家用小型汽油發電機的發展趨勢的研究

摘要：本人從事家用小型汽油發電機研發多年，對家用小型汽油發電機的發展趨勢因素進行探討，且提出它的發展趨勢，提高企業小型汽油發電機的市場占有率，進一步提高企業的效益。

關鍵詞：發展趨勢，節能環保，靜音，可靠，外觀時尚，效益

由于環境的破壞，氣候越來越惡劣，像颶風、臺風、洪水、暴雪等這樣的惡劣氣候經常發生。這樣的氣候使家庭經常會出現斷電的現象，這時每個家庭太需要小型的汽油發電機。目前國內外有許多生產汽油發電機的廠家。但產品的發展趨勢大部分廠家還沒真正認識到。都處于互相模仿的階段。通過對當前市場的調研，發現未來的家用小型汽油發電機必須向節能環保，靜音，外觀時尚，體積小，重量輕，性能可靠的方向發展。傳統的汽油發電機會逐步被淘汰。因此怎樣加快開發節能環保，靜音，外觀時尚，體積小，重量輕，性能可靠的汽油發電機將是企業的生存之本。也是當今各生產汽油發電機企業共同要關心、關注的話題。

1 發電機概念和分類

發電機是一種能把其他形式的能轉化成電能的機械電子設備，以柴油機、水輪機、汽輪機或其他動力機械為驅動源，可將氣流，水流，燃料燃燒或原子核裂變產生的能轉化成機械能傳給發電機，再經它轉化為電能。發電機在工農業生產、國防、科技及日常生活中有著廣泛的用途。發電機多種多樣，按其產生方式分為汽輪發電機、汽油發電機、柴油發電機等。

汽油發電機以其靈活、方便、穩定的特點被廣泛作為常用、備用和急需的交流電源使用。尤其近年來，我國經濟快速發展，全國很多地方都呈現出了不同程度的電力緊缺現象，因此汽油發電機的使用就明顯增加，其作用也更加突出，特別是家用小型汽油發電機得到了廣泛的使用。

家用小型汽油發電機是一種以汽油等為燃料，把其他形式的能轉換成電能的機械發電設備。家用小型汽油發電機經濟實用，便于攜帶，價格實惠。目前市場上發電機主要分為傳統技術的發電機和數碼變頻發電機兩種類型。

1.1 傳統技術的發電機

傳統汽油發電機組以交流形式輸出電壓，因此其輸出的電壓和頻率均不穩定。傳統小型發電機通常是單相工頻的，所占空間大且重，故不便移動和攜帶。現今小型汽油發電機大多為機械式調速，因機械調速器自身存在摩擦阻力大和慣性滯后，故發電機調速時會出現可靠性和穩定性能差、過度時間長等缺點。以下簡要分析其特點：

（1）外觀：簡單。如圖1.1所示。

外觀上看很簡單。發電機一般由轉子、定子、端蓋、軸承等組成。

（2）性能：噪音大，體積大，重量重，輸出電壓波形不穩定。

傳統發電機主要是利用低速發動機帶動一個工頻輸出的發電機正常工作，直接輸出相應的電源。此類型系統，因發動機工作轉速較低，致使其體積相對較大，此外，對于低速發電機來說也難以減小其體積，故整個發電機組系統不易實現便攜化和小型化。

就輸出電源質量而言，因輸出電源的頻率和電壓均正比于發動機轉速，亦因發動機在不同負載下工作的系統轉速的波動變化將直接影響輸出電源的電壓和頻率的穩定性，其輸出電源波形將直接受到發電機的影響，因此該類型的小功率發電機輸出波形的TDH均不理想。

（3）優點：價格低，維修方便。

一般家用小型汽油發電機用于臨時停電應急，或是用在給家用電器供電，供電2-3KW沒問題。不同品牌和配置的發電機價格稍有差異，普通品牌3KW的價錢在2000-2500元左右，5KW的價格在5000元左右。相比現代的數字化、智能化產品，小型汽油發電機價格低，效率高且很使用。

新的或封存久的發電機經磨合運轉后，需要進行清潔處理或更換空氣濾清器，換潤滑油，重新擰緊各部分的螺帽、螺栓等簡單的維護工作。因此，傳統發電機維修方便，在使用過程中只要定期檢修即可。

1.2 新型的數碼變頻發電機

現今汽油發電機組是以將汽油發電機組和電力電子變換器相結合以及電子調速器的使用為最新的發展趨勢。即利用電力電子變換器凈化、處理發電機原始電壓，隨后再將其輸出給負載，使用電子調速器調節發動機的轉速，最終達到節能、環保目的。這種新型的發電機組一般稱之為數碼發電機。

數碼變頻發電機是先進的功率逆變技術與控制技術相結合的控制器產品，是近年來發電機產品發展的一個新領域，其中該領域的五千瓦以下的小型發電機產品實現了普及化。具體特點和性能如下：

（1）外觀優點：豐富 、時尚。如圖1.2所示。

數碼變頻發電機外觀設計新穎美觀，內部結構獨特合理。

（2）性能優點：節能，噪音低，體積小，重量輕，輸出電壓波形穩定。

1）方便、輕巧

數碼變頻發電機是發電機產品中最小的一款設備，和傳統發電機組相比，它更輕巧，重量和尺寸均減小了約50%，這使得它可應用于許多娛樂場合作為小型便攜式移動電源，從而徹底地消除了發電設備在用戶心中 “大，笨，粗”的傳統觀念。

2）優質、穩定

內置式微處理器是數碼變頻發電機中的重要零部件，結合其強大功能的模塊化設計，凈化、處理發電機產生的原始電力，使得數碼發電機組的輸出電力非常潔凈和平穩。數碼變頻發電機組的電力波形是完美的正弦波形，輸出電源質量高、穩定性好。在輸出電源的類型上由于該系統具有相對較高的自由度，因此可輸出客戶要求的不同電壓和頻率的電源。目前可輸出電源類型如下：

A.220V/50Hz標準正弦電壓輸出；

B.230V/50Hz標準正弦電壓輸出；

C.120V/60Hz標準正弦電壓輸出；

D.100V/60Hz和100V/50Hz標準正弦電壓輸出。

因此，數碼變頻發電機適合于對電壓和電流波動較敏感的電氣設備，例如通訊設備、醫用設備、傳真機等。

3）安靜、愜意

設計獨特的雙層降噪系統使得數碼發電機組的噪聲要比傳統發電機組低3-9分貝。它采用國際知名專業設計公司所設計的風道，使得進氣排氣更為通暢，噪聲和機械振動更小。

4）綠色、環保

數碼變頻發電機以其高效的燃燒系統能把有害物質的排放量降低至最小，即排放水平可達到美國環保署2005年第二階段的標準。它運行時的噪聲和排放，對環境的影響程度都很小，且符合環保標準，是當之無愧的綠色環保型動力。無論是作為家用的移動備用電源，還是用在人口密集的市區，或者是野外露營等，數碼變頻發電機組都是一個非常理想的選擇。

5）經濟、實用

數碼變頻發電機裝有多種安全自動保護裝置，如過載、機油油壓過低等保護裝置，從而很大程度上方便了用戶的操作。除此之外，機組還安裝了獨特的智能節氣門裝置，它可根據實際負載的變化情況來自動調節轉速，使其燃油消耗比普通機組的要低20%-40%，運行時間更長，給用戶帶來更多經濟實惠。同時，也大大的延長了整機的使用壽命。

（3）缺點：價格較高。

數碼變頻發電機價格相對傳統的發電機來說一般都比較貴，比如普通品牌的1KW的數碼發電機價格在兩千元以上，大功率的就更貴了。進口牌子的數碼發電機像豐田、伊藤、開普、羅賓、雅馬哈、宗申等，價格更貴一般都上萬元。目前對于一般家用來說，數碼發電機實現普及化可能有些困難。

2 結語

在目前全國性的電荒形勢下，小型汽油發電機以其便攜優勢在移動基站的應急供電系統中發揮了重大作用，但小型汽油發電機組又由于自身的缺點：噪音大、體積大、功率低、供電質量低等，導致在對高頻開關電源供電時出現了一些不穩定現象。數碼變頻發電機和傳統發電機組相比主要有以下明顯優勢：

1.可在高轉速區工作，因此輸出同等功率，發動機的重量和體積都小很多。用術語講就是升功率、比功率高；

2.工作轉速變化范圍較大，能和發電機較好的匹配，達到節省燃料的目的；

3.交流發電機工作轉速高，同樣減小了重量和體積；

4.綜合第2、3點，還節省了很多金屬材料；

5.輸出電源的質量高——純凈的正弦波輸出，諧波含量很小；

與同功率等級的傳統的發電機組相比，數碼變頻發電機組排放更低，機身更輕巧，電力輸出更潔凈，是真正的綠色環保型發電機。因而數碼發電機的用途很多，例如：1.野營、郊游、汽車電源；2.精密儀器、醫療設備電源；3.電信設備、搶修工具電源；4.小型商家、現代家庭電源；5.移動施工、建筑工地電源；6.中小型企業辦公、生活電源等。

此外，變頻技術在我國才剛剛起步，還有很大的發展空間。當前，變頻器正朝著高性能、低噪聲、高可靠性方向發展。而且在節約能源，提高企業自動化生產水平等方面取得了良好效果。

綜合以上傳統發電機和數碼變頻發電機的分析，可知數碼變頻發電機性價比很高，尤其是現代家庭理想的應急電源，在現代社會中得到了日益廣泛的應用，是發電機行業發展的新趨勢。

參考文獻

[1]王義芳.基于DSP的小型發電機控制系統設計[D].浙江大學：電氣工程學院，2006年9月.

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