智能负载组和励磁控制制造技术

公开了一种负载管理系统。所述负载管理系统可以包括发电机、配置成驱动发电机的电源、配置成在发电机上产生电负载的负载组、操作地连接至发电机和负载组的斩波器，以及与发电机和斩波器连通的斩波调节器。斩波器可以配置成调制发电机上的负载组的电负载。斩波调节器可以配置成监测发电机参数并且基于发电机参数控制斩波器。

【技术实现步骤摘要】
智能负载组和励磁控制
本专利技术总体上涉及发电机组，并且更具体地涉及发电机组的负载管理系统和方法。
技术介绍
通常，发电机组可用作初级、离网型电源或用作现有电网系统的备用电源。例如，发电机组可以用来在其中公用电力无法使用的施工现场提供电功率。发电机组是电力发电机和发动机的组合。发动机或其它原动机可以燃烧燃料以向电力发电机提供机械功率。电力发电机将接收自发动机的机械功率转换为电功率。实际上，对发电机组的功率需求随着负载的激活和停用而波动。在这些瞬时状态期间，发电机组通常可以响应于装载或卸载状态而作出缓慢反应。因此，仍然需要对功率需求的变化作出快速响应并同时允许发电机组保持在其标称操作范围内的负载管理系统和方法。标题是“结合电力发电机使用的负载卸除控制模块(LoadShedControlModuleforUsewithElectricalGenerator)”的美国专利号9,088,180中公开了一种负载管理设备。'180专利的负载管理设备在电力发电机上选择性地添加和卸除负载以防止电力发电机过载。具体地，'180负载管理设备学习每个负载在学习模式期间的负载分布并且执行一个或多个负载卸除程序以控制哪些电负载正装载电力发电机。虽然是有效的，但是仍然需要可对发电机组的全部装载和卸载功率需求作出快速响应并同时允许发电机组保持在其标称操作范围内的系统和方法。
技术实现思路
根据一个实施例，公开了一种负载管理系统。所述负载管理系统可以包括发电机、配置成驱动所述发电机的电源、配置成在所述发电机上产生电负载的负载组、操作地连接至所述发电机和所述负载组的斩波器，以及与所述发电机和所述斩波器连通的斩波调节器。所述斩波器可以配置成调制所述发电机上的所述负载组的所述电负载。所述斩波调节器可以配置成监测发电机参数并且基于所述发电机参数控制所述斩波器。根据另一个实施例，公开了一种用于管理对发电机的功率需求的方法。所述方法可以包括提供配置成在所述发电机上产生电负载的负载组、操作地连接至所述发电机和所述负载组并且配置成调制所述发电机上的所述负载组的所述电负载的斩波器，以及与所述发电机和所述斩波器连通的斩波调节器。所述方法可以进一步包括接收指示所述发电机的输出电压的信号、比较所述发电机的所述输出电压与预编程至与所述斩波调节器相关联的存储器中的目标电压，以及发送信号至所述斩波器以基于所述发电机的所述输出电压与所述目标电压的比较来控制所述发电机上的所述负载组的所述电负载。所述接收、比较和发送步骤可以通过所述斩波调节器来执行。根据另一个实施例，公开了一种用于由电源驱动的发电机的负载管理系统。所述负载管理系统可以包括配置成在所述发电机上产生电负载的负载组、操作地连接在所述发电机与所述负载组之间的斩波器，以及与所述发电机和所述斩波器连通的斩波调节器。所述斩波器可以配置成调制所述发电机上的所述负载组的所述电负载。所述斩波调节器可以配置成监测所述发电机的输出电压、确定所述输出电压与预编程至与所述斩波调节器相关联的存储器中的目标电压之间的电压误差、比较所述电压误差与预编程至与所述斩波调节器相关联的所述存储器中的预定静区，以及发送信号至所述斩波器以在所述电压误差在所述预定静区之外时控制所述发电机上的所述负载组的所述电负载。这些和其它方面以及特征将在阅读结合附图取得的以下详细描述时变得更容易显而易见。另外，虽然关于具体示例性实施例公开了各种特征，但是应当理解的是，各种特征可以结合彼此或单独使用，其中各种示例性实施例中的任何一个均未脱离本专利技术的范围。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的负载管理系统的示意图；图2是图1的负载管理系统的另一个示意图；图3是根据另一个实施例的示例性斩波器电压控制曲线图；以及图4是根据另一个实施例的说明用于管理对发电机或发电机组的功率需求的示例性程序的流程图。虽然本专利技术允许进行各种修改和替代性构造，但是其某些说明性实施例将在下文进行详细示出和描述。本专利技术不限于所公开的具体实施例，而是包括全部修改、替代性构造和其等同体。具体实施方式现在参考附图并且具体参考图1和2，示出了根据本专利技术的某些实施例的用于发电机组22的负载管理系统20的示意图。发电机组22可以包括操作地联接至发电机26的电源24。电源24或其它原动机可以配置成机械地旋转并且驱动发电机26。例如，电源24可以包括发动机，诸如汽油发动机、天然气发动机、柴油发动机或任何其它机械电源。发电机26可以将接收自电源24的机械功率转换为电功率。由发电机26产生的电功率可以经由一路或多路传输线30引导至用户负载28。例如，发电机26可以包括电动发电机、交流(AC)感应发电机、永磁发电机、AC同步发电机、开关磁阻发电机或任何其它类型的发电机。负载管理系统20可以结合发电机组22使用以管理发电机26上的用户负载28。更具体地，负载管理系统20可以用于在装载和卸载的瞬时状态中对用户负载28的波动功率需求作出快速响应。如图2中所示，负载管理系统20可以包括负载组32、斩波器34、调压器36和斩波调节器38。操作地连接至发电机组22的负载组32可以配置成在发电机26上产生可控电负载。负载组32可以在发电机26上施用电负载并且消耗发电机26的电功率。例如，负载组32可以是电阻式、感应式、电容式或任何其它类型。另外，负载组32可以用于在瞬时状态期间补偿用户负载28的功率需求的快速变化。例如，负载组32可以配置成基于施用至发电机26的负载组32上的电负载的百分比来消耗发电机26中的预定量的电功率。当用户负载28的功率需求变化时，负载管理系统20可以通过调整施用至发电机26的负载组32中的电负载的百分比来调整负载组32消耗的预定量的电功率，以便快速地满足用户负载28的波动功率需求。操作地连接在发电机26与负载组32之间的斩波器34可以配置成调制发电机26上的负载组32的电负载。斩波器34可以用于控制并且改变施用至发电机26的负载组32中的电负载的百分比，由此调制负载组32消耗的功率量。更具体地，斩波器34可以包括开关装置，其高速地连接和断开负载组32中的电负载以提供可变功率。例如，斩波器34可以包括一个或多个硅控整流器(SCR)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、功率双极结型晶体管(BJT)、晶闸管、栅极关断(GTO)晶闸管或其组合。然而，也可以使用其它装置。与发电机26操作地连通的调压器36可以配置成将发电机26的输出电压维持为恒定电平(诸如目标电压)。例如，目标电压可以是发电机26的额定电压。在一个实例中，额定电压可以是六百伏特(600V)，但是也可以使用其它目标电压。调压器36可以使用前馈控制、负反馈控制环或将发电机26的输出电压维持为目标电压的任何其它类型的电子调节元件。负载管理系统20还可以包括与发电机26的输出操作地连通的参数单元40。参数单元40可以配置成确定发电机26的输出电压和其它发电机参数，诸如频率、电流和速度。例如，参数单元40可以包括配置成测量发电机26的电功率信号(诸如输出电压、频率和电流)的数字功率表。在其它实例中，参数单元40可以包括传感器或是与发电机26相关联的发电机控制器的部分。调压器36和/或斩波调节器38可以操作地连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载管理系统，其包括：发电机；电源，其配置成驱动所述发电机；负载组，其配置成在所述发电机上产生电负载；斩波器，其操作地连接至所述发电机和所述负载组，所述斩波器配置成调制所述发电机上的所述负载组的所述电负载；以及斩波调节器，其与所述发电机和所述斩波器连通，所述斩波调节器配置成监测发电机参数并且基于所述发电机参数控制所述斩波器。

【技术特征摘要】
2015.11.10 US 14/937,5451.一种负载管理系统，其包括：发电机；电源，其配置成驱动所述发电机；负载组，其配置成在所述发电机上产生电负载；斩波器，其操作地连接至所述发电机和所述负载组，所述斩波器配置成调制所述发电机上的所述负载组的所述电负载；以及斩波调节器，其与所述发电机和所述斩波器连通，所述斩波调节器配置成监测发电机参数并且基于所述发电机参数控制所述斩波器。2.根据权利要求1所述负载管理系统，其中所述发电机参数包括所述发电机的输出电压。3.根据权利要求2所述负载管理系统，其中所述斩波调节器进一步配置成确定所述输出电压与目标电压之间的电压误差。4.根据权利要求3所述负载管理系统，其中所述斩波调节器进一步配置成比较所述电压误差与预编程至与所述斩波调节器相关联的存储器中的预定静区。5.根据权利要求4所述负载管理系统，其中如果所述电压误差在所述预定静区之外，那么所述斩波调节器进一步配置成根据预编程至与所述斩波调节器相关联的所述存储器中的斩波器电压控制曲线来控制所述斩波器。6.根据权利要求5所述负载管理系统，其中所述斩波调节器进一步配置成基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·布朗，V·雅纳德汉，E·奥尔森，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US