柴油发电机组由柴油机、交流同步发电机、控制屏以及底盘、联轴器、散热器、燃油箱等组成。有的还装设有消声器和外罩。柴油机和发电机的轴间采用直接联接方式。通常主轴上还装有飞轮以增加运行的平稳度。柴油发电机组一般是由制造厂家装配为成套机组供应；也有的是根据电力负荷及其特性，确定发电机的容量和台数后，再选择驱动发电机的柴油机。燃料系统和起动空气系统的设备可以每台单独配置，也可以多台机组集中配置。
为了保证机组达到各项技术指标，在机组设计和制造时，必须使柴油机和发电机良好匹配，它包括功率和转速两个方面。柴油机的功率是指柴油机以额定转速连续12小时正常运行所能达到的有效功率。同步发电机的功率是指在额定转速下，长期连续运转时输出端子上得到的额定电功率。通常把柴油机的额定功率（马力）与同步发电机的额定功率（千瓦）之比称为匹配比。在平原上使用的机组一般要求匹配比为1.6:1；对于一些要求较高的移动电站，匹配比取2:1。转速的匹配要求也很严格。转速与机组的功率、频率、电压等都有密切的关系，因此要求与发电机配套的柴油机必须具有性能较好而又工作可靠的调速器，以保证在较短时间内把发电机带到它的额定转速并稳定运行，还要能满足负载发生变化时对调速的要求。
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