用于調節(jié)發(fā)電機組的系統(tǒng)技術方案

本實用新型專利技術涉及用于調節(jié)發(fā)電機組的系統(tǒng)。一種用于對發(fā)電機組(1)的交流發(fā)電機(3)的輸出電壓(U)進行調節(jié)的系統(tǒng)，該發(fā)電機組包括對所述交流發(fā)電機(3)進行驅動的發(fā)動機(2)，該交流發(fā)電機包括轉子(19)，該轉子具有磁極輪(8)，該系統(tǒng)被配置為至少在該交流發(fā)電機(3)輸出處的負載增加時改變該磁極輪(8)中電流的值，以便使該交流發(fā)電機(3)的輸出電壓(U)達到一個值，該值低于負載增加之前的那個值，該磁極輪(8)中電流的值的改變取決于代表該發(fā)動機(2)的旋轉速度的一個數(shù)量的導數(shù)。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及對發(fā)電機組的交流發(fā)電機的調節(jié)。
技術介紹
一種發(fā)電機組由一個發(fā)動機以及一個交流發(fā)電機的組件組成。為了提供一個額定電壓以及頻率，發(fā)動機和交流發(fā)電機都裝備有調節(jié)裝置。發(fā)動機裝備有被整合到該發(fā)動機的燃料噴射系統(tǒng)中的一個電子速度調節(jié)器。除其他之外，發(fā)動機速度的調節(jié)依賴于發(fā)動機軸的旋轉速度的測量值，例如通過一個傳感器對每時間單位內一個有齒的環(huán)齒輪在該傳感器前面經過的齒數(shù)進行計數(shù)。借助由這個傳感器發(fā)送的信號，速度調節(jié)器噴射計算機確定了燃料噴射水平從而將速度保持在一個預定值上，但是并不具有施加在該發(fā)動機上的負載水平的直接知識，因為還不存在經濟的手段用于將這個負載水平傳告知計算機。 施加到該發(fā)動機上的負載的每個變化，無論它是增加還是減少，均會導致在發(fā)動機轉數(shù)上(速度調節(jié)器試圖通過一個適當?shù)膰娚渌絹韺ζ溥M行校正)的瞬時減少或者增加。在已知的發(fā)電機組中，僅僅是通過速度和噴射水平的知識，該調速器就確定了施加到發(fā)動機上的負載水平。所要求的發(fā)動機扭矩C是直接與交流發(fā)電機的輸出處的電流I成比例的。實際上，發(fā)動機的功率P的定律為P = C.w,其中，w是發(fā)動機的旋轉速度。交流發(fā)電機的功率定律P為P = U. I. cos ( Φ ),其中，U是交流發(fā)電機的輸出電壓，并且Φ是電流I與電壓U之間的相移。發(fā)動機和交流發(fā)電機是機械式連接的，對于在偶聯(lián)效率之內，它就有可能寫為C.w = U. I. cos ( Φ )。在施加一個大的有效負載的過程中，COS(Ct)變得接近于1，并且交流發(fā)電機的電壓下降。交流發(fā)電機裝備有一個電壓調節(jié)器，該電壓調節(jié)器通過在磁極輪中增加電流而迅速校正這個電壓下降。負載中的這種變化還導致速度的下降，因為對發(fā)動機所要求的扭矩C增大了。發(fā)動機沒有能力立即響應這個要求，其速度w下降，這是因為扭矩C的一部分是從旋轉動能的儲備中抽取的。在一種已知的方式中，為了避免超過可以對發(fā)動機要求的最大扭矩，該電壓調節(jié)器隨著頻率的變化而使得電壓下降以便將扭矩要求在發(fā)動機的水平處保持恒定。當速度ω降低時，電壓調節(jié)器使得輸出電壓U以一種成比例的方式下降，使得扭矩C保持恒定。這種策略對于所謂的上一代的發(fā)動機(如大氣壓式或者高慣性發(fā)動機)、并且對于負載的低到中等程度的增加是有效的?，F(xiàn)在，渦輪增壓器發(fā)動機正被越來越多地使用在發(fā)電機組中。這種類型的發(fā)動機的一個缺點是如果渦輪增壓不能正確地被啟動那么它的性能會降級?，F(xiàn)在，負載的突然增加會傾向于就發(fā)動機的正確運行而言使得發(fā)動機過度減速。在怠速運行的過程中，進氣口的壓力是接近于大氣壓力的，而一旦負載的增加被施加到發(fā)電機組上，發(fā)動機的速度就下降到這樣一個點上，即不論速度調節(jié)器在噴射系統(tǒng)上反作用，排氣流都不足以將渦輪增壓器的這個渦輪或這些渦輪啟動到它們的運行狀況中。于是它們沒有能力使進氣壓力增加，而這種增加是為了使該發(fā)動機有能力加速并且恢復到其額定速度所要求的。因此，存在一個不返回的點，這里的要求是避免達到這一點。一種已知的解決方案，稱為負載接收模塊(LOAD ACCEPTANCE MODULE)，在于使電壓不再與速度成比例地下降而是突然地下降，實際上一旦速度下降開始，就處于這個被稱為“拐點”的水平處。電壓U被突然降低，所要求的發(fā)動機扭矩C也就減少，從而協(xié)助速度 的加快以及其返回到運行點。根據(jù)現(xiàn)有技術的發(fā)電機組的額定運行點100表示在圖2的曲線上，例如，如圖所示，與交流發(fā)電機的輸出處的、等于400V的電壓U以及等于50Hz的頻率F相對應。當負載發(fā)生增加時，發(fā)動機速度w下降，頻率F在稱為“拐點”的一個點101處達到了 48Hz的一個閾值。在這個已知的解決方案中，該交流發(fā)電機的電壓調節(jié)器使電壓U以一種與速度w成比例的方式來下降，以便使所要求的發(fā)動機扭矩C保持恒定，從而達到一個新的運行點102。為了減輕這種先前陳述的過程的缺陷，根據(jù)現(xiàn)有技術的調節(jié)過程的一個變體在圖3中進行了展示。例如在點103處不斷地測量到發(fā)動機速度的導數(shù)。當負載發(fā)生增加并且速度下降到閥值101之下時，交流發(fā)電機的電壓調節(jié)器就使電壓U不再以一種與速度W成比例的方式來下降，而是以一種突然的且固定的方式，一旦速度開始下降，就在點101之下。在所展示的實例中，電壓U因此在運行點104處下降了 13%。無論負載增加的水平如何電壓下降的值都是固定的，并且這在特別是小增加的過程中可能會帶來一個問題，這種電壓下降并不總是適合于施加到發(fā)電機組上的負載的這種增加的。從專利US 5 703 410中已知，基于該交流發(fā)電機的輸出處的矯正的電壓的知識來監(jiān)測交流發(fā)電機的勵磁電流以及燃料噴射。從申請EP I 938 447中也已知，當檢測到一個負載變化時，通過監(jiān)測裝置發(fā)送一個控制信號(它代替了速度調節(jié)器的輸出信號)來控制發(fā)電機組的燃料吸入致動器。存在著一種要求來進一步改進發(fā)電機組的性能，尤其是在負載增加的過程中，以便除其他之外協(xié)助渦輪增壓器發(fā)動機的使用。
技術實現(xiàn)思路
本技術的目的在于至少部分地應對這種要求并且，根據(jù)本技術多個方面中的一個，這個目的是通過一種用于對發(fā)電機組的交流發(fā)電機的輸出電壓進行調節(jié)的方法來實現(xiàn)的，該發(fā)電機組包括一個對所述交流發(fā)電機進行驅動的發(fā)動機，該交流發(fā)電機包括一個具有磁極輪的轉子，該方法包括以下步驟至少在該交流發(fā)電機的輸出處的負載增加時，改變該磁極輪中的電流以便使交流發(fā)電機的輸出電壓達到一個值，這個值低于負載增加之前的值，該磁極輪中電流的改變是取決于發(fā)動機的減速度。通過本技術，磁極輪中的電流甚至在低施加負載的情況下也被適當?shù)亟档?，并且該發(fā)動機扭矩在為增加該發(fā)動機的功率而要求的時間段上以一種適當?shù)姆绞奖粶p少。本技術允許以電壓下降的形式將一種校正施加到交流發(fā)電機上，這種電壓下降不再如現(xiàn)有技術中那樣的是固定的，而是例如與該發(fā)動機的減速度成比例的。負載增加的越大，速度下降的就越快，這是因為，在施加該負載的時刻，僅旋轉動能的儲備可以對該扭矩要求做出響應。通過本技術，電壓下降于是就大到足以減輕發(fā)動機的所要求的扭矩，并且因此幫助它恢復到其額定旋轉速度上。 一旦已經達到或者足夠接近這個額定旋轉速度，具體地大于一個預定的閥值，該交流發(fā)電機的電壓就被逐漸升高到一個設定點上，這樣做的作用是隨著發(fā)動機能力的變化而逐漸地增加所要求的發(fā)動機扭矩。發(fā)動機的旋轉速度基于交流發(fā)電機的輸出電壓的頻率可以是已知的。因此，該發(fā)動機的減速度基于在各個瞬間的頻率的知識可以計算出來。該發(fā)動機的旋轉速度作為一個變量可以由發(fā)動機的或交流發(fā)電機的一個速度傳感器來進行測量，例如，以與發(fā)動機軸的旋轉速度成比例的頻率來發(fā)送脈沖的一個傳感器。這種減速度是通過代表該發(fā)動機的旋轉速度的一個數(shù)量相對于時間的導數(shù)來確定的，并且這個導數(shù)可以持續(xù)地、以規(guī)律的間隔地、或者至少在該發(fā)動機的旋轉速度達到這個拐點時被計算出來。隨著發(fā)動機的減速度而變化的磁極輪中電流的值的演進可以遵循一個預定的控制規(guī)則，例如在一個表中預先記錄的或者計算的。這種計算可以涉及至少一個參數(shù)，如在應用這個校正的時刻上的功率水平?？梢詧?zhí)行磁極輪中電流的改變以便達到該交流發(fā)電機的一個設定點的電壓，該設定點的電壓與該額定電壓之間的偏差取決于例如處于一種線性的或者非線性方式中的減速度。當該發(fā)動機的旋轉速度增加時，磁極本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于調節(jié)發(fā)電機組的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)用于對發(fā)電機組（1）的交流發(fā)電機（3）的輸出電壓（U）進行調節(jié)，該發(fā)電機組包括對所述交流發(fā)電機（3）進行驅動的發(fā)動機（2），該交流發(fā)電機包括轉子（19），該轉子具有磁極輪（8），該系統(tǒng)被配置為至少在該交流發(fā)電機（3）輸出處的負載增加時改變該磁極輪（8）中電流的值，以便使該交流發(fā)電機（3）的輸出電壓（U）達到一個值，該值低于負載增加之前的那個值，該磁極輪（8）中電流的值的改變取決于代表該發(fā)動機（2）的旋轉速度的一個數(shù)量的導數(shù)。

【技術特征摘要】
2011.09.01 FR 11577221. 一種用于調節(jié)發(fā)電機組的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)用于對發(fā)電機組(I)的交流發(fā)電機(3 )的輸出電壓(U)進行調節(jié)，該發(fā)電機組包括對所述交流發(fā)電機(3 )進行驅動的發(fā)動機(2)，該交流發(fā)電機包括轉...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：讓馬里·安德烈亞克，塞繆爾·莫澤，帕特里斯·貝特熱，
申請(專利權)人：利萊森瑪電機公司，
類型：實用新型
國別省市：