用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的方法、開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)以及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)

用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制內(nèi)燃機(jī)（BK）、尤其柴油馬達(dá)或燃?xì)怦R達(dá)的方法，所述內(nèi)燃機(jī)具有發(fā)電機(jī)（G）和異步機(jī)（ASM），所述方法包括：探測(cè)所述發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)電的特征參量，其中，所述電的特征參量從電流（I）、電壓（U）或頻率（f）中選出；確定所述發(fā)電機(jī)的電的特征參量在預(yù)先確定的時(shí)間間隔內(nèi)的特征參量變化；將所述特征參量變化與第一邊界值進(jìn)行比較；并且對(duì)于所述特征參量變化大于所述第一邊界值的情況，從所述內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變換到前饋控制。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的方法、開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)以及內(nèi)燃機(jī)
本專利技術(shù)涉及用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的方法、用于具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)以及具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。
技術(shù)介紹
在項(xiàng)目中和在具有發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)、如內(nèi)燃馬達(dá)的運(yùn)行中，異步機(jī)經(jīng)常用作用于不同的應(yīng)用的負(fù)載馬達(dá)，例如用作用于風(fēng)機(jī)、泵和起重裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)。異步馬達(dá)是大多被制造的電機(jī)之一，因?yàn)樗霎惒今R達(dá)能夠簡(jiǎn)單并且成本適宜地進(jìn)行生產(chǎn)。由結(jié)構(gòu)決定地，在接通異步機(jī)的情況下出現(xiàn)從直至額定電流的八倍的高的起動(dòng)電流。所述高的起動(dòng)電流造成短時(shí)間的功率過(guò)高。在此，例如具有同步發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃馬達(dá)的轉(zhuǎn)速明顯發(fā)生擾動(dòng)（bricht…ein）。那么，內(nèi)燃馬達(dá)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)必須對(duì)擾動(dòng)做出反應(yīng)。在驅(qū)動(dòng)技術(shù)的市場(chǎng)上已經(jīng)存在一些構(gòu)件，所述構(gòu)件使高的起動(dòng)電流的這種問(wèn)題最小化，如例如要提名星形三角形起動(dòng)、軟啟動(dòng)和頻率轉(zhuǎn)換器。最常使用的方法是星形三角形連接。在以星形連接起動(dòng)的情況下，功率和轉(zhuǎn)矩減少到大約三分之一。在預(yù)備時(shí)間（Hochlaufzeit）之后，通過(guò)接觸器的換向控制（Umsteuerung）來(lái)轉(zhuǎn)換到三角形運(yùn)行。頻率轉(zhuǎn)換器能夠在相應(yīng)的配置或編程的情況下平緩地和負(fù)載匹配地高速運(yùn)行（hochfahren）異步馬達(dá)。但是在安全重要的應(yīng)用中，一如既往地希望直接啟動(dòng)異步馬達(dá)，以便通過(guò)較少數(shù)量的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)較小的失效可能性并且盡可能還節(jié)省昂貴的功率電子的構(gòu)件。同時(shí)，內(nèi)燃馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的擾動(dòng)應(yīng)該被避免。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
<br>根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，所述任務(wù)通過(guò)用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制內(nèi)燃機(jī)、尤其柴油馬達(dá)或燃?xì)怦R達(dá)的方法解決，所述內(nèi)燃機(jī)具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)，所述方法包括-探測(cè)所述發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)電的特征參量，其中，所述電的特征參量從電流、電壓或頻率中選出，-確定所述發(fā)電機(jī)的電的特征參量在預(yù)先確定的時(shí)間間隔內(nèi)的特征參量變化，-將所述特征參量變化與第一邊界值進(jìn)行比較，-對(duì)于所述特征參量變化大于第一邊界值的情況，從所述內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變換到前饋控制。本專利技術(shù)包括如下認(rèn)知，即通過(guò)在異步機(jī)起動(dòng)的情況下探測(cè)第一電流脈沖和通過(guò)接著從標(biāo)準(zhǔn)化的（standardm??igen）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變換至前饋控制，異步機(jī)的起動(dòng)過(guò)程能夠通過(guò)內(nèi)燃機(jī)來(lái)獲取，而沒(méi)有首先導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速的擾動(dòng)。借助于前饋控制，附加的功率電子的構(gòu)件是不用的并且異步機(jī)的直接啟動(dòng)是可行的。也就是說(shuō)，能夠預(yù)測(cè)性地對(duì)負(fù)載接入（Lastaufschaltung）做出反應(yīng)并且不必在導(dǎo)入應(yīng)對(duì)措施之前先等候轉(zhuǎn)速擾動(dòng)。在傳統(tǒng)的負(fù)載接入的情況下，通過(guò)電的負(fù)載施加（aufgepr?gt）轉(zhuǎn)矩。通過(guò)所述轉(zhuǎn)矩，內(nèi)燃馬達(dá)被制動(dòng)并且因此內(nèi)燃馬達(dá)在其轉(zhuǎn)速方面發(fā)生擾動(dòng)。現(xiàn)在，負(fù)載接入才能夠可靠地被識(shí)別并且導(dǎo)入應(yīng)對(duì)措施。為此，取決于轉(zhuǎn)速擾動(dòng)，燃料量被提高并且嘗試將馬達(dá)又加速到預(yù)設(shè)的理論轉(zhuǎn)速。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的這種狀況，在現(xiàn)有技術(shù)中必須等待內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)的總系統(tǒng)的反應(yīng)。在轉(zhuǎn)速擾動(dòng)之后才能夠?qū)霊?yīng)對(duì)措施。借助于根據(jù)本專利技術(shù)的方法，這樣的等候是不用的，通過(guò)經(jīng)由在預(yù)先確定的時(shí)間間隔內(nèi)的特征參量變化探測(cè)第一電流脈沖，負(fù)載接入能夠被精確地識(shí)別并且通過(guò)前饋控制導(dǎo)入立即的應(yīng)對(duì)措施。由此，總系統(tǒng)的負(fù)載切換能力（Lastschaltf?higkeit）能夠被改善。此外，借助于本專利技術(shù)，急劇的轉(zhuǎn)速波動(dòng)能夠被避免。附加地，能夠在遵守邊界值的情況下接入更大的負(fù)載。此外，通過(guò)對(duì)負(fù)載的快速的預(yù)測(cè)，總成不必再如此嚴(yán)重地超尺寸。這引起成本節(jié)省以及較小的結(jié)構(gòu)空間。由于更高的裝載，總成也在更好的運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。在下面描述所述方法的有利的改進(jìn)方案。實(shí)施例的附加的特征能夠與彼此組合以形成另外的改進(jìn)方案，除非所述特征在說(shuō)明書中明確地被描述為相對(duì)于彼此的備選方案。優(yōu)選地，前饋控制包括匹配的理論噴入量的確定。匹配的理論噴入量能夠從所儲(chǔ)存的理論噴入量中選出。優(yōu)選地，基于特征參量變化的尺度（Ma?）確定匹配的理論噴入量。由特征參量變化的尺度能夠例如通過(guò)預(yù)測(cè)性的算法執(zhí)行異步機(jī)的額定功率、也就是說(shuō)負(fù)載的估計(jì)。藉由這些信息，然后能夠評(píng)估即將來(lái)臨的用于內(nèi)燃馬達(dá)的負(fù)荷并且能夠確定匹配的理論噴入量。通過(guò)匹配的理論噴入量，由此內(nèi)燃馬達(dá)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)能夠被優(yōu)化。特征參量變化能夠被確定為特征參量曲線關(guān)于時(shí)間的梯度。在此，優(yōu)選的是，所述特征參量變化越大，匹配的理論噴入量就越大。此外，有利地在考慮到所述異步機(jī)的經(jīng)測(cè)量的最大起動(dòng)電流的情況下確定匹配的理論噴入量。最大起動(dòng)電流實(shí)現(xiàn)對(duì)異步機(jī)的額定功率的進(jìn)一步改善的評(píng)估并且由此實(shí)現(xiàn)由內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)和異步機(jī)構(gòu)成的總系統(tǒng)的改善的起動(dòng)特性。此外，前饋控制能夠設(shè)置附加的措施用于改善負(fù)載切換能力、如例如在發(fā)電機(jī)處的短時(shí)間的電壓降低。有利的是，所述方法此外包括：-特征參量變化的重新確定，-將所述特征參量變化與第二邊界值進(jìn)行比較，所述第二邊界值小于第一邊界值，-對(duì)于所述特征參量變化小于所述第二邊界值的情況，從前饋控制變換回到標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。通過(guò)這些附加的步驟，一方面確定異步機(jī)的起動(dòng)階段是否結(jié)束，方式為，檢查特征參量變化是否下降到在第二邊界值之下的相應(yīng)地小的尺度上，并且另一方面，只要這是這種情況，那么再次激活標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。如果特征參量變化繼續(xù)大于第二邊界值，則前饋控制保持起作用。標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)在改進(jìn)方案中包括基于在所述內(nèi)燃機(jī)的理論轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的比較對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理論噴入量進(jìn)行持續(xù)確定。根據(jù)第二方面，本專利技術(shù)涉及用于內(nèi)燃機(jī)的開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)，所述內(nèi)燃機(jī)具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)，所述開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)構(gòu)造成執(zhí)行根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面的方法。尤其優(yōu)選的是，開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和設(shè)備控制器，其中，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器構(gòu)造成執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，并且設(shè)備控制器構(gòu)造成執(zhí)行前饋控制，并且所述開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)構(gòu)造成對(duì)于所述特征參量偏差或所述特征參量變化大于第一邊界值的情況，引起從所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的支配（Dominanz，有時(shí)稱為主導(dǎo)）變換至所述設(shè)備控制器的支配。根據(jù)第三方面，本專利技術(shù)涉及一種內(nèi)燃機(jī)、尤其柴油馬達(dá)或燃?xì)怦R達(dá)，所述內(nèi)燃機(jī)具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)包括根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面的開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)。根據(jù)第二方面的開環(huán)控制和閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)和具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)的內(nèi)燃機(jī)共享根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面的用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制的方法的優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明現(xiàn)在在下面借助附圖描述本專利技術(shù)的實(shí)施例。所述附圖不應(yīng)該必須按比例地呈現(xiàn)實(shí)施例，更確切地說(shuō)，在其中有益于闡釋的附圖以示意性的和/或輕微變形的（verzerrter）形式進(jìn)行闡述。關(guān)于從附圖中直接能夠看出的教導(dǎo)的補(bǔ)充，參考有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。在此應(yīng)該考慮的是，對(duì)于實(shí)施例能夠?qū)嵭猩婕靶问胶图?xì)節(jié)的多樣的修改和變化，而沒(méi)有與本專利技術(shù)的一般思想有所偏差。本專利技術(shù)的在說(shuō)明書中、在附圖中以及在權(quán)利要求中公開的特征能夠不僅單個(gè)地而且以任意的組合對(duì)于本專利技術(shù)的改進(jìn)方案是重要的。此外，由在說(shuō)明書、附圖和/或權(quán)利要求中公開的特征中的至少兩個(gè)構(gòu)成的所有組合本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制內(nèi)燃機(jī)、尤其柴油馬達(dá)或燃?xì)怦R達(dá)的方法，所述內(nèi)燃機(jī)具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)，所述方法包括/n- 探測(cè)所述發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)電的特征參量，其中，所述電的特征參量從電流、電壓或頻率中選出，/n- 確定所述發(fā)電機(jī)的電的特征參量在預(yù)先確定的時(shí)間間隔內(nèi)的特征參量變化，/n- 將所述特征參量變化與第一邊界值進(jìn)行比較，/n- 對(duì)于所述特征參量變化大于所述第一邊界值的情況，從所述內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變換到前饋控制。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】20180111 DE 102018100541.51.用于開環(huán)控制和閉環(huán)控制內(nèi)燃機(jī)、尤其柴油馬達(dá)或燃?xì)怦R達(dá)的方法，所述內(nèi)燃機(jī)具有發(fā)電機(jī)和異步機(jī)，所述方法包括
-探測(cè)所述發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)電的特征參量，其中，所述電的特征參量從電流、電壓或頻率中選出，
-確定所述發(fā)電機(jī)的電的特征參量在預(yù)先確定的時(shí)間間隔內(nèi)的特征參量變化，
-將所述特征參量變化與第一邊界值進(jìn)行比較，
-對(duì)于所述特征參量變化大于所述第一邊界值的情況，從所述內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變換到前饋控制。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在所述方法中，所述前饋控制包括基于所述特征參量變化的尺度確定匹配的理論噴入量。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，在所述方法中，所述特征參量變化越大，所述匹配的理論噴入量就越大。


4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的方法，在所述方法中，在考慮到所述異步機(jī)的經(jīng)測(cè)量的最大起動(dòng)電流的情況下確定所述匹配的理論噴入量。


5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，此外包括
-所述特征參量變化的重...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S黑克爾，H魏斯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：MTU腓特烈港有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：德國(guó);DE