涡轮电力涡轮复合系统技术方案

来自发动机(16、16')的废气(28)被输入涡轮复合装置(20)，驱动其中的叶轮机转子(48)，叶轮机转子(48)驱动发电机(56、56.1、56.1'、126、126'、126”)，后者的输出被用于电驱动感应电动机(104、104')，感应电动机(104、104')的转子(106)被机械联接至所述发动机(16、16')，以将功率回收至所述发动机(16、16')。所述涡轮复合装置(20)还包括废气门阀(36、36')，以使得所述废气(28)绕过所述叶轮机转子(48)。一旦起动，则所述废气门阀(36、36')打开，并且所述发电机可与所述发动机(16、16')解除联接。当所述发电机(56、56.1、56.1'、126、126'、126”)的频率(f发电机)满足或超过所述感应电动机(104、104')的频率(f电动机)时，所述发电机(56、56.1、56.1'、126、126'、126”)可通过接触器(110、110')的闭合、电控离合器(124)的接合，或通过固态开关(125)或控制系统或交流激励信号(130)联接至所述发动机(16、16')。废气门阀(36、36')的闭合使得所述发电机(56、56.1、56.1'、126、126'、126”)从所述废气(28)回收功率。

Turbo electric turbine composite system

From the engine (16, 16') of the exhaust gas (28) is input device (20), composite turbine turbine rotor to drive the turbine rotor (48), (48) (56, 56.1, driving generators 56.1', 126, 126', 126), the output of which is used for electric drive dynamic electricity motivation (104, 104'), induction motor (104, 104') of the rotor (106) is mechanically coupled to the engine (16, 16'), the power recovery to the engine (16, 16'). The turbine composite device (20) includes exhaust valve (36, 36'), so that the exhaust gas (28) around the turbine rotor (48). Once started, the exhaust valve (36, 36') opened, and the generator and the engine (16, 16') released connection. When the generator (56, 56.1, 56.1', 126, 126', 126 (f) frequency generator) to meet or exceed the induction motor (104, 104') the frequency (f motor), the generator (56, 56.1, 56.1', 126, 126', 126) through the contactor (110, 110') closed, the clutch engagement (124), or by solid-state switch (125) or the control system or the AC excitation signal (130) coupled to the engine (16, 16'). The exhaust valve (36, 36') owing to the closure of the generator (56, 56.1, 56.1', 126, 126', 126) (28) from the exhaust gas power recovery.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月3日提交的在前美国临时申请号62/111,208的权益，其公开内容在此通过引用以其整体并入。附图说明在附图中：图1示出包括与柴油电力发电机系统协作的涡轮电力涡轮复合系统的发电机组；图2示出图1中所示的涡轮电力涡轮复合系统的涡轮复合器的纵向截面图；图3示出图1和图2中所示的涡轮复合器的等轴外部图；图4示出废气门阀(wastegatevolve)，其包括与通过气缸进口管的气缸壁的多个孔口协作的“腹带”废气门。图5示出图4中所示的废气门阀的横截面图；图6示出包括涡轮电力涡轮复合系统的第一方面的发电机组的方框图；图7示出根据图6中所示的涡轮电力涡轮复合系统的第一方面的三相发电机的示意性方框图，该三相发电机通过接触器可操作地联接至三相感应电动机；图8示出用于控制图1-图7中所示的涡轮电力涡轮复合系统的第一方面的激活的过程的流程图；图9a示出用于控制图1-图7中所示的涡轮电力涡轮复合系统的第一方面的失活的过程的第一实施例的流程图；图9b示出用于控制图1-图7中所示的涡轮电力涡轮复合系统的第一方面的失活的过程的第二实施例的流程图；图10示出包括涡轮电力涡轮复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，所述涡轮复合系统包括：a.进口，其中，所述进口用于接收来自从所述内燃机的废气流；b.废气门阀，其中，所述废气门阀用于将所述废气流划分为第一部分和余下的第二部分，并且所述废气流的所述第一部分和所述余下的第二部分中的每个都不大于或不等于所述废气流，并且小于或等于所有的所述废气流；c.叶轮机转子，其中，所述涡轮复合系统被构造成：使得所述废气流的所述第一部分冲击在所述叶轮机转子的多个叶片上，并且所述涡轮复合系统被构造成：使得所述废气流的所述第二部分绕过所述叶轮机转子的所述多个叶片；d.发电机，所述发电机可操作地联接至所述叶轮机转子并且由所述叶轮机转子...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.03 US 62/111,2081.一种用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，所述涡轮复合系统包括：a.进口，其中，所述进口用于接收来自从所述内燃机的废气流；b.废气门阀，其中，所述废气门阀用于将所述废气流划分为第一部分和余下的第二部分，并且所述废气流的所述第一部分和所述余下的第二部分中的每个都不大于或不等于所述废气流，并且小于或等于所有的所述废气流；c.叶轮机转子，其中，所述涡轮复合系统被构造成：使得所述废气流的所述第一部分冲击在所述叶轮机转子的多个叶片上，并且所述涡轮复合系统被构造成：使得所述废气流的所述第二部分绕过所述叶轮机转子的所述多个叶片；d.发电机，所述发电机可操作地联接至所述叶轮机转子并且由所述叶轮机转子驱动，以响应于来自所述叶轮机转子的机械轴动力来产生电力，所述叶轮机转子的机械轴动力响应于所述叶轮机转子与来自所述内燃机的所述废气流的所述第一部分的相互作用；以及e.感应电动机，其中，对所述感应电动机进行的电输入被可操作地耦合至所述发电机的电输出，并且所述感应电动机的输出轴被可操作地联接至所述内燃机的输出轴，以将来自所述感应电动机的机械轴动力传递至所述内燃机的所述输出轴。2.根据权利要求1所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，其中，所述发电机包括多相交流同步发电机，所述感应电动机包括多相感应电动机，所述多相感应电动机的相数至少为三并且等于所述交流同步发电机的相数，并且所述多相感应电动机的每相都与所述多相交流同步发电机的对应相电关联。3.根据权利要求2所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，其中，所述发电机包括多相交流永磁体发电机。4.根据权利要求1所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，其中，所述发电机包括多相感应发电机，所述感应电动机包括多相感应电动机，所述多相感应电动机的相数至少为三并且等于所述多相感应发电机的相数，并且所述多相感应电动机的每相都与所述多相感应发电机的对应相电关联，所述涡轮复合系统还包括：a.多相感应发电机逆变器；和b.感应电动机转速传感器，其中，所述多相感应发电机逆变器产生多相激励信号，所述多相激励信号的频率响应于来自所述感应电动机转速传感器的转速信号，并且所述多相激励信号的每相都与所述多相感应发电机的对应相电关联。5.根据权利要求1所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，还包括用于将从所述发电机至所述内燃机的动力流解耦的装置。6.根据权利要求5所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，还包括：a.第一频率或转速传感器，其中，所述第一频率或转速传感器响应于所述发电机的频率或转速产生第一信号；b.第二频率或转速传感器，其中，所述第二频率或转速传感器响应于所述感应电动机的频率或转速产生第二信号；c.控制器，其中，所述控制器可操作地联接至所述第一频率或转速传感器和所述第二频率或转速传感器，并且可操作地联接至所述用于将从所述发电机至所述内燃机的功率流解耦的装置，并且所述控制器响应于所述第一信号和所述第二信号来控制所述用于将从所述发电机至所述内燃机的功率流解耦的装置。7.根据权利要求5所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，还包括：a.相电流传感器，其中，所述相电流传感器响应于将所述发电机的相电连接至所述感应电动机的对应相的导体内的相电流的测量值来产生相电流信号；和b.控制器，其中，所述控制器可操作地联接至所述相电流传感器，并且可操作地联接至所述用于将从所述发电机至所述内燃机的功率流解耦的装置，并且所述控制器响应于所述相电流信号来控制所述用于将从所述发电机至所述内燃机的功率流解耦的装置。8.根据权利要求1所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，还包括：a.接触器或至少一个中继器，其中，当所述接触器或所述至少一个中继器闭合时，所述接触器或所述至少一个中继器将所述发电机电连接至所述感应电动机；当所述接触器或所述至少一个中继器打开时，所述接触器或所述至少一个中继器断开所述发电机与所述感应电动机的电连接；和b.控制器，其中，所述接触器或所述至少一个中继器可操作地联接至所述控制器，并且所述控制器用于控制所述接触器或所述至少一个中继器是否打开或闭合。9.根据权利要求1所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，还包括：a.固态开关或控制系统，其中，当所述固态开关或控制系统处于导电状态时，所述固态开关或控制系统将所述发电机电连接至所述感应电动机；当所述固态开关或控制系统处于不导电状态时，所述固态开关或控制系统断开所述发电机与所述感应电动机的电连接；和b.控制器，其中，所述固态开关或控制系统可操作地联接至所述控制器，并且所述控制器用于控制是否所述固态开关或控制系统使得所述发电机向所述感应电动机供电。10.根据权利要求1所述的用于从来自内燃机的废气流回收功率的涡轮复合系统，还包括：a.电控离合器，所述电控离合器将所述感应电动机的所述输出轴联接至所述内燃机的所述输出轴；和b.控制器，其中，所述电控离合器可操作地联接至所述控制器，并且所述控制器控制所述电控离合器是否接合或断开。11.一种从来自内燃机的废气流回收功率的方法，包括：a.接收来自所述内燃机的废气流；b.对将来自所述内燃机的所述废气流划分为所述废气流的第一部分和余下的第二部分进行控制，其中，所述废气流的所述第一部分和所述余下的第二部分中的每一部分都不大于或等于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·J·威廉姆斯，特里斯坦·M·弗莱彻，
申请(专利权)人：威廉国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US