本发明涉及一种微型沼气发电机，属于用沼气作燃料的内燃式发电机。 目前有用小型柴油机改装的双燃料沼气发电机（70～75%沼气，30～25%柴油），需消耗大量能源。
本发明的任务在于提供一种完全用沼气作燃料的微型沼气发电机，以缓解能源紧张的状况。
这个任务是通过下述途径实现的。微型沼气发电机由发电机1、沼气发动机2、启动装置、点火系统等组成。发电机是单相无刷交流发电机，定、转子铁芯短，采用直槽。定子省去了电容绕组，将激磁电容并接在负载绕组上，发电机的轴3与沼气发动机的曲轴4用键连接。沼气发动机2的配气自动调速阀由特微电机5，蜗杆6、7，齿轮8、9、10，微型限位开关11，摆杆12，空气手动调节阀芯13，空气自动调节阀芯14，沼气手动调节阀芯15，沼气自动调节阀芯16，启动备用汽油杯17等组成，空气阀芯通径为沼气阀芯通径的两倍以上。蜗杆6用螺钉固定在特微电机5的输出轴上，蜗杆7穿过轴承座18固定在阀体19上，轴20、21穿过阀芯与阀体10为过盈配合，齿轮8、9、10分别用螺母固定在蜗杆7、轴20和21上，轴20的端部用螺母固定摆杆12，特微电机5转动时，带动沼气自动调节阀芯16、空气自动调节阀芯14转动，摆杆12也随着转动，当自动调节阀芯转到极限位置（最大或最小）时，摆杆12碰到限位开关11（1×K，2×K），使特微电机5停止转动，总传动比1∶2500。特微电机5的旋转靠自动调压电路控制。发电机电压U为220V时，调节电位器R4，使电压比较电桥上A、B两点电压UAB＝0，将经过集成块BG1或BG2放大后的电流作为特微电机5的输入电流。以后在使用中，若U＞220V时，UAB＜0，控制特微电机5反转，自动调节阀芯开口量减小;当U＝220V时，UAB＝0，特微电机5停止转动，保持阀芯开口量不变;当U＜220V时，UAB＞0，控制特微电机正转，自动调节阀芯开口量增大。电压比较电桥与集成块构成的信号放大也可用音频功率放大或运算放大电路等取代。沼气发动机2的启动装置由单向超越离合器22、从动轮23、主动轮24、齿轮轴25、齿轮限位手柄26、启动摇手柄27、滑动轴承28组成，齿轮固定板29用螺钉固定在发电机壳上，单向超越离合器22、从动轮23穿过发电机轴3，用螺钉固定在齿轮固定板29上，齿轮轴25装在齿轮固定板29和齿轮罩30内，主动轮24、齿轮限位手柄26、启动摇手柄27、滑动轴承28固定在齿轮轴25上，齿轮的传动比为3∶1。沼气发动机的点火系统由磁电机31、桥式整流电路、一支用于反接的二极管D3、电容C、可控硅整流管D2及点火线圈35组成无触点电子点火电路，磁电机31旋转磁钢罩32上，在活塞上死点超前17°～30°处，粘贴一块永久磁铁33，并在防护罩相应位置固定螺孔上装一个无触点感应线圈34，该线圈一端与可控硅整流管D2的控制栅极相连，另一端与D2的负极相连。
以下结合附图，对本发明的一个实施例加以详述。
图1是微型沼气发电机结构示意图
图2是发电机电气原理图
图3是沼气发动机配气调速阀结构示意图
图4是沼气发动机自动调压电路图
图5是沼气发动机结构示意图
图6是沼气发动机启动装置结构示意图
图7是无触点电子点火系统电原理图
微型沼气发电机采用单相无刷交流发电机1，由于定转子铁芯短和工艺方便，采用直槽，定子绕组省去了电容绕组，将激磁电容并接在负载绕组上。这样定子负载绕组兼电容绕组占定子槽数的2/3，有1/3定子槽空着（相当于电容绕组所占地槽数），负载绕组与空槽之间交成90°电角。发电机转子做成隐极式，也有两套绕组，一为直轴绕组Wd，作励磁绕组，占转子槽数的3/4，一为交轴绕组Wg占转子槽数的1/4，两绕组也交成90°电角。当发电机空载启动时，定子负载兼电容绕组Wa流过容性电流（靠剩磁感生），产生脉动磁场，它可分解为顺序和逆序两个旋转磁场，逆序磁场在转子中的Wg和Wd线圈上感生出2倍频率（100HZ）的交流电流，经过桥式整流器，使Wg绕组电流全波整流与Wd绕组半波整流后供给Wd绕组直流电，产生转子励磁磁场;而顺序磁场对转子磁场又起助磁作用，两者共同建立发电机空载额定电压，达到自励目的。当负载时，定子Wd绕组流过负载电流，产生的脉动磁场同样可分解为顺序和逆序两个旋转磁场，逆序磁场也在转子Wg与Wd绕组上感生出2倍频率交流电，经过整流后供给Wd绕组的直流电，加强了转子磁场，补偿了负载电枢反应作用及负载绕组本身的漏阻抗压降，而达到恒压目的。
在发电机1后端是发动机2的启动装置，在发电机轴3上装有单向超越离合器22和从动轮23，并用螺钉固定在齿轮固定板29上，而齿轮固定板29用螺钉固定在发电机壳上，齿轮轴25装在齿轮固定板29和齿轮罩30内，主动轮24、齿轮限位手柄26、启动摇手柄27、滑动轴承28固定在齿轮轴25上，传动比为3∶1。通过摇手柄27手摇启动，当发动机启动后，可将主动轮24脱开提高发动机效率。
沼气发动机2为二冲程发动机，除配气调速阀、飞轮、磁电机内点火线圈外，其余零件与无锡汽油机厂的IE-40P零件通用。当气体爆发，推动活塞下行时关闭了进气孔36，曲轴箱内吸入的混合气体被压缩而产生压力。当接近下死点时打开了排气孔37，气缸内废气排除，当活塞至下死点时又打开了扫气孔38，曲轴箱内有一定压力的混合气体充满了气缸。当活塞靠惯性从下死点上行时，活塞先关闭了扫气孔38，接着关闭排气孔37，气缸内混合气体压缩压力升高。当活塞接近上死点时，打开了进气孔36，混合气通过配气阀进入曲轴箱，为下次充气作准备。当曲轴转到离上死点17°～20°时，活塞近似达最高点，这时气缸内混合气体压力达16～20kg/cm2，并无触点电子点火电路导通，火花塞开始放出电火花把压缩混合气点燃产生爆发动力，推动活塞下行，一直循环工作。
配气调速阀主要是将空气与沼气按比例混合，并通过化油器将机油气化后与空气、沼气混合（起缸体润滑作用），供给微型沼气发动机，使发动机正常工作，并按负载大小自动调节阀芯开口量，自动调节耗气量。空气与沼气的混合比例约为6∶1，这主要由阀芯通径来控制，空气阀芯通径为14mm，沼气阀芯通径为6mm。配气自动调速阀由特微电机5，蜗杆6、7，齿轮8、9、10，微型限位开关11，摆杆12，空气手动调节阀芯13，空气自动调节阀芯14，沼气手动调节阀芯15，沼气自动调节阀芯16，启动备用汽油杯17等组成。蜗杆6用螺钉固定在特微电机5的输出轴上，蜗杆7穿过轴承座18固定在阀体19上，轴20、21穿过阀芯与阀体19为过盈配合，齿轮8、9、10分别用螺母固定在蜗杆7、轴20和21上，轴20的端部用螺母固定摆杆12。特微电机5转动时，带动沼气自动调节阀芯16，空气自动调节阀芯14转动，而自动调节阀芯开口量大小，摆杆12也随着转动，当自动调节阀芯转到极限位置（最大或最小）时，摆杆12碰到限位开关11（1×K、2×K），使特微电机5停止转动。每级传动比为1∶50，总的传动比为1∶2500。特微电机5的旋转靠自动调压电路控制。发电机电压U为220V时，调节电位器R4，使电压比较电桥上A、B两点电压UAB＝0，将经过集成块BG1或BG2放大后的电流作为特微电机5的输入电流，以后在使用中，若U＞220V时，UAB＜0，控制特微电机5反转，自动调节阀芯开口量减小;当U＝220V时，UAB＝0，特微电机5停止转动，保持阀芯开口量不变;当U＜220V时，UAB＞0，控制特微电机5正转，自动调节阀芯开口量增大。
沼气着火点温度为680°～750℃，直接将沼气通入汽油机作燃料，发动机是不能正常工作的。因而沼气发动机2的点火系统由磁电机31、桥式整流电路、一支用于反接的二极管D3、电容C、可控硅整流管D2及点火线圈35组成无触点电子点火电路，磁电机31旋转磁钢罩32上，在活塞上死点前17°～20°处，粘贴一块永久磁铁33，并在防护罩相应位置固定螺孔上装一个无触点感应线圈34，该线圈一端与可控硅整流管D2的控制栅极相连，另一端与D2的负极相连。工作时，磁电机31旋转，L1产生一个感应电势，当活塞上升（回程）时，产生的感应电通过D1全波整流向电容器C充电。由于可控硅D2不导通，D3处于反向电压不通，点火线圈35上没有电流。当活塞行到上死点前17°～20°处时，永久磁铁33与无触点感应线圈34相遇，L2上产生1～2V感应电势，使可控硅整流管D2导通，此时电容C向点火线圈35迅速放电，在次级线圈上产生强大的高压电，通过气缸盖上的火花塞，产生强大的火花，点燃压缩的混合气产生爆炸，推动活塞下行。当活塞到下死点时，放电结束，可控硅整流管D2截止，点火结束。活塞回程又开始向C充电，为下次点火作准备，一直循环工作。
整台机器装在一个箱体内，可防尘。正面有电压表，空气手动调节阀42，沼气手动调节阀43，多位电源插座39，自动调节选择开关40（K）等。左侧面为通风孔和沼气进气接头41，右面为启动摇手柄27，后面为通风孔和排气管，四面蒙板可拆开。
开动机器时，将空气手动调节阀42，沼气手动调节阀43调到中间位置，关断自动调压选择开关40。若有汽油在启动备用汽油杯17内加3-10g汽油，启动更快些。没有汽油直接启动也行。快速摇动启动摇手柄27直至启动。手摇时应将齿轮限位手柄26扣合好，以防齿轮24自动脱开。当发动机启动转速正常后，将启动摇手柄27向后回转，齿轮限位手柄26脱开，再向外拉动摇手柄27，齿轮24就脱开了。当发动机2运转正常，发电机1建电后，合上自动调压开关40，发电机便处于自控状态，没有异常现象时，便可插上负载插头使用。停机时，关断自动高压开关40和拔去电源插头。关闭沼气手动调节阀43，发动机2自动熄火，再关闭空气手动调节阀42即可。
这种微型沼气发电机，体积小，重量轻，约17kg。结构设计合理，自励能力强，起励建压迅速的优点。采用配气调速阀和自动调压电路，使稳态电压的变化率小于±2.5%，并耗气量能自动调节，负荷大开口量自动加大，耗气量加大;负荷小开口量自动减小，耗气量减小，且电源频率比较稳定，频率变化率不大于±5%，只要有6-10m3能正常产气的沼气池，就可发出220V，50HZ，
300W交流电，每小时耗气量0.4m3，可满足1～3户小家庭生活用电，可使无电网乡村农民家庭实现电气化，是一项很有发展前景的发电设备。