微型交流水轮发电机组原理与应用

　　本文介绍两款微型交流水轮发电机组，只要有一定的水流量和水头（落差），利用山坡溪流或楼顶水塔都能自装机发电，是山区学校、农村家庭、果园、牧场理想供电设备。

　　该发电机组用永磁体作转子，无碳刷的交流同步发电机，具有体积小、重量轻、容量300W～2000W、单相230V／50Hz特点，安装该发电机组占地面积小、安装方便，只需投入一部手机的成本，便可装机运行，供电自用。

　　一、轴流式的水轮发电机组：
    如下图所示，利用水流漩涡强吸力驱动多叶螺旋桨，内轴连接螺旋桨与发电机转子同步运行，外轴连接发电机外壳与水轮机导水罩。水轮机在下，发电机在上，垂直安装在涡室出水口。出水口下接上小下大的圆锥形密封管，要求不能漏气。下出水口浸没水中形成真空，当开闸时水从导水渠进入涡室，由于涡室的作用打着水漩涡，从水轮机导水罩外围绕圈冲入并迅速下坠，形成较大的漩涡吸力，驱动螺旋桨，带动转子运转发电。制作安装时，请电焊工根据水轮机出水口尺寸做一个上小下大，相当于水头高度的圆锥管，材料用6mm的冷轧板，下直径等于两倍上直径，上直径与水轮机出水口相同，圆锥管底边开三个与进水口大小相同的缺口，作出水用。此出口高度尽量在10cm～15cm左右，还要被基坑积水浸没，圆锥管底边沿用钢筋铁圈加固，以防承重翘起。加固后，焊上三个钻好螺丝孔L形角铁作固定用，圆锥管制好后能刚好套进轴流机组的出水管。再根据图纸提供的尺寸焊好涡室，涡室底边上沿对称焊三个L形角铁作固定机组用，以上制作完成后，在选址处平整地面，预挖深35cm的基坑及排水渠排水并用水泥作硬底化处理。排水渠要高于圆锥管出口15cm，才可保持基坑积水浸没圆锥管出水口，铁板导水渠与来水渠交接处用水泥浆密封安装栅栏和水闸以隔树叶垃圾及停机保养用。安装时发电机在上水轮机在下，垂直套进圆锥管的进水口并用铁线把水轴轮机外轴与三个角铁固定。发电时开闸引水进入涡室，发电机转动，待运转稳定后再接上开关用电（安装示意见下图）。

　　二、斜击式水轮发电机：
   该发电机组可以安装在水轮机外壳上端，外壳罩着水轮，此水轮为十二瓣鼓形水叶组成，高压喷水枪与水轮成斜角，高压强的水流喷出时冲击水轮高速转动，带动强磁转子同步运转，定子线圈切割磁力线产生电压，水枪有水阀调控水流量。另斜击式机组的发电机，如果接上220V／5W 灯泡，用手转动水轮，灯泡便能发光。因此可以单独拆出改装成手摇捕鱼机或风力发电机，也可作学校物理教学演示实体。 根据水轮机下水口尺寸，用水泥混凝土砌好基礅，中间开一个与底腔相当的排水管，此管可以是敞开式也可为封闭式，类似于小炉灶，排水管与排水渠相通，砌礅同时装好固定机座的螺丝。根据进水管直径大小购回长度与水头相当的铁管或PVC、胶管制作成压力管，高度越高压力越大，有条件的最好做成上大下小，这样效果更好。把水管与水轮机进水管连接起来，上端进水管与进水渠出水口用水泥固定并密封。水管中段用木架支撑，放水开机时，先关闭水阀用塑料袋包好发电机，以防水管漏水淋湿，待无漏水后再开水阀运转发电。运转后如发现灯泡不够亮，检查压力管是否较大。各种水轮机技术数据参照附表。

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