CN102966448A - 用于调节发电机组运行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对燃料进入发电机组(1)的燃料发动机(2)中的喷射进行调节的方法，这个发电机组包括由燃料发动机驱动的一个交流发电机(3)，该发电机组具有至少一个传感器(5)，该至少一个传感器感测这个燃料发动机(2)的速度并且实现了一个调节回路，这个调节回路至少具有作为输入的一个源自这个传感器(5)信号，该方法包括以下步骤：基于该交流发电机的输出处的至少一个电学量值来检测该交流发电机(3)的输出处负载的增加；并且当检测到负载的增加时，用至少一个预定值来代替由这个速度传感器(5)发送的至少一个值而作为该调节回路的输入。

Description

用于调节发电机组运行的方法
技术领域
本发明涉及交流发电机的调节。
背景技术
发动机驱动的发电机组装备有结合在发动机燃料喷射***中的多个电子速度调节器。除其他事项外，发动机的速度调节依赖于传感器对发动机的轴的旋转速度的测量值(对一个冠齿环在传感器前面经过的齿数进行计数)。
速度调节器的一个喷射计算机使用传感器发送的这个信号来确定燃料喷射水平以便将速度保持在一个预定值处，而不是具有施加到发动机上的负载水平的直接的知识，这是因为还不存在经济的手段来用于将这个负载水平告知计算机。
施加到发动机上的每个负载变化，不论它是增加还是减少，都被反映在发动机速度(速度调节器试图通过一个适当的喷射水平来对其进行校正)的瞬时减小或增加。
在已知的发电机组中，只是这种速度和喷射水平的知识使得计算机确定施加到发动机上的这个负载水平。
从美国专利5 703 410中已知的是对一个交流发电机的励磁电流以及基于在交流发电机的输出处的整流的电压的知识的燃料喷射进行监测。
从申请EP 1 938 447中也已知，当检测到一个负载变化时，通过监测装置发送一个控制信号从而代替了速度调节器的输出信号来控制发电机组的燃料吸入致动器。
涡轮增压的发动机正被日益广泛地使用在发电机组中。
发明内容
这些发动机的一个缺点是如果涡轮增压不能被正确地启动则它们的性能水平会降级。当这种情况发生时，负载的突然增加就有可能就发动机的正确运行而言使得发动机过度减速。
存在着一种需求来进一步改进发电机组的性能水平，尤其是除其它因素以外，在负载增加时改进发电机组的性能水平以便协助涡轮增压的发动机的使用。
本发明旨在至少部分地着手解决这种需求并且，根据其多个方面中的一个，这是通过一种用于对燃料进入发电机组的燃料发动机中的喷射进行调节的方法来实现的，该发电机组包括被该燃料发动机驱动的一个交流发电机，该发电机组具有至少一个传感器，该至少一个传感器感测这个燃料发动机的速度并且实现了一个调节回路，该调节回路具有作为输入的至少一个源自速度传感器的信号，这种方法包括以下步骤：
基于这个交流发电机的输出处的至少一个电学量值来检测这个交流发电机的输出处负载的增加，并且
当检测到负载增加时，用至少一个预定值来代替由速度传感器发送的至少一个值而作为这个调节回路的输入。
术语“预定值”应理解为表示一个恒定的值或者可以根据某些参数(如，功率水平)而变化的一个计算出的值。由此有可能根据负载来考虑发动机的特性，这种特性在加载状态和卸载状态中是不同的。
例如，多个预定值可以根据多个对应的阈值的交叉点来被替代。这种计算可以涉及多个不同参数，例如，功率水平。
借助本发明，通过对通常源自这个调节回路的输入处的这个发动机的速度传感器的指示有意地进行改变，甚至在传感器能够检测这个趋势之前并且甚至在电动机已经明显地减速之前，就有可能将预期了这个负载的趋势的一个值施加到这个调节回路上。
因此有可能，例如，一旦检测到负载增加就增加燃料的喷射，而无需等到由这个发动机速度调节器检测到这个发动机速度的减速来触发这种燃料喷射的增加。
表述“燃料的喷射”应理解为总体上表示对燃料发动机功率的控制。
表述“速度传感器”应理解为表示具有代表发动机速度的一个量的一个传感器，例如，以一种与燃料发动机轴的旋转速度成比例的频率来发送脉冲的一个传感器。
交流发电机的输出处的电学量值可以代表以下各项中至少一项，即：流过该交流发电机的主电枢绕组的电流、在该交流发电机的输出处的电压以及该交流发电机的输出处的有功功率。负载增加被反映为有功功率的增加。
燃料发动机的旋转速度是与交流发电机的输出处电压的频率相联系的。
根据本发明，这个值(被用来代替由速度传感器发送的值)可以遵循一种预定的控制规则，该规则旨在允许发动机通过一个良好的喷射剂量来对负载的变化进行校正。
在这个交流发电机的输出处未检测到负载增加时，由燃料发动机的速度传感器发送的这个值可以被用作这个调节回路的输入，根据本发明的这个调节***恢复一种相对于速度传感器是“透明”的特性。
由此，这种替代可以仅在负载变化的情况下发生。
可以将这个交流发电机的输出连接到一个三相网络上，燃料发动机的额定旋转速度例如是1500rpm并且在这个交流发电机的多个相之间的额定输出电压例如是400V。
除其他事项外，本发明使得有可能对负载变化时发电机组的响应时间进行改进。
根据本发明的用一个预定值来代替由速度传感器发送的值可以与旨在改进发电机组运行的其他调节手段相组合，例如，旨在作用于交流发电机运行以便在发动机功率增加所需要的时间上减小励磁电流并且减小与负载增加相关联的力矩的多种手段。
根据本发明的多个方面中的另一方面，本发明的另一个主题是用于燃料进入发电机组的燃料发动机中的喷射进行调节的一种***以便实施根据本发明的这种方法，这个发电机组包括用于感测燃料发动机的速度的至少一个传感器以及一个速度调节器，这个速度调节器包括一个喷射计算机，这个发动机的速度调节器从速度传感器接收一个信号来作为输入并且对燃料喷射进行控制，这个调节***被配置为：
检测到交流发电机的输出处负载的增加，或者接收一个对应的指示，
当检测到负载增加时，用至少一个不同的值来代替由该速度传感器发送的至少一个值而作为这个发动机的速度调节器的输入从而模拟该发动机减速，并且由此致使这个发动机的速度调节器为了加速而改变喷射剂量。
因此，这个调节***一旦检测到施加了负载，甚至在发动机速度实际上已经下降之前，就可以致使这个发动机加速。
这个调节***可以被配置为，在交流发电机的输出处未检测到负载增加或者没有收到相应指示的情况下，在这个调节回路中使用由燃料发动机的速度传感器发送的这个值。
这个调节***自身可以(例如)基于交流发电机传送的功率的知识来检测这种负载增加。作为一个变体，这个调节***(例如)从这个交流发电机所装备的一个电压调节器来接收这个指示。
这个调节***在稳定状态运行中可以将来自速度传感器的这些指示传输到燃料发动机的速度调节器上，而无需对它们进行改变，但是，一旦检测到负载增加高于一个预定阈值，这个调节***就可以改变发送到这个速度调节器上的信号以便使这个速度调节器认为发动机速度已经减小，尽管这种速度减小还没有发生。
这样一个调节***的一个优点是能够被安装在现有的发电机组上而无需改造燃料发动机的速度调节器。
本发明的所有以上详细列举的、用于该方法的特征对于该调节***同样是有效的。
附图说明
通过阅读本发明的以下非限制性示例性实施方案的说明并且通过研究附图可以更好地理解本发明，在附图中：
图1表示根据现有技术的一个发电机组，
图2表示根据本发明的一个发电机组，
图3展示了根据本发明的发电机组的不同构成元件之间的关系，并且
图4A、图4B以及图4C表示在实施根据本发明的方法时的多种不同的信号。
具体实施方式
如图1中展示的，根据现有技术的一个发电机组包括一个燃料发动机2以及其上施加了一个负载(未表示)的交流发电机3。
这个发动机2包括一个速度调节器4，这个速度调节器包括一个喷射计算机，这个喷射计算机对这个发动机的气体喷射(或者这些气体的控制)进行计算，从而使旋转速度可以被保持恒定在一个预定值处，这个预定值取决于交流发电机的极性以及输出电流的希望频率，例如，对于50Hz的频率为1500rpm。
这个发动机2包括一个速度传感器5，这个速度传感器可以是例如感应性的、电容性的或者光学的。
传感器5例如被安排在由发动机驱动在旋转之中的一个冠齿环11的前面(如在图3中展示的)，并且以一种与旋转速度成比例的频率来发送脉冲14(如在图4A中展示的)。
速度调节器4接收来自传感器5的这种信号并且计算出用于保持这个速度的适当燃料喷射水平，而不知道施加到交流发电机3上的负载水平。
如在图1中展示的，这个交流发电机3包括一个电压调节器6，这个电压调节器监测这个交流发电机的输出处的电压并且确定有待施加的励磁电流来保持一个预定的电压幅值(例如，三相400V)。
如在图2中展示的，根据本发明的发电机组1包括一个调节***9，这个调节***接收来自速度传感器5的信号并且这个调节***被连接到发动机2的速度调节器4上。这个调节***9可以包括一个模块，这个模块与发动机2的速度调节器4相分离并且如果适当的话还与交流发电机3的电压调节器6相分离。
这个调节***9被安排为基于在交流发电机的输出处的电压的知识而检测负载的变化。作为一个变体，正是这个电压调节器6提供了这种检测并将对应的指示发送至调节***9。
图4C展示了在时刻t0施加一个负载冲击。
在施加这个负载冲击之前在标称的运行中，这个调节***9透明地将传感器5发送的信号再传输至发动机2的速度调节器4，如在图4B中展示的。
当在时刻t0发生负载冲击时，一个功率的变化被调节***9或者被电压调节器6检测到，并且如在图4B中展示的，在传感器5检测到一个速度变化之前，这个调节***9将一个代替信号102发送至发动机2的速度调节器4。
这个代替信号102模拟了发动机2的一种减速，这致使速度调节器4使发动机的功率增加以便加速并且反对这种减速。
喷射进入燃料发动机2中的燃料的流动速率于是被这个调节***9通过居中的速度调节器4来改变的。
当在交流发电机3的输出处测量的电压反映了发动机2的功率增加已经反对了与负载冲击相关联的减慢趋势时，也就是说，当这个被代替的信号变得基本上与在负载冲击之前来自速度传感器5的信号相同时，这个调节***9可以再次(在时刻t1)透明地将来自传感器5的信号传输至这个速度调节器4，如图4B展示的。
本发明不限于刚刚已经说明的这个实例。例如，其他调节手段可以与本发明相结合。
除非另外说明，术语“包括一个”应理解为是与“包括至少一个”同义。

Claims (7)

1.用于对燃料进入发电机组(1)的燃料发动机(2)中的喷射进行调节的方法，该发电机组包括由该燃料发动机驱动的一个交流发电机(3)，该发电机组具有至少一个传感器(5)，该至少一个传感器感测该燃料发动机(2)的速度并且实现了一个调节回路，该调节回路至少具有作为输入的一个源自该传感器(5)的信号，该方法包括以下步骤：
基于该交流发电机的输出处的至少一个电学量值来检测该交流发电机(3)的输出处负载的增加，并且
当检测到负载的增加时，用至少一个预定值来代替由该速度的传感器(5)发送的至少一个值而作为该调节回路的输入。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该交流发电机的输出处的该电学量值代表以下各项中至少一项，即：流过该交流发电机的主电枢绕组的电流、在该交流发电机的输出处的电压以及该交流发电机的输出处的有功功率。
3.根据以上权利要求中任何一项所述的方法，其中在该交流发电机(3)的输出处未检测到负载增加的情况下，由该传感器(5)发送的该值被用作该调节回路的输入。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的方法，其中该预定值取决于该功率水平。
5.用于对燃料进入发电机组(1)的燃料发动机(2)中的喷射进行调节的***(9)，该发电机组包括由该燃料发动机(2)驱动的一个交流发电机(3)，该发电机组(1)包括用于感测该燃料发动机(2)的速度的至少一个传感器(5)以及一个速度调节器(4)，该速度调节器包括一个喷射计算机，该发动机的速度调节器(4)从该速度传感器(5)接收一个信号作为输入并且对该燃料的喷射进行控制，该调节***(9)被配置为：
检测在该交流发电机(3)的输出处负载的增加，或者接收一个对应的指示，
当检测到负载的增加时，用至少一个不同的值来代替由该速度传感器(5)发送的至少一个值而作为该发动机(2)的速度调节器(4)的输入从而模拟该发动机的减速，并且由此致使该发动机的速度调节器(4)为了加速而改变该喷射剂量。
6.根据权利要求5所述的调节***，该***被配置为，在该交流发电机(3)的输出处未检测到负载增加或者未收到该对应指示的情况下，将由该速度的传感器(5)发送的该值传输到该发动机(2)的速度调节器(4)上。
7.根据权利要求5或6所述的***，其中该代替值取决于该功率水平。
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