專利名稱：用于調節發電機組運行的方法
技術領域：
本發明涉及交流發電機的調節。
背景技術：
發動機驅動的發電機組裝備有結合在發動機燃料噴射系統中的多個電子速度調節器。除其他事項外，發動機的速度調節依賴于傳感器對發動機的軸的旋轉速度的測量值(對一個冠齒環在傳感器前面經過的齒數進行計數)。速度調節器的一個噴射計算機使用傳感器發送的這個信號來確定燃料噴射水平以便將速度保持在一個預定值處，而不是具有施加到發動機上的負載水平的直接的知識，這是因為還不存在經濟的手段來用于將這個負載水平告知計算機。 施加到發動機上的每個負載變化，不論它是增加還是減少，都被反映在發動機速度(速度調節器試圖通過一個適當的噴射水平來對其進行校正)的瞬時減小或增加。在已知的發電機組中，只是這種速度和噴射水平的知識使得計算機確定施加到發動機上的這個負載水平。從美國專利5 703 410中已知的是對一個交流發電機的勵磁電流以及基于在交流發電機的輸出處的整流的電壓的知識的燃料噴射進行監測。從申請EP I 938 447中也已知，當檢測到一個負載變化時，通過監測裝置發送一個控制信號從而代替了速度調節器的輸出信號來控制發電機組的燃料吸入致動器。渦輪增壓的發動機正被日益廣泛地使用在發電機組中。
發明內容
這些發動機的一個缺點是如果渦輪增壓不能被正確地啟動則它們的性能水平會降級。當這種情況發生時，負載的突然增加就有可能就發動機的正確運行而言使得發動機過度減速。存在著一種需求來進一步改進發電機組的性能水平，尤其是除其它因素以外，在負載增加時改進發電機組的性能水平以便協助渦輪增壓的發動機的使用。本發明旨在至少部分地著手解決這種需求并且，根據其多個方面中的一個，這是通過一種用于對燃料進入發電機組的燃料發動機中的噴射進行調節的方法來實現的，該發電機組包括被該燃料發動機驅動的一個交流發電機，該發電機組具有至少一個傳感器，該至少一個傳感器感測這個燃料發動機的速度并且實現了一個調節回路，該調節回路具有作為輸入的至少一個源自速度傳感器的信號，這種方法包括以下步驟基于這個交流發電機的輸出處的至少一個電學量值來檢測這個交流發電機的輸出處負載的增加，并且當檢測到負載增加時，用至少一個預定值來代替由速度傳感器發送的至少一個值而作為這個調節回路的輸入。術語“預定值”應理解為表示一個恒定的值或者可以根據某些參數(如，功率水平)而變化的一個計算出的值。由此有可能根據負載來考慮發動機的特性，這種特性在加載狀態和卸載狀態中是不同的。例如，多個預定值可以根據多個對應的閾值的交叉點來被替代。這種計算可以涉及多個不同參數，例如，功率水平。借助本發明，通過對通常源自這個調節回路的輸入處的這個發動機的速度傳感器的指示有意地進行改變，甚至在傳感器能夠檢測這個趨勢之前并且甚至在電動機已經明顯地減速之前，就有可能將預期了這個負載的趨勢的一個值施加到這個調節回路上。因此有可能，例如，一旦檢測到負載增加就增加燃料的噴射，而無需等到由這個發動機速度調節器檢測到這個發動機速度的減速來觸發這種燃料噴射的增加。表述“燃料的噴射”應理解為總體上表示對燃料發動機功率的控制。表述“速度傳感器”應理解為表示具有代表發動機速度的一個量的一個傳感器，例 如，以一種與燃料發動機軸的旋轉速度成比例的頻率來發送脈沖的一個傳感器。交流發電機的輸出處的電學量值可以代表以下各項中至少一項，即流過該交流發電機的主電樞繞組的電流、在該交流發電機的輸出處的電壓以及該交流發電機的輸出處的有功功率。負載增加被反映為有功功率的增加。燃料發動機的旋轉速度是與交流發電機的輸出處電壓的頻率相聯系的。根據本發明，這個值(被用來代替由速度傳感器發送的值)可以遵循一種預定的控制規則，該規則旨在允許發動機通過一個良好的噴射劑量來對負載的變化進行校正。在這個交流發電機的輸出處未檢測到負載增加時，由燃料發動機的速度傳感器發送的這個值可以被用作這個調節回路的輸入，根據本發明的這個調節系統恢復一種相對于速度傳感器是“透明”的特性。由此，這種替代可以僅在負載變化的情況下發生。可以將這個交流發電機的輸出連接到一個三相網絡上，燃料發動機的額定旋轉速度例如是1500rpm并且在這個交流發電機的多個相之間的額定輸出電壓例如是400V。除其他事項外，本發明使得有可能對負載變化時發電機組的響應時間進行改進。根據本發明的用一個預定值來代替由速度傳感器發送的值可以與旨在改進發電機組運行的其他調節手段相組合，例如，旨在作用于交流發電機運行以便在發動機功率增加所需要的時間上減小勵磁電流并且減小與負載增加相關聯的力矩的多種手段。根據本發明的多個方面中的另一方面，本發明的另一個主題是用于燃料進入發電機組的燃料發動機中的噴射進行調節的一種系統以便實施根據本發明的這種方法，這個發電機組包括用于感測燃料發動機的速度的至少一個傳感器以及一個速度調節器，這個速度調節器包括一個噴射計算機，這個發動機的速度調節器從速度傳感器接收一個信號來作為輸入并且對燃料噴射進行控制，這個調節系統被配置為檢測到交流發電機的輸出處負載的增加，或者接收一個對應的指示，當檢測到負載增加時，用至少一個不同的值來代替由該速度傳感器發送的至少一個值而作為這個發動機的速度調節器的輸入從而模擬該發動機減速，并且由此致使這個發動機的速度調節器為了加速而改變噴射劑量。因此，這個調節系統一旦檢測到施加了負載，甚至在發動機速度實際上已經下降之前，就可以致使這個發動機加速。
這個調節系統可以被配置為，在交流發電機的輸出處未檢測到負載增加或者沒有收到相應指示的情況下，在這個調節回路中使用由燃料發動機的速度傳感器發送的這個值。這個調節系統自身可以(例如)基于交流發電機傳送的功率的知識來檢測這種負載增加。作為一個變體，這個調節系統(例如)從這個交流發電機所裝備的一個電壓調節器來接收這個指示。這個調節系統在穩定狀態運行中可以將來自速度傳感器的這些指示傳輸到燃料發動機的速度調節器上，而無需對它們進行改變，但是，一旦檢測到負載增加高于一個預定閾值，這個調節系統就可以改變發送到這個速度調節器上的信號以便使這個速度調節器認為發動機速度已經減小，盡管這種速度減小還沒有發生。這樣一個調節系統的一個優點是能夠被安裝在現有的發電機組上而無需改造燃料發動機的速度調節器。本發明的所有以上詳細列舉的、用于該方法的特征對于該調節系統同樣是有效的。
通過閱讀本發明的以下非限制性示例性實施方案的說明并且通過研究附圖可以更好地理解本發明，在附圖中圖I表示根據現有技術的一個發電機組，圖2表示根據本發明的一個發電機組，圖3展示了根據本發明的發電機組的不同構成元件之間的關系，并且圖4A、圖4B以及圖4C表不在實施根據本發明的方法時的多種不同的信號。
具體實施例方式如圖I中展示的，根據現有技術的一個發電機組包括一個燃料發動機2以及其上 施加了一個負載(未表不)的交流發電機3。這個發動機2包括一個速度調節器4，這個速度調節器包括一個噴射計算機，這個噴射計算機對這個發動機的氣體噴射(或者這些氣體的控制)進行計算，從而使旋轉速度可以被保持恒定在一個預定值處，這個預定值取決于交流發電機的極性以及輸出電流的希望頻率，例如，對于50Hz的頻率為1500rpm。這個發動機2包括一個速度傳感器5，這個速度傳感器可以是例如感應性的、電容性的或者光學的。傳感器5例如被安排在由發動機驅動在旋轉之中的一個冠齒環11的前面(如在圖3中展示的)，并且以一種與旋轉速度成比例的頻率來發送脈沖14(如在圖4A中展示的)。速度調節器4接收來自傳感器5的這種信號并且計算出用于保持這個速度的適當燃料噴射水平，而不知道施加到交流發電機3上的負載水平。如在圖I中展示的，這個交流發電機3包括一個電壓調節器6，這個電壓調節器監測這個交流發電機的輸出處的電壓并且確定有待施加的勵磁電流來保持一個預定的電壓幅值(例如，三相400V)。如在圖2中展示的，根據本發明的發電機組I包括一個調節系統9，這個調節系統接收來自速度傳感器5的信號并且這個調節系統被連接到發動機2的速度調節器4上。這個調節系統9可以包括一個模塊，這個模塊與發動機2的速度調節器4相分離并且如果適當的話還與交流發電機3的電壓調節器6相分離。
這個調節系統9被安排為基于在交流發電機的輸出處的電壓的知識而檢測負載的變化。作為一個變體，正是這個電壓調節器6提供了這種檢測并將對應的指示發送至調節系統9。圖4C展示了在時刻t0施加一個負載沖擊。在施加這個負載沖擊之前在標稱的運行中，這個調節系統9透明地將傳感器5發送的信號再傳輸至發動機2的速度調節器4，如在圖4B中展示的。當在時刻t0發生負載沖擊時，一個功率的變化被調節系統9或者被電壓調節器6檢測到，并且如在圖4B中展示的，在傳感器5檢測到一個速度變化之前，這個調節系統9將一個代替信號102發送至發動機2的速度調節器4。這個代替信號102模擬了發動機2的一種減速，這致使速度調節器4使發動機的功率增加以便加速并且反對這種減速。噴射進入燃料發動機2中的燃料的流動速率于是被這個調節系統9通過居中的速度調節器4來改變的。當在交流發電機3的輸出處測量的電壓反映了發動機2的功率增加已經反對了與負載沖擊相關聯的減慢趨勢時，也就是說，當這個被代替的信號變得基本上與在負載沖擊之前來自速度傳感器5的信號相同時，這個調節系統9可以再次(在時刻tl)透明地將來自傳感器5的信號傳輸至這個速度調節器4，如圖4B展示的。本發明不限于剛剛已經說明的這個實例。例如，其他調節手段可以與本發明相結
八
口 ο除非另外說明，術語“包括一個”應理解為是與“包括至少一個”同義。
權利要求
1.用于對燃料進入發電機組(I)的燃料發動機(2)中的噴射進行調節的方法，該發電機組包括由該燃料發動機驅動的一個交流發電機(3)，該發電機組具有至少一個傳感器(5)，該至少一個傳感器感測該燃料發動機(2)的速度并且實現了一個調節回路，該調節回路至少具有作為輸入的一個源自該傳感器(5)的信號，該方法包括以下步驟 基于該交流發電機的輸出處的至少一個電學量值來檢測該交流發電機(3)的輸出處負載的增加，并且 當檢測到負載的增加時，用至少一個預定值來代替由該速度的傳感器(5)發送的至少一個值而作為該調節回路的輸入。
2.根據權利要求I所述的方法，其中該交流發電機的輸出處的該電學量值代表以下各項中至少一項，即流過該交流發電機的主電樞繞組的電流、在該交流發電機的輸出處的電 壓以及該交流發電機的輸出處的有功功率。
3.根據以上權利要求中任何一項所述的方法，其中在該交流發電機(3)的輸出處未檢測到負載增加的情況下，由該傳感器(5)發送的該值被用作該調節回路的輸入。
4.根據權利要求I至3中任何一項所述的方法，其中該預定值取決于該功率水平。
5.用于對燃料進入發電機組(I)的燃料發動機(2)中的噴射進行調節的系統(9)，該發電機組包括由該燃料發動機(2)驅動的一個交流發電機(3)，該發電機組(I)包括用于感測該燃料發動機(2)的速度的至少一個傳感器(5)以及一個速度調節器(4)，該速度調節器包括一個噴射計算機，該發動機的速度調節器(4)從該速度傳感器(5)接收一個信號作為輸入并且對該燃料的噴射進行控制，該調節系統(9)被配置為 檢測在該交流發電機(3)的輸出處負載的增加，或者接收一個對應的指示， 當檢測到負載的增加時，用至少一個不同的值來代替由該速度傳感器(5)發送的至少一個值而作為該發動機(2)的速度調節器(4)的輸入從而模擬該發動機的減速，并且由此致使該發動機的速度調節器(4)為了加速而改變該噴射劑量。
6.根據權利要求5所述的調節系統，該系統被配置為，在該交流發電機(3)的輸出處未檢測到負載增加或者未收到該對應指示的情況下，將由該速度的傳感器(5)發送的該值傳輸到該發動機(2)的速度調節器(4)上。
7.根據權利要求5或6所述的系統，其中該代替值取決于該功率水平。
全文摘要
本發明涉及一種用于對燃料進入發電機組(1)的燃料發動機(2)中的噴射進行調節的方法，這個發電機組包括由燃料發動機驅動的一個交流發電機(3)，該發電機組具有至少一個傳感器(5)，該至少一個傳感器感測這個燃料發動機(2)的速度并且實現了一個調節回路，這個調節回路至少具有作為輸入的一個源自這個傳感器(5)信號，該方法包括以下步驟基于該交流發電機的輸出處的至少一個電學量值來檢測該交流發電機(3)的輸出處負載的增加；并且當檢測到負載的增加時，用至少一個預定值來代替由這個速度傳感器(5)發送的至少一個值而作為該調節回路的輸入。
文檔編號H02P9/04GK102966448SQ20111040969
公開日2013年3月13日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年9月1日
發明者讓-馬里·安德烈亞克, 塞繆爾·莫澤, 帕特里斯·貝特熱 申請人:利萊森瑪電機公司