一种发电机恒速控制设备及方法技术

本申请公开了一种发电机恒速控制设备，包括发动机单元、电动机单元以及行星齿轮。其中，所述行星齿轮包括太阳轮、内齿圈以及恒速输出轴，所述恒速输出轴连接发电机，所述发动机单元包括发动机，所述发动机与所述太阳轮相连，所述电动机单元包括电动机，所述电动机与所述内齿圈相连。当所述发电机负载扭矩发生变化时，考虑到仅仅通过发动机带动发电机转子转动，很难使发电机转子的转速迅速恢复到设定值，因此，本申请实施例采用电动机与发动机相互配合的方式，使所述发电机恢复至原来的转速：通过所述电动机调整所述内齿圈的转速，通过所述发动机调整所述太阳轮的转速，共同使与所述行星齿轮相连的所述发电机恢复至原来的转速。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机恒速控制设备及方法
本申请涉及发电机控制领域，特别是涉及一种发电机恒速控制设备及方法。
技术介绍
发电机组(GeneratorsSet)是将其他形式的能源转换成电能的成套机械设备，常规的柴油机发电机组是将燃料燃烧能量转化成机械能传给发电机，再由发电机转化成电能。当前，通常用发动机带动发电机的转子转动，例如柴油机通过燃烧柴油产生能量，对发电机做功，使发电机能够正常运转。发电机发电的频率会随发电机转子转速的变化发生相应改变，例如当转子转速为1500转/分钟(revolution(s)perminute，rpm)时，发电频率为50Hz，当转子转速为1800转/分钟(revolution(s)perminute，rpm)时，发电频率为60Hz。当发电机组突加或突卸载荷时，很难通过发动机带动发电机转子转动的方式使发电机转子的转速迅速恢复到设定值，这就使得产生的电能的频率很不稳定，很难满足指标。
技术实现思路
为了更好的介绍本申请的方案，下面对本申请涉及到的相关内容进行简要介绍。1.行星齿轮参见图1，示出了本申请实施例中一种行星齿轮的示意图。行星齿轮(EpicyclicGearing)是齿轮结构的一种，通常由一个或者多个外部齿轮围绕着一个中心齿轮旋转，就像行星绕着太阳公转一样，因而得名。如图1所示，行星齿轮在最外部包括一个内齿圈1，用来贴合行星齿轮绕行的轨迹，此外，图1所示的行星齿轮还包括行星轮2、恒速输出轴3以及太阳轮4，行星轮2围绕太阳轮4旋转，共同决定恒速输出轴3的转速。行星齿轮是纯扭矩传动，其有着出色的传动效率，且行星齿轮中每个外部齿轮分配到的动力是相等的，所以行星齿轮的动力输出非常平稳，常用于各种大型机械和车辆的变速箱中。2、比例-积分-微分(ProportionIntegrationDifferentiation，PID)控制器PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，新的输入值的作用是让系统的数据达到或者保持在参考值。换言之，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，使系统更加准确而稳定。PID控制器的比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)分别对应目前误差、过去累计误差及未来误差。在不知道受控系统特性的情况下，PID控制器通常被认为是最适用的控制器。借由调整PID控制器的三个参数，可以调整控制系统，设法满足设计需求。控制器的响应可以用控制器对误差的反应快慢、控制器过冲的程度及系统震荡的程度来表示。不过使用PID控制器不一定保证可达到系统的最佳控制，也不保证系统稳定性。有些应用只需要PID控制器的部分单元，可以将不需要单元的参数设为零即可。因此PID控制器可以变成PI控制器、PD控制器、P控制器或I控制器，其中又以PI控制器比较常用。本申请所要解决的技术问题是，提供一种发电机恒速控制设备，以解决当前，发电机组突加或突卸载荷时，很难通过发动机带动发电机转子转动的方式使发电机转子的转速迅速恢复到设定值，这就使得产生的电能的频率很不稳定，很难满足指标的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种发电机恒速控制设备，所述设备包括发动机单元、电动机单元以及行星齿轮；所述行星齿轮包括太阳轮、内齿圈以及恒速输出轴，所述恒速输出轴连接发电机；所述发动机单元包括发动机，所述发动机与所述太阳轮相连；所述电动机单元包括电动机，所述电动机与所述内齿圈相连；其中，所述发动机与所述电动机用于当所述发电机负载扭矩发生变化时，所述电动机调整所述内齿圈的转速，所述发动机调整所述太阳轮的转速，共同使所述发电机恢复至原来的转速。可选的，所述发动机单元还包括电动机控制器，所述电动机控制器与所述电动机相连，所述电动机控制器用于控制所述电动机对所述内齿圈的输出扭矩。可选的，所述发动机单元还包括发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连，所述发动机控制器用于控制所述发动机对所述太阳轮的输出扭矩。可选的，所述发动机为柴油机。第二方面，本申请实施例提供了一种发电机恒速控制方法，由电动机单元执行，所述电动机单元包括电动机，所述方法包括：监测发电机的负载扭矩；若所述发电机的负载扭矩变化，根据与所述发电机相连的行星齿轮中内齿圈的转速变化量，确定所述电动机的输出扭矩；按照所述电动机的输出扭矩调整所述内齿圈的转速，使发电机的转速达到设定值，所述发电机与所述行星齿轮中的恒速输出轴相连。可选的，所述方法还包括：发动机监测所述发电机的负载扭矩；若所述发电机的负载扭矩变化，所述发动机根据与所述发电机相连的行星齿轮中太阳轮的转速变化量，确定所述发动机的输出扭矩；所述发动机按照所述发动机的输出扭矩调整所述太阳轮的转速，使所述发电机的转速达所述设定值。可选的，所述根据与所述发电机相连的行星齿轮中内齿圈的转速变化量，确定所述电动机的输出扭矩包括：将与所述发电机相连的行星齿轮中内齿圈的转速变化量输入比例-积分-微分PID控制器；根据所述PID控制器的输出，确定所述电动机的输出扭矩。可选的，所述发动机根据与所述发电机相连的行星齿轮中太阳轮的转速变化量，确定所述发动机的输出扭矩包括：将与所述发动机相连的行星齿轮中太阳轮的转速变化量输入PID控制器；根据所述PID控制器的输出，确定所述发动机的输出扭矩。可选的，所述根据与所述发电机相连的行星齿轮中内齿圈的转速变化量，确定所述电动机的输出扭矩包括：根据与所述发电机相连的行星齿轮中内齿圈的转速变化量，以及预先存储的、所述内齿圈的转速变化量与所述电动机的输出扭矩之间的对应关系，确定所述电动机的输出扭矩。可选的，所述发动机为柴油机。与现有技术相比，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例提供了一种发电机恒速控制设备，包括发动机单元、电动机单元以及行星齿轮。其中，所述行星齿轮包括太阳轮、内齿圈以及恒速输出轴，所述恒速输出轴连接发电机，所述发动机单元包括发动机，所述发动机与所述太阳轮相连，所述电动机单元包括电动机，所述电动机与所述内齿圈相连。当所述发电机负载扭矩发生变化时，考虑到仅仅通过发动机带动发电机转子转动，很难使发电机转子的转速迅速恢复到设定值，因此，本申请实施例采用电动机与发动机相互配合的方式，使所述发电机恢复至原来的转速：通过所述电动机调整所述内齿圈的转速，通过所述发动机调整所述太阳轮的转速，共同使与所述行星齿轮相连的所述发电机恢复至原来的转速。采用本设备，当发电机组突加或突卸载荷时，可以使发电机转子的转速迅速恢复到设定值，从而使发电机的发电频率更为稳定。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机恒速控制设备，其特征在于，所述设备包括发动机单元、电动机单元以及行星齿轮；/n所述行星齿轮包括太阳轮、内齿圈以及恒速输出轴，所述恒速输出轴连接发电机；/n所述发动机单元包括发动机，所述发动机与所述太阳轮相连；/n所述电动机单元包括电动机，所述电动机与所述内齿圈相连；/n其中，所述发动机与所述电动机用于当所述发电机负载扭矩发生变化时，所述电动机调整所述内齿圈的转速，所述发动机调整所述太阳轮的转速，共同使所述发电机恢复至原来的转速。/n

【技术特征摘要】
1.一种发电机恒速控制设备，其特征在于，所述设备包括发动机单元、电动机单元以及行星齿轮；
所述行星齿轮包括太阳轮、内齿圈以及恒速输出轴，所述恒速输出轴连接发电机；
所述发动机单元包括发动机，所述发动机与所述太阳轮相连；
所述电动机单元包括电动机，所述电动机与所述内齿圈相连；
其中，所述发动机与所述电动机用于当所述发电机负载扭矩发生变化时，所述电动机调整所述内齿圈的转速，所述发动机调整所述太阳轮的转速，共同使所述发电机恢复至原来的转速。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发动机单元还包括电动机控制器，所述电动机控制器与所述电动机相连，所述电动机控制器用于控制所述电动机对所述内齿圈的输出扭矩。


3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发动机单元还包括发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连，所述发动机控制器用于控制所述发动机对所述太阳轮的输出扭矩。


4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发动机为柴油机。


5.一种发电机恒速控制方法，其特征在于，由电动机单元执行，所述电动机单元包括电动机，所述方法包括：
监测发电机的负载扭矩；
若所述发电机的负载扭矩变化，根据与所述发电机相连的行星齿轮中内齿圈的转速变化量，确定所述电动机的输出扭矩；
按照所述电动机的输出扭矩调整所述内齿圈的转速，使发电机的转速达到设定值，所述发电机与所述行星齿轮中的恒速输出轴相连。

【专利技术属性】
技术研发人员：申宗，李云霞，秦翠萍，武玉臣，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，潍坊潍柴动力科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37