[发明专利]对充电冲击、负载脱落和谐波进行改善处理的发电系统

说明书

本发明涉及用于生成电力的系统，包括：交流发电机(1)，其用于与驱动系统(7)耦接，并且向输出总线(10)供应AC电压；可逆AC/DC变流器(2)，其中AC总线(6)与交流发电机(1)的输出总线(10)连接；电存储元件(3)，其与变流器(2)的DC总线(9)连接；控制器(4)，其被布置成通过以以下方式控制变流器(2)来对负载脱落或充电冲击的瞬态做出反应：在负载脱落的情况下在交流发电机(2)的输出总线(10)上收集能量并且将能量存储在存储元件(3)中，并且在充电冲击的情况下在存储元件(3)中收集能量并且将能量注入到输出总线(10)中，变流器(2)被控制成将用于补偿谐波电流的电流注入到交流发电机(1)的AC总线(10)中。

本发明涉及使用与驱动电机机械耦接的交流发电机来产生电能。

交流发电机通常配备有电压调节器，并且根据电力需求来控制驱动电机。

可能会发生充电冲击(charging impact)和负载脱落(load-shedding)的情况，并且交流发电机的电力部件被相应地确定尺寸。

这可能导致这些部件的尺寸相对于标称工作条件而言过大，而这会反映在设备成本中。

因此需要减小电能生成设备的电力部件的大小。

还期望改善设备在瞬态条件下、特别是在负载脱落和/或充电冲击情况下的性能。

出版物“Active power filters for harmonic cancellation in conventionaland advanced aircraft electric power systems”公开了一种应用于飞机的机载网络的常规有源滤波系统，该常规有源滤波系统的目标是补偿谐波。该出版物既没有公开也没有建议控制系统在负载脱落或充电冲击情况下对瞬态有功和/或无功功率条件做出反应。

为了满足最严格的标准，特别是在注入网络上产生的电流的情况下，降低由设备产生的谐波电流的强度也是有益的。

本发明试图完全地或部分地回应这些需求，并且借助于机电系统来实现这一点，该机电系统包括：

-交流发电机，其耦接至驱动系统，向输出总线递送交流电压；

-AC/DC可逆变流器，其AC输入/输出连接至交流发电机的输出总线；

-电存储元件，其连接至变流器的DC输入/输出；

-控制器，其被布置成通过以以下方式控制变流器来对瞬态负载脱落或充电冲击条件做出反应：在负载脱落的情况下从交流发电机的输出总线获取能量并且将能量存储在存储元件中，并且在充电冲击情况下从存储元件获取能量并且将能量注入到输出总线上。

变流器的AC输入/输出也称为AC总线，并且DC输入/输出称为DC总线。

本发明使得可以改善系统在瞬态条件下的响应。

变流器被有利地控制成将用于补偿谐波电流的电流注入到交流发电机的AC输出总线上。

优选地，控制器允许在充电冲击和负载脱落情况下从存储元件监测电机扭矩。

控制器优选地被布置成在负载脱落或充电冲击的情况下，通过借助于对管理交流发电机的输出总线上的能量的变流器进行控制，来监测能够高达30％的谐波失真率的形式、与充电电平无关的幅度和响应时间方面的不平衡，对如在下文中限定的微网络上的瞬态有功功率和/或无功功率条件做出反应。“微网络”应当被理解为：在整个网络的总电力保持小于所述交流发电机的电力的5倍的前提下，单独工作或与其他交流发电机并行工作的交流发电机。

优选地，存储元件仅在瞬态有功功率和/或无功功率条件下被请求。

优选地，交流发电机是三相的。