[发明专利]用于调节发电机组的方法

说明书

本发明涉及一种用于调节针对发电机组(1)的热引擎(2)的燃料注入的方法，发电机组(1)包括由热引擎驱动的交流发电机(3)，交流发电机包括电压调节器(6)，热引擎包括具有能接收外部速度设定点的入口的速度调节器(4)，所述方法包括如下步骤：根据对交流发电机(3)的电气测量来检测扭矩的变化和动能的变化，基于相对于动能水平的扭矩变化的幅度，对速度调节器(4)和/或电压调节器(6)的设定点的输入执行动作。

本发明涉及对发电机组的调节。

发电机组包括引擎的组件和交流发电机的组件。为了提供标称电压和标称频率，引擎和交流发电机两者配备有调节装置。引擎配备有集成到引擎的燃料注入系统的电子速度调节器。引擎的速度的调节除其他方面外还依赖于例如通过传感器对引擎的轴的旋转速度的测量，该传感器对每单位时间在传感器前方经过的带齿环形齿轮的齿的数量进行计数。速度调节器的注入计算机借助由该传感器传送的信号来确定燃料注入水平以便将速度保持在预定值，但该计算机不直接知晓施加到引擎的负载水平。施加到引擎的负载的每个变化，无论增加或降低，导致引擎速度的瞬时降低或增加，速度调节器试图通过适当的注入水平来校正引擎速度的瞬时降低或增加。

因此，在很多已知发电机组中，只有借助速度和注入水平的知识才能确定施加到引擎的负载水平。

此外，引擎所需的扭矩C与在交流发电机的输出处的电流I直接地成比例。实际上，引擎的功率规则P是：

P＝C.w

其中w是引擎的旋转速度。

交流发电机的功率规则P是：

其中U是交流发电机的电压而是电流I和电压U之间的相移。

引擎和交流发电机机械地链接，可以简写为：

在施加大的有源负载期间，变得接近于1，因而交流发电机的电压下降。交流发电机配备有电压调节器，电压调节器可以通过增加磁极转子中的电流来快速地校正该电压下降。

由于引擎所需的扭矩C增加，因此负载的变化还导致速度的下降。由于扭矩C的一部分是从旋转动能储备中得到的，因此引擎不能瞬时响应于该需求，其速度w降低。

引擎加速的方式基本上由电压调节器将辅助多快地施加到引擎来调理。

本发明更具体地但并未非专门地涉及配备有涡轮增压器引擎的发电机组。

这种类型的发电机的缺点在于如果不能正确地启动涡轮增压，则其性能劣化。当前，负载的巨大增加很容易使引擎过慢而难以使引擎正确地操作。在空闲操作期间，进气口压力接近于大气压，但一旦施加到发电机组的负载增加，则引擎的速度降低，使得与注入系统上的速度调节器的反应无关，排出的气流不足以将涡轮增压器的涡轮启动到它们的工况。这样，不能按照使引擎能够加速或恢复其标称速度所需的那样使进气口气压增加。因而存在必须避免达到的极限点。

在已知的方式中，当引擎已经降低速度并且其速度已下降到特定值以下时，应用引擎辅助。

从专利US 5 703 410可知，基于在交流发电机输出处的整流电压的知识来控制交流发电机的励磁电流和燃料注入。

同样从申请EP 1 938 447可知，借助传送控制信号的控制设备控制发电机组的燃料入口致动器，当检测到负载变化时，该控制信号取代速度调节器的输出信号。

申请US 2007/0228735公开了一种能源生产系统，在该系统中控制设备作用于发电机以响应于旋转速度的变化来改变其输出电压。在一个示例中，控制设备直接地作用于可控整流桥(SCR)并且其控制优于电压调节器执行的控制。在这种情况下，电压调节器可能不再执行其任务并且在整个饱和期间共享。该系统的缺点在于：在返回正常操作期间，只要电压调节器没有重置，就会发生抖动。