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斯特朗单相汽油发电机组的设计开发

作者: 发布时间:2021-04-06 15:37:38点击:
  
 
  电能是现代社会最主要的能源之一。获得电能的方式有很多,有煤炭发电、水力发电、核能发电、风力发电、太阳能发电、潮汐能发电等等,其中以煤炭发电和水力发电为主。随着全国经济的高速发展,目前的发电设备远远不能满足经济用电的需求,加上最近国家关闭多家污染严重的煤炭发电企业和水资源的匮乏,使得国内众多乡镇居民用电无法得到保证,出现了拉匣限电现象,严重影响了乡镇居民的生活。为保证乡镇居民用电需求,发电机制造企业如雨后春笋般应运而生。在竞争非常激烈的发电机市场里,如何去开发一款竞争力强的发电机组,以抢占市场份额,值得深思。
 
  发电机组是指能将机械能或其他可再生能源转变成电能的发电设备。一般我们常见的发电机组通常由汽轮机、水轮机或内燃机(汽油机、柴油机等发动机)驱动。本文介绍的斯特朗是属于内燃机驱动的发电机组。
 
  1发电机组原理结构
 
  单相汽油发电机组,是以汽油发动机为动力输出,将发动机曲轴输出端与单相发电机的转子同轴连接,带动发电机转子做电磁切割运动转化成电能的电力设备。
 
  1.1发电机
 
  发电机的原理是基于电磁感应定律和电磁力定律,即穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势和感应电流。感应电动势的大小,正比于磁通量的变化率;感应电流的大小,由感应电动势决定,感应电流的方向由楞次定律决定。发电机可分为:直流发电机,交流发电机,同步发电机,异步发电机。交流发电机又分为单相发电机和三相发电机。
 
  (1)发电机结构。发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
 
  (2)定转子材料的选择。目前发电机定转子材料使用较多的是热轧板。热轧板存在着转换效率低的缺点,转换效率一般为78%,而采用冷轧板材料制成的发电机,转换效率可达到81%。斯特朗单相汽油发电机组采用冷轧板材料制成的发电机,具有转换效率高、降低能量在转换过程中的损耗等优点。
 
  1.2汽油发动机
 
  (1)汽油发动机的选择。斯特朗单相汽油发电机组的原动力,采用强制风冷式四冲程手启动OHV(顶置气门)汽油发动机。
 
  (2)汽油发动机转速。世界上各国规定的单相交流电频率都不相同,如日本规定是60Hz,英国规定是5OHz,美国规定是60Hz,而中国规定是50Hz。斯特朗单相汽油发电机组主要定位于国内使用,即使用50Hz的频率输出。
 
  发动机转速的稳定性,对于发电机组来说非常关键,将直接影响发电机组的性能等级。稳定发动机转速的方法有两种:一种是电子调速,另外一种是机械调速。斯特朗单相汽油发电机的汽油发动机采用的是机械调速。
机械调速结构示意图
 
  调速原理——离心调速器通过齿轮啮合与曲轴同时转动。当发动机转速过高时,离心调速器的飞锤向外张开,推动调速拨叉旋转,通过调速拨叉、调速臂和连接杆的共同作用,减小化油器进气门开度,从而降低发动机转速;当发动机转速过低时,调速拨叉在弹簧的回复拉力下回归,推动调速臂旋转,通过调速拨叉、调速臂和连接杆的共同作用,增大化油器进气门开度,从而提高发动机转速。汽油发动机在出厂时,就已经设定好了额定转速n=3000r/min,在与发电机进行匹配时,通过调整调速弹簧螺栓,可对转速进行微调,以保证发动机的调速率满足斯特朗单相汽油发电机性能等级要求。
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