您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
汽油發(fā)電機(jī)組逆變器
汽油發(fā)電機(jī)組以其靈活,、方便,、穩(wěn)定的特點(diǎn)被廣泛地作為常用,、備用和應(yīng)急的交流電源使用。特別是近年來,，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,，全
國各地都出現(xiàn)了不同程度的電力緊缺現(xiàn)象，使汽油發(fā)電機(jī)組的作用更加突顯出來,。傳統(tǒng)的汽油發(fā)電機(jī)組直流輸出發(fā)電機(jī)電壓,，輸出電壓,、頻
率都不夠穩(wěn)定。汽油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢是汽油發(fā)電機(jī)組和電力電子變換器的結(jié)合以及電子調(diào)速器的使用,，也就是將發(fā)電機(jī)輸出的原始
電壓經(jīng)過電力電子變換器凈化處理,，然后再輸出給負(fù)載，電子調(diào)速器調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,，以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的,。這種新型的發(fā)電機(jī)組一般
稱之為數(shù)碼發(fā)電機(jī)。本文的研究主要是為了實(shí)現(xiàn)1kW數(shù)碼式汽油發(fā)電機(jī),，主要工作包括兩個部分:一是電能處理環(huán)節(jié);二是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制
,。全文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容如下:*章介紹了汽油發(fā)電組的概況和課題的背景和意義，然后分別介紹了發(fā)動機(jī)電子調(diào)速器和電力電子逆變器
的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,。 第二章介紹了汽油發(fā)電機(jī)組的組成機(jī)構(gòu),，對汽油發(fā)動機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的工作原理進(jìn)行了描述，并推導(dǎo)了發(fā)動機(jī)工
作的數(shù)學(xué)模型,。第三章主要研究了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制的方法,，介紹了模糊控制和P}控制的特點(diǎn)提出了模糊和Pm混合控制的策略，設(shè)計(jì)了基于單
片機(jī)的模糊一P}混合控制器,。第四章主要研究了電能轉(zhuǎn)換部分也就是逆變環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),，介紹了單相SPWM逆變器的原理和控制方法，對逆變環(huán)
節(jié)的軟硬件設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的說明,。第五章是實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)波形,。1.1汽油發(fā)電機(jī)組概述能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。自改革開放以來,，電力工
業(yè)作為能源的支柱產(chǎn)業(yè),，雖然有了很大的發(fā)展，全國各地不斷建立起大中型火力發(fā)電廠,、水電站及一些核電廠,、風(fēng)力發(fā)電站，總裝機(jī)容量迅
猛地增長,，但仍然難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,。尤其是對于邊遠(yuǎn)偏僻地區(qū)、臨時性工業(yè)現(xiàn)場,、不允許停電的要害部門,，以及供電負(fù)荷短缺,、經(jīng)
常突然停電的經(jīng)營場所,，就特別需要能有移動方便、經(jīng)濟(jì)適用的后備電源,。小型汽油發(fā)電機(jī)組便是這種理想的設(shè)備,，它能起到大電網(wǎng)無法替
代的作用[1]a汽油發(fā)電機(jī)組由汽油機(jī),、交流同步發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)組成，是將汽油機(jī)輸出的機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能輸出的機(jī)械系統(tǒng),。
它的工作原理可以簡單地概括為:汽油燃燒產(chǎn)生熱能—推動發(fā)動機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu),，使曲軸旋轉(zhuǎn)做功產(chǎn)生機(jī)械能—帶動發(fā)電機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)，切割
定子磁場產(chǎn)生電能,。因此可以將汽油發(fā)電機(jī)組看做是“發(fā)動機(jī)一發(fā)電機(jī)"型式的小型移動電站,。汽油發(fā)電機(jī)組因?yàn)榫哂畜w積小、重量輕,、操
作簡單,、移動方便等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于家庭,、工業(yè),、商業(yè)、教育,、醫(yī)療,、軍事等各個領(lǐng)域作為輔助或備用電源}z}0早期的汽油發(fā)電機(jī)
組采用分體式結(jié)構(gòu)，汽油機(jī)與發(fā)電機(jī)各為一個整體,，安裝在一個機(jī)架上,，兩者通過皮帶連接。雖然結(jié)構(gòu)簡單,，便于拆卸維修,，但是體積、重
量大,，性能指標(biāo)(電壓調(diào)整率,、油耗、噪聲)差,。過去,，這種機(jī)組多用于邊遠(yuǎn)地區(qū)為電源放映機(jī)提供電源。上個世紀(jì)九十年代,，我國先后從歐
美,、日本等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了新型的汽油發(fā)電機(jī)組，這些機(jī)組的發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)同軸連接,，這種發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)一體化的設(shè)計(jì),，大大減小了機(jī)
組的體積和重量(和老式機(jī)組相比在同等功率下，體積和重量減小了大約50 } ),，使得機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊,，性能*。新型的汽油發(fā)電機(jī)組的使
用范圍己不再局限與電影放映的領(lǐng)域,，而是擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì),、文化,、軍事、科研等諸多方面,。數(shù)碼發(fā)電機(jī)是近幾年中發(fā)展起來的一個新的發(fā)電機(jī)
產(chǎn)品領(lǐng)域,，該產(chǎn)品的普及化主要集中在五千瓦以下的小型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。數(shù)碼發(fā)電機(jī)整體外觀如圖1.1所示,。傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)產(chǎn)品,，主要采用低
速發(fā)動機(jī)帶動一個工頻輸出發(fā)電機(jī)進(jìn)行正常工作，直接輸出對應(yīng)要求電源,，這一類型的系統(tǒng),，由于發(fā)動工作在較低的轉(zhuǎn)速上，從而導(dǎo)致其相
對的體積較大,、同時對于發(fā)電機(jī)而言,，低轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)的體積也難以將體積做小，對整個系統(tǒng)而言就很難做到小型化,、便攜化,。在輸出電源
的質(zhì)量上由于輸出電源的電壓、頻率與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速都成正比對應(yīng)關(guān)系,，由于發(fā)動機(jī)工作在不同負(fù)載狀態(tài)下的系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的波動將直接影響到輸
出電源電壓,、頻率的穩(wěn)定性，其輸出電源的波形直接受發(fā)電機(jī)的影響,，一般小功率的這一類型發(fā)電機(jī)的輸出波形的TDH都不是太理想,。數(shù)碼
發(fā)電機(jī)方案的產(chǎn)生使得以上的這些問題得到了很好的解決。傳統(tǒng)的汽油發(fā)電機(jī)組采用AVR(自動電壓調(diào)節(jié)器)維持輸出電壓穩(wěn)定,。AVR是一種半
波相近控制閘流管型的自動電壓調(diào)節(jié)器,，是交流發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的一部分。自動電壓調(diào)整的基本原理是:由電壓測量回路測量發(fā)電機(jī)端電壓
,，經(jīng)過相位調(diào)制器轉(zhuǎn)換成一系列的脈沖,，經(jīng)過同步開關(guān)的選擇，此脈沖控制可控硅的導(dǎo)通時間,。當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓升高時,，導(dǎo)通角變小，反之
則變大,，使發(fā)電機(jī)端電壓維持在額定電壓附近,。數(shù)碼發(fā)電機(jī)采用逆變技術(shù)，將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的原始交流電進(jìn)行凈化,，電壓經(jīng)過“交一直一交"
轉(zhuǎn)換,，使輸出電壓和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)，同時將電壓畸變率降至zui低，輸出電壓接近的正弦波形,。圖1.2為帶AVR的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)和數(shù)碼發(fā)電
機(jī)輸出電壓波形的比較,。