CN110195648A - 基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统 - Google Patents

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易明阳
侯建明
施学峰
李旭辉
孟昭清
关蕾
谭志明
李晓宇
张德智
黎正文
李彬
丁洪涛
张健
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Jilin Transmission And Transformation Engineering Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Jilin Transmission And Transformation Engineering Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators

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Abstract

基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统，涉及现场供电设备技术领域，尤其是一种基于汽油机与永磁外转子发电机的供电系统。本发明包括汽油机、飞轮安装端法兰盘、定子线圈和外转子磁钢；在不影响原机几何尺寸，不添加额外运动部件，不改变用原机动力输出方式就能在现场将汽油机改装成发电机，用来满足施工现场的用电需要。其中，法兰盘和外转子磁钢能有效配合将汽油机和发电机连接起来用于发电。霍尔传感器能够检测凸台随飞轮转动引起的磁场变化，引导出点火正时信号用来完成自动点火。

Description

基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统
技术领域
本发明涉及现场供电设备技术领域，尤其是一种基于汽油机与永磁外转子发电机的供电系统
背景技术
随着国家电网建设的快速发展，输电线路施工工程也逐步的增多。在施工中经常采用各种电动设备，如电动扭力扳手、绞磨机、电焊机等，而电力施工张牵设备启动、报话机、多旋翼遥控飞机等也多采用电瓶供电的方式。野外施工中如使用电控设备需配置发电机进行供电，不仅增加了运营成本，还造成了能源的浪费。在输电线路施工中经常采用汽油机型工器具，如绞磨、液压机等，如果能在汽油机上安装发电装置不仅可以有效的减少附加设备与体积，也可以满足复杂的工作环境下其他用电设备的开发与利用。现有设备中却缺少一种行之有效的利用汽油机现场发电的方法，因此，现有技术中亟需一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统，可以利用现有汽油发动机，根据输电线路施工现场的特点和使用环境，设计开发出一套适合现场施工的供电系统。该系统可提供可调压电源，可以给可编程控制器(PLC)、伺服驱动器、电控溢流阀、电控换向阀、安全照明、以及为各类车辆、机械设备应急充电、启动进行供电，还可以直接充当小型焊接电源。
基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统，其特征在于：包括汽油机、飞轮安装端法兰盘、定子线圈和外转子磁钢；
所述飞轮安装端设置在汽油机的曲轴上；
所述定子线圈通过法兰盘设置在所述飞轮安装端上；
所述外转子磁钢与所述定子线圈连接。
所述供电系统还包括点火系统，所述点火系统包括设置在所述外转子磁钢边缘的弧形钢板凸台和设置在所述飞轮安装端侧方的霍尔传感器，所述霍尔传感器与直流点火器电性连接,所述直流点火器与火花塞电性连接。
所述汽油机为本田GX160汽油机。
本发明的有益效果是：不影响原机几何尺寸，不添加额外运动部件，不改变用原机动力输出方式就能在现场将汽油机改装成发电机，用来满足施工现场的用电需要。其中，法兰盘和外转子磁钢能有效配合将汽油机和发电机连接起来用于发电。霍尔传感器能够检测凸台随飞轮转动引起的磁场变化，引导出点火正时信号用来完成自动点火。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
图1为本发明基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统的装配图。
图2为为本发明基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统的点火信号示意图。
图中，1-汽油机、2-飞轮安装端、3-法兰盘、4-定子线圈、5-外转子磁钢、61-弧形钢板凸台、62-霍尔传感器、63-直流点火器、64-火花塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统，如图所示：包括汽油机、飞轮安装端、法兰盘、定子线圈和外转子磁钢；
所述飞轮安装端设置在汽油机的曲轴上；
所述定子线圈通过法兰盘设置在所述飞轮安装端上；
所述外转子磁钢与所述定子线圈连接。
所述供电系统还包括点火系统，所述点火系统包括设置在所述外转子磁钢边缘的弧形钢板凸台和设置在所述飞轮安装端侧方的霍尔传感器，所述霍尔传感器与直流点火器电性连接,所述直流点火器与火花塞电性连接。
所述汽油机为本田GX160汽油机。
本发明选用不更改汽油机1与液压泵的联接结构，不影响原机各项技术指标的方法来完成电源输出的任务。本方案将发电机安装位置由汽油机1曲轴输出端更改为汽油机1的飞轮安装端2。通过一个法兰盘3，将定子线圈4固定到汽油机1原飞轮安装孔上，解决定子线圈4安装孔径不同问题。
弧形钢板凸台61与外转子磁钢5一起旋转，在特定位置，弧形钢板凸台61切割霍尔传感器62的磁场，每切割一次，磁场变化的电信号被霍尔传感62捕捉，发出信号给直流点火器63，直流点火器63通过火花塞完成一次电火，弧形钢板凸台61不停得旋转促使直流点火器63反复完成点火动作。
实施例1
定子线圈4的由硅钢片叠置而成，分为18极极靴。绕组分为三相，每相线圈由6极极靴串联，三相线圈为三角形接法，线径为1.5mm高强度漆包线并绕。最大允许电流为60A。
定子线圈4安装方式为通孔螺栓安装。对应圆心半径46㎜，四等分排列，与曲轴输出端侧边盖预留孔一致，而飞轮侧预留孔对应圆心半径为52.5mm，四等分排列。
采用三相永磁外转子交流发电机。定子绕组线圈采用三角形接法，实测1440转标定怠速，三相绕组电压28V，额定功率转速3600转三相绕组电压72V。外转子永磁电机是由永磁体激励磁场产生同步旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场的作用下通过电枢反应感应三相对称电流，由机械能转换成电能。三相定子绕组在空间位置上相差120度，当定子绕组按给定相位通过三相交变电流，三相交变电流在空间中产生旋转磁场。外转子转子磁钢5中永磁体会受定子线圈4旋转磁场作用力产生转矩会发生运动。此时电能即转化为动能。
以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，及根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统，其特征在于：包括汽油机(1)、飞轮安装端(2)法兰盘(3)、定子线圈(4)和外转子磁钢(5)；
所述飞轮安装端(2)设置在所述汽油机(1)的曲轴上；
所述定子线圈(4)通过所述法兰盘(3)设置在所述飞轮安装端(2)上；
所述外转子磁钢(5)与所述定子线圈(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统，其特征在于：所述供电系统还包括点火系统，所述点火系统包括设置在所述外转子磁钢(5)边缘的弧形钢板凸台(61)和设置在所述飞轮安装端(2)侧方的霍尔传感器(62)，所述霍尔传感器(62)与直流点火器(63)电性连接,所述直流点火器(63)与火花塞(64)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于汽油机与永磁外转子发电机的适合现场施工供电系统，其特征在于：所述汽油机(1)为本田GX160汽油机。
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