑烟。
但是如果气缸空气不足，混合过程进行缓慢，那么由于膨胀而使气缸温度下降，则碳不能燃烧而被聚合成炭烟。形成炭烟就使燃烧不完全，柴油机经济性下降，排温升高，排气冒黑烟，燃烧室表面积炭，并使负荷不能再行提高。
积炭还会引起活塞环或活塞卡住、气门咬死等故障。因此不允许柴油机在长时间超负荷的状态下工作。
