便携式汽油发电机

便携式汽油发电机

便携式汽油发电机 篇1

发电机有很多种，最常见的莫过于汽油和汽油的了，那么究竟选择哪个呢？相信这是很多顾客最关心的。如果论历史，汽油发电机出现的更早，汽油发电机在市场上的使用范围远没有汽油发电机那么广，但并不代表着不好。

在购买的时候一定要看使用的环境，是个人家庭用，还是施工单位，再或者是单位用。

首先，来看连续工作时间，如果需要连续使用8个小时以上，建议选择汽油发电机，相反则可使用汽油发电机。

其次，汽油的外形比汽油发电机更小，但是之所以使用8个小时以上要选择汽油，就是因为后者耗油量更低。

最后，如果是在野外使用，考虑到噪音和体积，汽油发电机更适合，噪音低，体积小，移动方便。

出去旅游的话，如果半路车子没电了，那该怎么办？遇到这种问题实在是让人头疼，但是，随着汽车技术的不断进步，现在要解决这个问题已经是非常容易的了。便携式汽油发电机的出现就给很多车主带来了方便。

如果车子上装上了便携式汽油发电机，那不管去到哪里都不担心车子没电了，也不怕旅途会受到耽误，有便携式汽油发电机那去哪里都是畅通无阻的。使用车载发动机的过程中要注意保养好便携式汽油发电机，这样有利于延长便携式汽油发电机的寿命，减少维修或其他相关的支出。

如果不知道购买什么牌子的便携式汽油发电机的话，那可以去发电机市场挑选一下，咨询相关的工作人员，那就知道自己需要什么样的便携式汽油发电机了。汉萨这个牌子的发电机是不错的哦，大家不妨购买这个牌子的产品，当然了买什么产品都要货比三家，这样才能买到最合适的。

便携式汽油发电机 篇2

随着化石燃料不断消耗,能源危机日益严峻,海洋能的利用越来越得到国内外研究者的关注。垂直轴海流能发电装置相对水平轴海流能发电装置,海流能利用率相对较低,结构简单,其电机部分在水面上方,密封性要求不高,且运行维护方便。国内哈尔滨工程大学在上世纪80年代初就开始研制叶片垂直轴透平的海流能发电装置,并于2005年在浙江省舟山市开展了40kW的潮流电站实海况试验。而目前渔船供电广泛采用传统的柴油发电机发电,据不完全统计,截止2007年底,我国机动渔船数量达51万艘,其中船龄20年以上的老旧渔船占40%以上,这些老旧渔船耗油量巨大,年消耗柴油达7×106t,占生产成本50%以上[1,2,3,4],因而开发便携式船用海流能发电机能在一定程度上带来经济效益

本研究以便携式海流能发电装置为契机,旨在将海流能利用装置小型化并为推广到民用提供理论依据。

1 便携式发电机原理介绍

渔船便携式海流能发电机是依靠海水流动来提供动力,桨叶主轴与发电机输入轴固连,带动发电机发电。为了充分提高垂直轴发电机发电效率,笔者通过叶片轴的局部自转来调整叶片角度,增加叶片的迎水面积和减少叶片的背水面积。具体是用一根一定刚度系数的弹簧来调整叶片的角度,当叶片处在迎水方向时,由于水流冲击力矩大于弹簧拉力力矩,叶片绕自身偏心轴完全张开,且叶片上有限位机构使得整个叶面迎水,以增加水流对叶片的冲击力;当叶片在背水面时,水流冲力矩以及弹簧拉力矩都使得叶片收拢,与限位机构配合可使得叶片切着水流方向运动,大大减小运行阻力由于弹簧有拉力矩在背水面过渡到迎水面时能够自动将叶片张开,保证桨叶的持续运转。这样通过上述的一增一减可以增大水流对中心主轴的扭矩,输入发电机从而更加轻松地带动发电机工作,提高发电效率。

2 便携式发电机桨叶设计部分

垂直轴海流能发电机的桨叶必然一边受动力矩而一边受阻力矩,如何提高桨叶所受动力矩、减小阻力矩成为该项目的关键。本研究采用的方案是在桨叶绕中心主轴转动的同时通过凸轮连杆机构调整叶片角度,使得叶片在迎水面整个平面最大限度地提高动力矩;而在背水面使得叶片切着水流方向,尽量减小阻力矩,从而维持主轴的持续回转,输入发电机组带动电机发电产生电能。在不用海流发电的时候方便地实现主轴与增速箱以及桨叶与横梁的脱离。

2.1 便携式海流能发电机获得的能量

假定发电机的叶轮部分是理想的,即它没有轮毂,具有无限多的叶片,水流通过叶轮时也没有阻力,且水流是均匀的、前后速度方向一致。

现设定水流上游截面S1,下游截面S2,迎水面积S,并设其相应的速度为V1,V2,V。如果假定水流是不可压缩的,由连续条件可得:

于是作用在叶轮上的力为:

叶轮吸收的功率为:

由于此功率是由水流的动能转换来的,而水流动能变化为:

所以由P=ΔE可得V=(V1+V2)/2,于是可将式(2)、式(3)写为:

对于给定的上游速度V1,有:

令dP/dV2=0,可得V2=V1/3,相应最大功率为:

实际发电机的利用率要比理论低,即:

其中,Cp<0.593[5,6,7,8]。

2.2 叶轮的特性系数

由第1节可知,要求叶轮捕获的功率,必须知道叶轮对水流的利用系数CP,这个值可以参考风力机的相关系数。各种叶轮的特性系数如表1所示。

在表1中,λ为叶尖速比,其计算公式为:

式中n—风轮的转速,r/s;R—叶尖半径,m;V—上游风速,m/s。

在本研究的系统中,考虑到实际效率问题,笔者选择了多叶式Cp=0.25来进行计算。

2.3 运行状态设计

桨叶基本工作原理如图1所示。先取图示的位置对叶片进行分析:

设海流速为V,相对于叶片的海流速为W,凸轮圆周速度为U,由于V=U+W,则W=V-U。如果矢量V,U已知,则可求得矢量W和叶片所受到的力。

叶片在不同位置时的速度三角形表明,除了叶片处于与海流向平行或近似平行位置以外,在其他位置都将产生驱动力矩。

在本研究的机构中,为了获得更大的利用效率,笔者采用了自动对水的装置,以得到最大的驱动力和最小的阻力

3 整机结构设计

3.1 机械部分设计方案

一种小型便携式手动和海流综合发电装置如图2所示,包括手柄、增速箱、电机、连接套筒、连杆、桨叶、主轴,横梁。增速箱与电机用螺栓连接,电机通过焊接在电机上的挂钩直接挂于船体上,手柄直接输入增速箱,增速箱与主轴通过连接套筒用销连接,连接套筒另一端有凸轮槽,凸轮槽轨迹与桨叶运动轨迹相关联。桨叶通过横梁连接在主轴上,桨叶角度通过连杆控制,连杆一端固定一滚子与凸轮槽配合,连杆的另外一端与桨叶相连接。手柄头部截面为方形,直接与增速箱输入口配合。

主轴与增速箱连接部分剖视图如图3所示,轴与轴承内圈紧配合,轴承通过轴上的轴肩实现轴向定位,轴承外圈与连接套筒紧配,销插入销孔然后旋转90°,销末端的突起就可以被限位孔卡住,实现连接套筒与增速箱外壳的可靠连接,另一方面销可以手动倒转90°后便能轻易拔出,实现连接套筒、主轴与增速箱的脱离,在不用海流发电时可方便地将桨叶拆卸,实现便携的功能。在不适合用海流能发电的海域,将主轴与增速箱分离后可以用手摇代替海流发电,有一定的应急作用,具有很好的环境适应性。

桨叶轴与横梁连接视图如图4所示,只要将挡块拔出就可以方便地实现桨叶主轴与横梁的分离。

3.2 发电存储

(1)蓄电池。水能的主要特点在于它的周期性、间歇性和不均衡性,这使得水能利用和风能一样,在原则上都存在贮能问题。

(2)交直流变换器。交直流变换器是把直流转换成交流或交流转换成直流的转换装置。由于本研究采用的是交流发电机,为便于将电能储存于蓄电池中,必须加装交直流变换器。

当蓄电池的容量不足时,可用商用交流电,通过变换器向蓄电池充电,这对小型水流能发电机是必要的。充电、变换的切换极为简单,国内外对交直流变换方面的研究已经十分成熟,发电机发出的电可以很方便地处理供渔船照明、制冰等需要。

(3)输出功率和水能的关系。发电机的实际输出功率受到一些条件的限制。由于启动扭矩的作用,发电机必须有一个最低的工作海流速;而当水流速度超过一定值时,基于安全方面的考虑,发电机必须停止工作,即存在最高海流速。

根据已有的经验成果,可以得出以下4点结论:

(1)如果增大发电机的容量(额定功率),可以更有效地利用含能量大的高速水流。

(2)如果提高工作水流速度,在转速变化情况下,功率按速度的三次方增加,但额定功率一般受发电机容量的限制不能增大。

(3)为使供电频率稳定和出于防振技术方面的原因,发电机应尽可能以稳定的或变化很小的转速工作,所以发电机就不可能在任何水流速度下都以最佳的功率系数和叶尖速比工作,在额定转速下,Cp值不再与λ有关,而是仅取决于水流速度V。

(4)额定水流速度的选择直接影响发电机的能量输出。

3.3 机械部分设计时要考虑的主要问题

(1)捕获水流能。因为要使电机能够转动,叶片捕获水流能所产生的力矩必须足以克服其启动扭矩。这就涉及叶片的尺寸和其绕主轴的旋转半径的设计。具体的计算见理论设计部分。

(2)叶片自动对水问题。叶片绕轴旋转时,叶片和水流对叶片的相对速度的夹角也会改变,这将使得叶片获得的推力不能始终保持理想的大小。因此,为获得最佳的动力,本研究考虑加入一个能够实现叶片自动对水的装置。

设计思路:叶片在动力区时,以合适角度展开,使叶片工作面和水流相对速度的夹角以获得最大的动力;而在阻力区时,使θ≈0°,最大限度地减少阻力。通过加装弹簧,可以大致地实现这一目标。

(3)各部分机构联接问题。主轴通过连接套筒与增速箱外壳连接,连接套筒的外面有凸轮槽,连杆的一端有滚子,滚子与凸轮槽配合,连杆另外一端与桨叶主轴铰接,横梁一端固定在主轴上,另外一端与桨叶主轴连接。

(4)装置的便携体现。轻便是本研究的一大特色,也是笔者进行设计的出发点。除了必须选择轻质材料(如铝合金)外,机械部分也必须要有方便拆装、便于携带的特点。

为实现这一目的,便携式海流能发电机有一个悬挂装置,在正常使用时挂在船身上,不用时可以方便地将其拆下,放在船上,不占用很大空间。由于叶架是通过轴承套和电机联接的,也可以把整个叶架拆下,只剩下发电机,可作手摇发电机使用。

4 仿真分析

计算叶片时,根据贝兹理论:P=ρv3SCp/2,发电机功率30W,水流速度约在1.5~1.6左右,Cp取0.2,算得叶片的面积在0.073~0.088左右,为充分利用海流能,笔者采用长条状叶片,在满足强度要求的前提下使整个机构尽量轻便。

在设计叶片公转半径时,由空气动力学原理F=ρsc(Vsinθ-v)2/2(其中,c为空气的动力系数,ρ为水流密度,s为叶片面积,V为水流速度,v为叶片公转速度)。可知:当θ=90°时空气动力最大,叶片功率N=Fv=FRω,则由dN/dv=0得v=V/3时为最大功率,即Rω=V/3为最佳速度。公转速度:18r/min,V取1.5m/s。再根据风力机的计算公式来计算,计算过程中存在一个求导过程,因此常数c与计算结果无关,根据Rω=V/3可以算得R约为260mm。

所以,发电机的最大功率计算式为:Pmax=2ρscV3/27,用Matlab计算得到的最大功率—速度曲线图如图6所示。

5 结束语

本研究提出了便携式船用发电机的设计思想,从船用便携式发电机的发电效率、海流能的利用率、叶片的受力分析及便携性等方面进行了详细的阐述,采用凸轮连杆装置改变叶片绕主轴转动时的角度,以提高捕获水流的能力。同时模仿了风力发电装置叶片设计的方法,计算出了叶片大小与发电功率之间的关系式,另外在机械结构设计上做到了结构简单,以达到便携的要求。该研究为海流能利用装置的小型化及民用化提供了理论依据,该便携式海流能发电机项目一旦成熟,有望在渔船上进行推广,其应用前景还是相当可观的。

参考文献

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[3]臧俊霞.便携式小型风力发电机的结构优化设计[D].秦皇岛:燕山大学机械工能学院,2002.

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[5]乔权,王金辉.我国海洋能资源开发利用设想[J].哈尔滨师范大学学报:自然科学版,1997,13(1):116-120.

[6]胡奉东.风力发电机结构及安装[J].农村电工,2004(3):22-23.

[7]CHARLIER R H.Ocean Economics:Mining the Sea for En-ergy—A Sustainable Extraction[C]//ASME 2005 Interna-tional Solar Energy Conference(ISEC2005).Orlando:SolarEnergy Division,2005:589-611.

简易便携光伏发电系统 篇3

关键词 便携 太阳能 光伏发电

中图分类号：TK513 文献标识码：A

1 系统结构及原理

整个系统可分为三部分，分别为：太阳能电池组、充电器、逆变器。

图1

太阳能电池板材料为单晶硅，有较好的转换能力，在晴朗的天气下恒功率输出1.5W/0.5V。将36块电池串联空载电压理论为18V，3A的充电电流，采用折叠设计可以减小占地面积，便于携带。

采用UC3906可以对蓄电池进行精准充电。在电量不足时，充电器立即进入大电流充电状态，随着电池充电，电池两端的电压逐渐升高当13脚采样的电压为0.95，充电立即进入过充状态；刚进入过充电状态时，充电器继续输出最大电流，当蓄电池电压到达过充电压时，充电器进行恒压充电，电压稳定在过充电压，此时，UC3906的13脚电压等于内部基准电压。此后，蓄电池接收充电电流开始减小；当充电电流下降到过充电终止电流时，电流取样比较器的输出中断，UC3906内部的10提升电流，使过充终止端（8脚）的电位升高。当干扰或其它原因使充电电流瞬时下降时，为避免充电器过早地转入浮充状态，在UC3906的第8脚与地之间接入1只电容器。当8脚电压上升到规定的门限值（1V），后充电状态逻辑电路使充电器转入浮充状态。此时，状态电平级的输出关断，消除了对、和分压器的旁路作用。电压放大器控制驱动三极管，使充电器输出电压保持在浮充电压。同时充电充满指示灯被点亮避免过充缩短蓄电池寿命。

图2

图3

逆变部分为本系统的核心。电路以集成电路SG3525为核心，由SG3525输出两路互补对称的驱动信号：

= = 73kHz

图4

图5

两路信号分别加两个推挽电路上，驱动后级的4个NCE01H14T（如图），由于前面输出的互补对称的脉冲波，将每路脉冲分别驱动两个NCE01H14T，经变压器升压在叠加电压可达到峰峰值334V。为保持DC/DC变换器输出电压的稳定，将检查到的输出电压与设定电压进行比较，该误差经PI调节器后控制SG3525输出驱动信号的占空比。而当检查到DC/DC变换器输出电流过大时，SG3525将减小门极脉冲的宽度，降低输出电压，进而降低输出电流。当输出电压过高时，会停止DC/DC变换器的工作。由于推挽式电路容易因直流偏磁导致变压器饱和，因此，设计中进行了饱和检测，当经推挽电路的两个支路电流失衡时，就会启动SG3525的软启动功能，使DC/DC变换器重新启动，变换器得以复位。

利用可编程芯片PIC16f788输出两路互补的调制脉冲，采用面积等效法实现SPWM Sinusoidal PWM 简称SPWM）控制IGBT的导通与关断时间。在半个周期（0.01s）内将脉冲分为100份，经过H全桥逆变后遍输出50Hz的正弦波。

（1） 太阳能电池组-充电器-蓄电池

在实际中，太阳能电池空载最高可输出20.132V电压和3A的电流，略高于设计时的理论值。在用太阳能电池组给12V/36Ah蓄电池充电时，最高充电电流为1.2A；充满时，充电电流为100mA左右，充满时间约为10h。

（2）蓄电池-逆变器-负载

将太阳能电池板和蓄电池断开，利用蓄电池给逆变器供电，等逆变器工作稳定后，接上400W的负载，可带动。

参考文献

[1] 李兵，基于UC 3 9 0 6 的免维护铅酸蓄电池智能充电器的设计。

[2] 吴栋梁 朱传裕，正弦脉宽调制（SPWM）波的基本要素。

便携式汽油发电机 篇4

在我国新能源的良好资源优势下, 新能源开发利用设备却并不理想, 尤其是集成式发电机不成熟, 户外无法有效采集利用风能、太阳能。传统的户外出游都会遇到电子设备缺电的情况, 户外出游时会携带较多的备用电源——电池, 或者是利用汽车等设备的供电系统为电子产品供电。这些电源不环保, 且不能较长时间供电。虽然现在市面上风力发电和光能发电技术早已成熟, 但现有的产品很少有将两种资源混合在一起发电, 并且大多数的风能、太阳能发电装置体积庞大、笨重, 不方便携带和移动, 更不能满足对便携性、灵活性要求较高的户外用电需求。

1 多动力源发电系统的设计

1.1 工作原理

作品采用滚筒式设计, 利用滚筒式叶片启动风速低的特点, 适应户外旅游时低风速的情况, 并采用滚筒式设计使作品结构紧凑。发电系统的稳压电路采用了开关稳压电路, 相比于传统的线性稳压电路, 它避免了线性稳压电路在稳压过程中相当于电阻而造成功耗较大的问题, 因此我们选择了开关稳压电路。开关稳压电路的核心芯片为LM2596, 具有功耗小、效率高、很好的过流保护和限流保护能力等优点, 简化了电路, 输出固定且电压较为稳定。

1.2 主要组成结构

1.2.1 机械部分

发电系统动力分为叶片轴和手摇机构。在风力发电时, 滑移齿轮Ⅲ向右滑动, 与叶片轴上的齿轮Ⅳ啮合, 当风吹动叶片轴时, 叶片轴直接带动两边的发电机转动发电。当手摇发电的时候, 滑移齿轮Ⅲ向左滑动, 手摇发电系统的齿轮Ⅱ与滑移齿轮Ⅲ啮合, 这样摇动手摇机构就可以带动发电机发电。

滑移齿轮的设计可在不同发电状态下将不同的传动链接入发电系统中, 防止风力发电时带动手摇机构转动, 或者是手摇发电时带动叶片轴转动, 否则发电效率就会大大降低。同时, 手摇机构采用两级齿轮增速, 提高了发电功率。

尾翼的设计是为了在风力发电的过程中自动调整滚筒的迎风面, 做到自主迎风。原理为:当风向改变时, 就会对尾翼产生一个偏移力, 在偏移力的作用下, 滚筒自主迎风, 调整角度, 此时α变小, 当滚筒正对着风向时, α=0, 偏移力就消失了。

1.2.2 电路设计

永磁式发电机省去了励磁式发电机的励磁绕组、碳刷、滑环结构, 整机结构简单, 避免了励磁绕组易烧毁、断线, 碳刷、滑环易磨损等故障, 可靠性大大提高。永磁式发电机的优点主要有以下几点。

1.2.2. 1 体积小、重量轻、比功率大

永磁转子结构的采用, 使得发电机内部结构设计排列得很紧凑, 体积、重量大为减少。永磁转子结构的简化, 还使得转子转动惯量减少, 实用转速增加, 比功率 (即功率、体积之比) 达到一个很高的值。

1.2.2. 2 中、低速发电性能好

功率等级相同的情况下, 怠速时, 永磁式发电机要比励磁式发电机的输出功率高1倍, 也就是说, 永磁式发电机是实际等功率等级的励磁式发电机。

1.2.2. 3 延长蓄电池寿命

永磁式发电机采用的是开关式的整流稳压方式, 稳压精度高、充电效果好, 避免了过电流充电造成的蓄电池寿命缩短。永磁式发电机的开头式整流输出对蓄电池采用小电流脉冲充电, 相同的充电电流充电效果更好, 从而延长蓄电池的使用寿命。

1.2.2. 4 效率高

永磁式发电机是一种节能产品。永磁转子结构免去了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷、滑环之间磨擦的机械损耗, 使得永磁式发电机效率大为提高。普通励磁式发电机在1 500~6 000 r/min之间的转速范围内平均效率只有45%~55%, 而永磁式发电机则可高达75%~80%.

经过以上的一些对比, 可以得出结论, 永磁式发电机在小型发电中的性能要强于励磁式发电机, 所以发电机的选择为永磁式交流发电机。

2 结束语

新能源已被列为“十二五”规划的七大战略性新兴产业之一, 在全国大部分地区, 风能、光能未得到有效开发利用, 户外用电是个难题, 因此应用前景很广。作品采用混合式的发电方式, 可利用多种可再生清洁能源进行发电, 它集风能、光能发电于一体, 具有以下几个优点:1便携式设计, 满足了用户携带至户外使用的要求;2风轮机采用滚筒模式, 安全可靠;

3 风光互补集合式设计, 效率高。

风光互补式新能源的利用填补了便携式混合发电机的空白, 其简单、高效的机械设计和优化的电路设计提高了能量的利用率, 实现了新能源的有效开发与利用, 达到了节能减排与可持续发展的目的。

摘要：通过设计便携式多动力源发电系统, 实现风、光、手摇的互补式发电。作品采用便携式设计, 各个部件采用了收缩式、折叠式的设计。折叠后便于用户在户外旅游时携带, 人们在户外就可以利用风、光、手摇发电, 解决了人们在出外时用电难的问题, 将节能环保带到了户外旅游中。

关键词：发电系统,新能源,系统设计,永磁式发电机

参考文献

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[5]楼鸿棣, 邹慧君.高等机械原理[M].北京:高等教育出版社, 1990.