[发明专利]电力产生系统和方法

摘要

一种发电系统与方法，其中发电机由吸气式发动机驱动。在任何运行状态下，对于给定的功率输出，通过以这样的方式对通过所述发动机的空气流量进行控制，即控制燃料/空气比以保持传输到所述发动机内的工作流体的高峰值温度，而大致优化发动机的效率。本发明的方法和系统不需要所述发动机内的可变几何形状机构，也不需要可变几何形状的燃烧室和预燃烧室。本发明可应用到在低的燃料/空气比下运行的各种类型的吸气式发动机。

主权项

1、一种用于产生供应给负载的电力的系统，其包括：吸气式发动机，其与可动轴机械地连通，该发动机构造并设置成接收空气与燃料的混合物，并使该混合物燃烧，以使该混合物膨胀并产生用来驱动所述轴的机械能；燃料系统，其与所述发动机接合并可操作以将燃料供应给所述发动机，该燃料系统对燃料控制信号作出响应以改变至所述发动机的燃料流量；至少一个发动机传感器，其可操作以测量至少一个与所述发动机相关并表示所述发动机的相对热力学效率的热力学变量；发电机，其接合到所述轴上，从而所述轴在所述发动机作用下的运动引起所述发电机运行，从而产生交流电流，连接所述发动机、轴以及发电机，从而所述发电机转速的变化引起所述发动机转速的相应变化，并因此引起通过所述发动机的空气流量的变化；电力电子单元，其接合到所述发电机上，用于接收来自所述发电机的交流电流，该电力电子单元可操作从而以预定的频率和相对相位合成交流输出电流和电压，以供应给负载；发电机功率传感器，其可操作以测量发电机的功率输出；负载功率传感器，其可操作以测量负载所需的功率；以及控制器，其可操作地与所述燃料系统、所述至少一个发动机传感器、所述电力电子单元、所述发电机功率传感器和所述负载功率传感器相连接，该控制器可操作以控制所述燃料系统，从而使得所述系统的功率输出大致与所述负载所需的功率相匹配，并同时电控制所述发电机，以调节所述发电机的转速，从而以这样的方式控制通过所述发动机的空气流量，即，将在所述发动机内燃烧的混合物的燃料/空气比控制成大致使所述发动机的相对热力学效率最高。