电力系统是数据中心正常运行的动力来源。当外部主电源出现故障时，应使用柴油发电机作为备用电源，持续、安全、可靠地为数据中心供电。随着数据中心用电需求的不断增长，对备用柴油发电机组单机容量的相应要求也越来越高，机组数量也越来越多，电压等级也越来越高。因此，对基础设施运维工作者提出了更高的要求，需要了解发电机组的基本结构和工作特点。

　　柴油发电机是将柴油的化学能转化为机械能，再将机械能转化为电能的机械装置。它的发电原理是柴油发电机的曲轴由其他辅助动力驱动旋转，使活塞在封闭的气缸顶部上下运动。

　　当柴油发电机的活塞自上而下运动时，气缸的进气门开启，室外空气经空气过滤装置过滤后进入气缸，从而完成进气冲程。当活塞从下向上移动时，气缸的进气门和排气门关闭。在活塞的向上挤压下，气体体积被迅速压缩，导致气缸内温度迅速上升，从而完成压缩冲程。当活塞到达顶部时，经过滤油装置过滤的燃油被高压喷嘴雾化喷射，与高温高压空气混合，剧烈燃烧。这时，气体的体积迅速膨胀，推动活塞向下做功。每个气缸按一定顺序依次工作，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，完成工作行程。做功冲程完成后，活塞自下而上运动，气缸排气阀打开排气，完成排气冲程。每个冲程曲轴转动半圈，经过几个工作循环后，柴油机组在飞轮的惯性作用下逐渐加速转动。

　　以上过程是化学能和机械能的转化，那么机械能是如何转化为电能的呢?在结构上，同步交流发电机与柴油发电机的曲轴同轴安装，发电机的转子由柴油发电机的旋转驱动旋转。由于发电机磁极铁芯的剩磁，电枢线圈切断磁场中的磁力线。根据电磁感应原理，发电机会输出感应电动势，感应电动势通过闭合的负载回路产生电流。

　　众所周知，柴油发电机的同步发电机需要DC电流励磁。向同步发电机及其辅助设备提供励磁电流的电源统称为励磁系统，一般由励磁功率单元和励磁调节器组成。励磁功率单元向同步发电机的转子提供励磁电流，而励磁调节器根据输入信号和给定的调节标准控制励磁功率单元的输出。

　　其中，励磁系统对柴油发电机本身的安全稳定运行起着重要作用：1)根据发电机系统下游负荷的变化，相应调整励磁电流，维持发电机输出端电压;2)控制并联系统中各发电机的无功功率输出;3)提高发电机并联运行的静态稳定性和暂态稳定性。