用于識別磁極滑差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于識別與能量供應(yīng)網(wǎng)電連接的發(fā)電機(jī)、特別是同步發(fā)電機(jī)的磁極滑差的方法，其中，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機(jī)的、特別是燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)軸機(jī)械連接，其中，內(nèi)燃機(jī)在穩(wěn)定的運(yùn)行模式下以基本不變的機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率運(yùn)行；并且本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)構(gòu)成的磁極滑差識別設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在與能量供應(yīng)網(wǎng)(例如公共的能量供應(yīng)網(wǎng)或在孤網(wǎng)運(yùn)行時的本地的能量供應(yīng)網(wǎng))連接的同步發(fā)電機(jī)中，磁極轉(zhuǎn)子角或者說負(fù)載角眾所周知地表示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的磁極與發(fā)電機(jī)定子上的磁極的偏差。在此，在轉(zhuǎn)子上的磁極通常通過在轉(zhuǎn)子上的被供應(yīng)直流電的勵磁繞組產(chǎn)生，而在發(fā)電機(jī)定子上的磁極通過能量供應(yīng)網(wǎng)的施加于在定子上的相應(yīng)繞組上的電壓產(chǎn)生，該能量供應(yīng)網(wǎng)典型地實(shí)施為三相的。磁極轉(zhuǎn)子角因此以指示器型式描述在定子電壓與轉(zhuǎn)子電壓或者說磁極轉(zhuǎn)子電壓之間的角度，其中，在同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子電壓比定子電壓提前。在能量供應(yīng)網(wǎng)的負(fù)載增加時、亦即在發(fā)電機(jī)的能量供給提高時，該磁極轉(zhuǎn)子角增大。如果磁極轉(zhuǎn)子角過大，則這導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的不平穩(wěn)性，其中，由內(nèi)燃機(jī)經(jīng)由與轉(zhuǎn)子連接的發(fā)動機(jī)軸引入的機(jī)械功率不再如所希望的那樣可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽β剩⑶覂?nèi)燃機(jī)開始高速旋轉(zhuǎn)。在不平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)下的該擺動(Kippen)眾所周知被稱為磁極滑差。
[0003]因?yàn)榇艠O滑差和與其聯(lián)系的內(nèi)燃機(jī)高速旋轉(zhuǎn)可能對內(nèi)燃機(jī)和對發(fā)電機(jī)造成損害，所以值得期待的是避免或識別磁極滑差，以便在識別到磁極滑差時可以相應(yīng)地作出反應(yīng)并且可以應(yīng)對內(nèi)燃機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于，給出一種簡單的方法，以便識別磁極滑差。
[0005]按照本發(fā)明，所述目的通過一種具有權(quán)利要求1的特征的方法以及通過一種具有權(quán)利要求9的特征的磁極滑差識別設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0006]因此，按照本發(fā)明規(guī)定，檢測或確定發(fā)動機(jī)軸的機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率和能量供應(yīng)網(wǎng)的電旋轉(zhuǎn)頻率，其中，在機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率與電旋轉(zhuǎn)頻率的偏差大于可預(yù)定的閾值時輸出信號，其中，將該信號視為所探測到的磁極滑差。
[0007]在出現(xiàn)磁極滑差時，內(nèi)燃機(jī)從其在平穩(wěn)的穩(wěn)定的運(yùn)行模式期間的基本不變的轉(zhuǎn)速起開始高速旋轉(zhuǎn)?？梢詫⒃摳咚傩D(zhuǎn)識別為發(fā)動機(jī)軸的機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率與定子電壓的電旋轉(zhuǎn)頻率的偏差并且探測為磁極滑差。
[0008]提出的方法的優(yōu)點(diǎn)特別是在于簡單性。檢測或確定機(jī)械和電旋轉(zhuǎn)頻率所需的傳感器通常安裝于商業(yè)上通行的內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)內(nèi)，因?yàn)樵诎l(fā)動機(jī)或發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的范圍內(nèi)通常監(jiān)控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率。因此利用提出的方法不需要此外所需的傳感器。
[0009]為了阻止錯誤警報，可以優(yōu)選規(guī)定，如果在可預(yù)定的時間段期間存在大于可預(yù)定的閾值的偏差，則輸出信號。由此特別是可以避免，在發(fā)電機(jī)與能量供應(yīng)網(wǎng)的同步過程中觸發(fā)磁極滑差警報。
[0010]按照一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式可以規(guī)定，在探測到磁極滑差時斷開在發(fā)電機(jī)與能量供應(yīng)網(wǎng)之間的電連接。但也可以規(guī)定，將輸出的信號用于:在出現(xiàn)磁極滑差時將該信號報告給磁極滑差計(jì)數(shù)器，其中，磁極滑差計(jì)數(shù)器增量，其中，優(yōu)選在磁極滑差計(jì)數(shù)器超出可預(yù)定的維護(hù)閾值時輸出維護(hù)信號。在此可以規(guī)定，可預(yù)定的維護(hù)閾值處于2至10、優(yōu)選3至5的范圍內(nèi)。穩(wěn)定的發(fā)電機(jī)在出現(xiàn)磁極滑差時可以絕對與能量供應(yīng)網(wǎng)保持連接。因此也可以規(guī)定，將維護(hù)信號用于在出現(xiàn)可設(shè)定的次數(shù)的磁極滑差以后才斷開在發(fā)電機(jī)與能量供應(yīng)網(wǎng)之間的電連接。一般來說也可以記錄相應(yīng)的磁極滑差的出現(xiàn)。
[0011]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中可以規(guī)定，檢測或確定發(fā)動機(jī)軸的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或發(fā)動機(jī)頻率或者轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)子頻率作為機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率，并且檢測或確定能量供應(yīng)網(wǎng)的電網(wǎng)頻率作為電旋轉(zhuǎn)頻率，其中，將機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率和電旋轉(zhuǎn)頻率換算成同一單位。在此可以優(yōu)選規(guī)定，檢測發(fā)動機(jī)軸的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速作為機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率并且檢測能量供應(yīng)網(wǎng)的電網(wǎng)頻率，其中，將電網(wǎng)頻率乘以可預(yù)定的乘數(shù)作為電旋轉(zhuǎn)頻率，其中，優(yōu)選該乘數(shù)等于在內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定的運(yùn)行模式下的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速除以電網(wǎng)頻率得出的值。那么例如，檢測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可以為每分鐘3000轉(zhuǎn)并且檢測的電網(wǎng)頻率為50Hz。為了將這兩個檢測的值換算成同一單位，例如可以將檢測的電網(wǎng)頻率乘以乘數(shù)，該乘數(shù)的值等于檢測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速除以電網(wǎng)頻率得出的值。在該實(shí)例中也就是說每分鐘3000轉(zhuǎn)除以50Hz。由此，機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率(每分鐘3000轉(zhuǎn))和電旋轉(zhuǎn)頻率(每分鐘3000轉(zhuǎn))以同一單位存在。
[0012]按照一種優(yōu)選的實(shí)施例可以規(guī)定，可預(yù)定的閾值大于每分鐘10轉(zhuǎn)、優(yōu)選大于每分鐘50轉(zhuǎn)、特別優(yōu)選大于每分鐘100轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)借助接下來的【附圖說明】來闡述。其中:
[0014]圖1示出與能量供應(yīng)網(wǎng)電連接的發(fā)電機(jī)的示意方框圖，該發(fā)電機(jī)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，
[0015]圖2示出機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率相對于電旋轉(zhuǎn)頻率的示例性的偏差的時間歷程，和
[0016]圖3示出圖2中的偏差的細(xì)節(jié)圖以及磁極滑差識別。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1示意示出同步發(fā)電機(jī)2，該同步發(fā)電機(jī)經(jīng)由以電網(wǎng)開關(guān)形式的電連接裝置8與電能供應(yīng)網(wǎng)I連接。同步發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子3或者說轉(zhuǎn)動部經(jīng)由離合器9與內(nèi)燃機(jī)5的發(fā)動機(jī)軸4基本上不可相對轉(zhuǎn)動地連接。內(nèi)燃機(jī)5例如可以是穩(wěn)定的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，該燃?xì)獍l(fā)動機(jī)可以構(gòu)成為外源點(diǎn)火的以奧托發(fā)動機(jī)形式運(yùn)行的往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)。能量供應(yīng)網(wǎng)I可以按交流電網(wǎng)的形式構(gòu)成三相的，其中，能量供應(yīng)網(wǎng)I的三相可以按已知的方式和方法與發(fā)電機(jī)2的定子12上的繞組連接。能量供應(yīng)網(wǎng)I可以是預(yù)定電網(wǎng)頻率的公共的能量供應(yīng)網(wǎng)或者例如是在孤網(wǎng)運(yùn)行中的由發(fā)電機(jī)預(yù)定電網(wǎng)頻率的本地的能量供應(yīng)網(wǎng)。
[0018]對于提出的方法，現(xiàn)在利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的傳感器14、15檢測機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率η和能量供應(yīng)網(wǎng)I的電旋轉(zhuǎn)頻率f并且將它們經(jīng)由信號線16報告給評價單元10。用于檢測機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率η的傳感器14例如可以是設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)5上、離合器9上或轉(zhuǎn)子3上的轉(zhuǎn)速傳感器，該轉(zhuǎn)速傳感器以探測齒輪的齒面的方式從在各齒面的探測之間的檢測的時間差來確定機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率η。用于檢測能量供應(yīng)網(wǎng)I的電旋轉(zhuǎn)頻率f的傳感器15可以是電網(wǎng)頻率傳感器，該電網(wǎng)頻率傳感器例如檢測電網(wǎng)電壓的過零并且由在各過零之間的檢測的時間差確定能量供應(yīng)網(wǎng)I的電旋轉(zhuǎn)頻率f。
[0019]機(jī)械旋轉(zhuǎn)頻率η因此例如可以是內(nèi)燃機(jī)5的轉(zhuǎn)速，而電旋轉(zhuǎn)頻率f例如可以是