汽油发电机组概述

汽油发电机组概述

能源是国民经济的基础。自改革开放以来，电力工业作为能源的支柱产业，虽然有了很大的发展，各地不断建立起大中型火力发电厂、水电站及一些核电厂、风力发电站，总装机容量迅猛地增长，但仍然难以满足经济发展的需要。尤其是对于边远偏僻地区、临时性工业现场、不允许停电的要害部门，以及供电负荷短缺、经常突然停电的经营场所，就特别需要能有移动方便、经济适用的后备电源。小型汽油发电机组便是这种理想的设备，它能起到大电网无法替代的作用

汽油发电机组由汽油机、交流同步发电机和控制系统组成，是将汽油机输出的机械能通过发电机转化为电能输出的机械系统。它的工作原理可以简单地概括为:汽油燃烧产生热能—推动发动机活塞连杆机构，使曲轴旋转做功产生机械能—带动发电机电枢旋转，切割定子磁场产生电能。因此可以将汽油发电机组看做是“发动机一发电机”型式的小型移动电站。汽油发电机组因为具有体积小、重量轻、操作简单、移动方便等优点，因此被广泛应用于家庭、工业、商业、教育、医疗、军事等各个领域作为辅助或备用电源

早期的汽油发电机组采用分体式结构，汽油机与发电机各为一个整体，安装在一个机架上，两者通过皮带连接。虽然结构简单，便于拆卸维修，但是体积、重量大，性能指标(电压调整率、油耗、噪声)差。过去，这种机组多用于边远地区为电源放映机提供电源。上个世纪九十年代，我国先后从欧美、日本等发达引进了新型的汽油发电机组，这些机组的发动机和发电机同轴连接，这种发动机和发电机一体化的设计，大大减小了机组的体积和重量(和老式机组相比在同等功率下，体积和重量减小了大约，使得机组结构紧凑，性能优越。新型的汽油发电机组的使用范围己不再局限与电影放映的领域，而是扩展到经济、文化、军事、科研等诸多方面。

数码发电机是近几年中发展起来的一个新的发电机产品领域，该产品的普及化主要集中在五千瓦以下的小型发电机系统。

传统的发电机产品，主要采用低速发动机带动一个工频输出发电机进行正常工作，直接输出对应要求电源，这一类型的系统，由于发动工作在较低的转速上，从而导致其相对的体积较大、同时对于发电机而言，低转速的发电机的体积也难以将体积做小，对整个系统而言就很难做到小型化、便携化。在输出电源的质量上由于输出电源的电压、频率与发动机转速都成正比对应关系，由于发动机工作在不同负载状态下的系统转速的波动将直接影响到输出电源电压、频率的稳定性，其输出电源的波形直接受发电机的影响，一般小功率的这一类型发电机的输出波形的TDH都不是太理想。数码发电机方案的产生使得以上的这些问题得到了很好的解决。

传统的汽油发电机组采用AVR(自动电压调节器)维持输出电压稳定。AVR是一种半波相近控制闸流管型的自动电压调节器，是交流发电机励磁系统的一部分。自动电压调整的基本原理是:由电压测量回路测量发电机端电压，经过相位调制器转换成一系列的脉冲，经过同步开关的选择，此脉冲控制可控硅的导通时间。当发电机端电压升高时，导通角变小，反之则变大，使发电机端电压维持在额定电压附近。

数码发电机采用逆变技术，将发电机产生的原始交流电进行净化，电压经过“交一直一交”转换，使输出电压和发动机转速无关，同时将电压畸变率降至低，输出电压接近完美的正弦波形。带AVR的传统发电机和数码发电机输出电压波形的比较。

1.2汽油机电子控制技术的重要性

在刚刚过去的20世纪，科学技术取得了突飞猛进的进步，人类社会的物质文明大为发展，人民的生活水平有了很大地提高。但是人们在取得这些成果的同时也付出了惨重的代价，主要表现在能源的消耗和自然环境的污染破坏。作为发展中，我国正处于迅速推进工业化和城市化的发展阶段，对能源依赖不断增加，加之粗放型的经济增长方式，技术和管理水平落

后，面临的严重的能源和环境危机。对于像我国这样一个人口众多、资源不足的，走一条具有中国特色的可持续发展道路，不仅是对联合国等组织的承诺，也是符合中国国情的需要。可持续发展问题已不仅是各国政府的行为，它还是每个地区、每个行业、每个企业、每个社会团体，甚至是每一个人的事情。

汽油机和柴油机统称为内燃发动机。发动机一直是能源消耗的大户，在能源消耗中，发动机的油耗占有举足轻重的地位，所以降低发动机油耗一直是全人类共同关注的问题。另外，发动机也是环境污染的罪魁祸首之一。内燃机对环境的污染问题已经不容忽视。现在我们生活的这个地球环境状况日益恶化，由于温室效应，全球气温升高，灾害性气候增加，特别是城市的污染问题更为严重。在城市里，我们很难再呼吸到新鲜的空气，呼吸道疾病患者的人数在增加，人体内的铅含量严重超标，这些主要都是因为内燃机的排气在起作用。因此，许多都对发动机的排放制定了严格的限制标准

面对日益严重的能源危机和环境危机，内燃机界不断地再寻找降低发动机排放的途径。采用电子控制技术是当前发动机技术发展的重要方向之一。自20世纪70年代，随着微电子和大规模集成电路技术的飞速发展，微电子产品的成本大幅下降，而性能和可靠性逐步提高，这使得发动机系统采用微型计算机控制技术成为可能。特别是单片机和DSP的出现大大推进了发动机电子控制技术的发展。模拟电子控制系统比之传统的机械控制系统己有很大的进步，但是模拟控制仍不能满足更高的要求。数字控制具有线路简单、功耗低、控制精度高、抗干扰能力强、可靠性高等优点，能完成发动机系统所需的高精度的实时控制。发动机微机控制系统必将取代传统的机械控制系统。早在20世纪70年代，上一些发达就己经致力与研究开发发动机电子控制技术，到目前为止，已经研制并生产出了很过功能各异的发动机电子控制系统，其中有些已经产品化并投放市场，取得了显著的经济效益。我国的发动机工业在过去几十年虽然取得了飞速的发展，但存在的问题很多，由于过去我国发展走的是粗放型道路，高速发展是以高投入换来的。我国的发动机产品一般质量不高，可靠性差、能耗高、排放污染严重。国外在发动机方面已普遍采用电子控制技术，而我国在这方面却缺乏投入，水平相对落后。为了维持我国发动机行业的可持续发展，必须加大在这方面的人力、物力、财力的投入，以期取得重大突破，缩小和发达在发动机技术领域的差距。可以说，研究和发展发动机电子控制技术在我国已势在必行。