甲烷动力发电机组制造技术

本实用新型专利技术公布了一种甲烷动力发电机组，包括发电机和驱动发电机的发动机，发动机为采用甲烷作为燃料的甲烷发动机且发电机为多极高速中频发电机，发电机与用于储备发电机所发电的电源电连接，电源与输出频率为50HZ的交直交变频器电连接；甲烷发动机采用转速调控器控制转速，转速调控器包括采集甲烷发动机飞轮转速的转速传感器，转速传感器与用于收集转速反馈信号及发出油门控制信号的控制电路模块电连接，控制电路模块、调速电路模块、步进电机依次电连接，步进电机与控制拉杆相连。该发电机组响应国家节能减排的号召，顺应以甲烷为主要成分的天然气替代燃料油的发展趋势，同时可对发动机转速进行准确控制，以便更加快速高效地发电。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于发电机
，尤其涉及一种以甲烷作为动力的发电机组。
技术介绍
发电机组是将其他形式的能源转换成电能的成套机械设备，由动力系统、控制系统、消音系统、减震系统、排气系统组成，一般常见的都是由水轮机、汽轮机、柴油机之类的发动机驱动发电，将水流、气流、燃料燃烧产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能，输出到用电设备上使用。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中均有广泛的用途。而目前实际生产生活中多采用诸如柴油、汽油等燃油作为动力燃料，成本较高，其污染较大，众所周知，为减少污染排放，国家大力倡导推广以甲烷为主要成分的天然气作为动力燃料，如现有的许多公交车甚至小汽车上均使用压缩天然气作为动力燃料(如常见的CNG汽车)，尽量减少石化类燃油的使用；此外，甲烷的热值要高于诸如柴油、汽油之类的燃油热值，其充分燃烧后输出功率更大，相应地其输出扭矩就较小，且功率稳定性也较差，若要采用甲烷作为动力与发电机相匹配，就需克服甲烷发动机与发电机之间的扭矩匹配问题。因此，为响应国家节能减排号召，亟待设计一种采用甲烷作为发动机燃料的发电机组，以减少发电机组发电时发动机废气对环境的污染。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种甲烷动力发电机组，该发电机组响应国家节能减排的号召，可降低发电时的污染排放，顺应以甲烷为主要成分的天然气替代燃料油的发展趋势。本技术的技术方案如下：一种甲烷动力发电机组，包括发电机和驱动发电机的发动机，所述发动机为采用甲烷作为燃料的甲烷发动机且发电机为多极高速中频发电机，所述发电机与用于储备发电机所发电的电源电连接，所述电源与输出频率为50HZ的交直交变频器电连接；所述甲烷发动机采用转速调控器控制转速，所述转速调控器包括采集甲烷发动机飞轮转速的转速传感器，所述转速传感器与用于收集转速反馈信号及发出油门控制信号的控制电路模块电连
接，控制电路模块、调速电路模块、步进电机依次电连接，所述步进电机与控制拉杆相连。进一步地，还包括用于集中控制发电机组各个单元的中控控制器。进一步地，所述发电机为隐极保护式稀土永磁发电机，所述隐极保护式稀土永磁发电机的转子铁芯内轴向设有通孔，所述通孔内设有磁瓦。进一步地，所述甲烷发动机为天然气发动机。本技术的有益效果：本技术率先采用燃烧甲烷的发动机作为发电机组的发电动力，积极响应国家节能减排号召的同时更顺应了以甲烷为主要成分的天然气替代燃料油的发展趋势，由于甲烷在自然界中含量极高，且可通过多种渠道获得，是一种可再生能源，具有广阔的发展前景；而采用交直交整流逆变模式(交直交变频器)保证输出电源更加稳定、平滑。在采用甲烷作为发动机燃料驱动发电机组发电的基础上，相应地采用高速中频发电机来匹配甲烷发动机低扭矩的特性，以达到发电机组更好地发电的目的，并同时采用转速调控器来对甲烷发动机的油门进行控制，以调节发动机转速，辅助发电机组更加快速高效地发电。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为转速调控器原理示意图。图3为隐极保护式稀土永磁发电机转子端面结构示意图。元件标号说明：发动机飞轮1、转速传感器2、控制电路模块3、调速电路模块4、步进电机5、控制拉杆6、发动机节气门7、甲烷发动机a、发电机b、电源c、交直交变频器d、输出接口e。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：如图1所示，一种甲烷动力发电机组，包括发电机b和驱动发电机b运转发电的驱动装置，传统发电机一般采用水轮机、汽轮机、柴油机驱动发电，尤其是个体民用或工业用发电机组采用最多的就是柴油发动机驱动，目前市场上柴油发电机组占据主要席位，应用最为广泛，但是其体积庞大，发电功率较低，燃烧所产生的污染重，不利于国家节能减排的技术号召，而且柴油来自于石油，是一种不可再生资源，也不利于未来发电机组的长远
发展。本技术与现有发电机组的不同之处在于，所述驱动装置为采用甲烷作为燃料的甲烷发动机a，这种燃烧甲烷的发动机为现有发动机中使用较少的一种，普遍用于航空航天、海洋船舶和一些特殊车辆上作为推进动力使用，例如在专利申请号为201020227761中记载的一种“用于农用车辆的甲烷动力发动机”，与常见发动机一样包括有曲轴、节气阀、节气阀拉杆等结构元件，其曲轴与发电机b的转子相连，主要在点火系统和燃料输送上有所不同，这主要是燃料的形态和自身的燃点决定的，该专利记载的甲烷动力发动机便可用于本技术中作为发电机组的驱动装置。由于甲烷在自然界中存量巨大，为可再生资源，并且其热值要高于诸如柴油、汽油之类的燃油热值，其充分燃烧后转换输出功率更大，同时，相应地其输出扭矩就较小，因此不宜采用柴油机上的发电机直接使用，为更好地匹配甲烷发动机a的低扭矩特性，特选择高速中频发电机来作为甲烷动力发电机组的发电机b，中频发电机不仅积小、重量轻，而且容易转换成直流，以便后续电流的逆变转换，更加容易地转换成外接设备常用的市电工频，而对于功率一定的发电机，其转速越大，输出扭距越小，也可更好匹配甲烷发动机a的低扭矩输出特性。所述发电机b与用于储备其自身所发电的电源c电连接，用于将发出的电及时存储到电源c当中，所述电源c与输出频率为50HZ的交直交变频器d电连接，交直交变频器d与一个输出接口e相连，以便将发电机b发出的电转换成工频电流供外接设备使用。类似于汽车发动机，例如常见的汽油发动机或是CNG发动机一样需要调节发动机转速来适应车速，相应地，针对发电机组而言，需要调节甲烷发动机a的转速以适应发电机组的发电需求。而甲烷发动机a内同样设有与普通燃油发动机或是以甲烷为主要燃料成分的CNG发动机相似的曲轴和设有信号齿的飞轮，以及控制发动机油门的节气门或节气阀、控制拉杆等结构元件，对于甲烷发动机a的转速，在实际操作中与汽车发动机一样通常采用转速传感器与飞轮上面的信号齿相对应来测量发动机的转速，发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少和发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变，发动机转速表明了发动机有效功率的大小。甲烷发动机a的油门控制便是通过操纵发动机节气门7(或节气阀)开度来控制可燃混合气体流量，从而改变发动机的转速和功率，传统发动机节气门7操纵机构是通过拉索(软钢丝)或者控制拉杆，一端联接油门踏板(加速踏板)，另一端联接节气门连动板来控制节气门开闭量的，现有仅靠行车电脑来控制发动机的转速的方法其偏差幅度很大，不够精确。因此，如图2所示，特采用了一种转速调控器来控制转速，所述转速调控器包括采集发动机飞轮转速的转速传感器2，该转速传感器2正对发动机飞轮上面的信号齿，所述转速传感器2与用于收集转速反馈信号及发出油门控制信号的控制电路模块3电连接，用于将收集到的转速信息传递到控制电路
模块3中，该控制电路模块3为一常用的信号收集、反控制馈电路板，在具体实施时可在电路模块3内设置一个ECU(电子控制单元)或是PLC，当接收到转速信号时，会瞬间将此信息送往ECU或PLC，ECU或PLC对该信息进行处理，输出一个电信号，通过线路传送到调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲烷动力发电机组，包括发电机和驱动发电机的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置为采用甲烷作为燃料的甲烷发动机且发电机为高速中频发电机，所述发电机与用于储备发电机所发电的电源电连接，所述电源与输出频率为50HZ的交直交变频器电连接；所述甲烷发动机采用转速调控器控制转速，所述转速调控器包括采集甲烷发动机飞轮转速的转速传感器，所述转速传感器与用于收集转速反馈信号及发出油门控制信号的控制电路模块电连接，控制电路模块、调速电路模块、步进电机依次电连接，所述步进电机与控制拉杆相连。

【技术特征摘要】
1.一种甲烷动力发电机组，包括发电机和驱动发电机的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置为采用甲烷作为燃料的甲烷发动机且发电机为高速中频发电机，所述发电机与用于储备发电机所发电的电源电连接，所述电源与输出频率为50HZ的交直交变频器电连接；所述甲烷发动机采用转速调控器控制转速，所述转速调控器包括采集甲烷发动机飞轮转速的转速传感器，所述转速传感器与用于收集转速反馈信号及发出油门控制信号的控制电路模块电连接，控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭智，张兵，李曦，
申请(专利权)人：重庆智仁发电设备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50