專利名稱：一種航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，具體來(lái)講，涉及一種以航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)
力的航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)是將航空發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱航機(jī))經(jīng)過(guò)一系列改造后適用于地面發(fā)電的一種高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)電裝置，包括航機(jī)發(fā)電機(jī)組和航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)，其中，航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)是一個(gè)以航機(jī)發(fā)電機(jī)組為對(duì)象，涉及控制、計(jì)算機(jī)、通訊、動(dòng)力、電力等諸多學(xué)科的綜合控制系統(tǒng)，是航機(jī)發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是其重要的組成部分。 航機(jī)發(fā)電控制技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了液壓機(jī)械式控制、模擬式電子控制、數(shù)字式控制階段。早期的航機(jī)控制系統(tǒng)采用液壓機(jī)械式調(diào)速器，并輔以氣動(dòng)溫控，啟動(dòng)燃料限制穩(wěn)定及手動(dòng)、程控等功能；其余諸如超速、超溫的保護(hù)均有獨(dú)立的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字電子技術(shù)的不斷發(fā)展，航機(jī)發(fā)電的控制進(jìn)入數(shù)字電子控制時(shí)代。目前，數(shù)字電子控制系統(tǒng)正在向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化的方向發(fā)展，能實(shí)現(xiàn)對(duì)航機(jī)發(fā)電機(jī)組和滑油系統(tǒng)等的全部控制和管理。 目前航機(jī)發(fā)電采用的集中式控制系統(tǒng)存在許多缺點(diǎn)，其中有三個(gè)主要缺點(diǎn)一、可靠性降低?？刂葡到y(tǒng)中的全權(quán)限數(shù)字電子控制器(FADEC)除了要實(shí)現(xiàn)所有的信號(hào)采集、處理、控制運(yùn)算、控制信號(hào)輸出等主要功能以外，還要實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、故障檢測(cè)、安全保護(hù)功能，這使得FADEC中的軟件龐大而復(fù)雜，計(jì)算機(jī)負(fù)荷重，導(dǎo)致實(shí)時(shí)性降低，計(jì)算機(jī)一旦出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)都不能工作。二、不利于控制系統(tǒng)的擴(kuò)展。三、不利于維護(hù)。因此對(duì)于集中式控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，即使采用更先進(jìn)的微處理器、更大容量的程序存儲(chǔ)器，其性能也不會(huì)有大的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可靠性高、易擴(kuò)展和維護(hù)的航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括航機(jī)發(fā)電機(jī)組和航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于 航機(jī)發(fā)電機(jī)組還包括一電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)，與航機(jī)發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)、航機(jī)同軸連接；航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)包括主控制器、起動(dòng)勵(lì)磁控制器及燃料調(diào)節(jié)控制器，以總線的形式組成一個(gè)分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制器都是總線上的一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)；主控制器為主節(jié)點(diǎn)，燃料調(diào)節(jié)控制器、起動(dòng)勵(lì)磁控制器為從節(jié)點(diǎn)； (1)、航機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)時(shí)，主控制器通過(guò)總線發(fā)送起動(dòng)命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器，起動(dòng)勵(lì)磁控制器控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，單獨(dú)帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)；(2)、主控制器采集航機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速時(shí)，主控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線通過(guò)總線發(fā)送閥門開度指令給燃料調(diào)節(jié)控制器，燃料調(diào)節(jié)控制器控制航機(jī)發(fā)電機(jī)組的燃料調(diào)節(jié)閥根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線送入燃料到航機(jī)，主控制器控制航機(jī)點(diǎn)火，航機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的 起動(dòng)曲線升速，電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)與航機(jī)共同做功帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組升速；(3)、主控制器采集 航機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到退出電動(dòng)工作轉(zhuǎn)速時(shí)，主控制器通過(guò)總線發(fā)送電動(dòng)退出命令給起動(dòng) 勵(lì)磁控制器，起動(dòng)勵(lì)磁控制器控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)退出電動(dòng)工作，完全由燃料調(diào)節(jié)控制器控 制燃料調(diào)節(jié)閥使航機(jī)單獨(dú)帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組升速；(4)、主控制器采集航機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升 到平衡轉(zhuǎn)速時(shí)，主控制器通過(guò)總線發(fā)送勵(lì)磁命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器，起動(dòng)勵(lì)磁控制器控制 電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)作為勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行，輸出勵(lì)磁電流到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，使發(fā)電機(jī)升壓到額定 電壓，航機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行正常的發(fā)電運(yùn)行；(5)、航機(jī)發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主控制器采集航 機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)控制算法計(jì)算出燃料流量，然后通過(guò)總線發(fā)送閥門開度指令 給燃料調(diào)節(jié)控制器，燃料調(diào)節(jié)控制器控制燃料調(diào)節(jié)閥輸出相應(yīng)流量的燃料，使航機(jī)發(fā)電機(jī) 組穩(wěn)定運(yùn)行。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明的航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括航機(jī)發(fā)電機(jī)組和航機(jī)發(fā)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，航機(jī)發(fā)電 控制系統(tǒng)采用分布式總線控制技術(shù)，以主控制器作為控制系統(tǒng)的核心，構(gòu)成分布式總線控 制網(wǎng)絡(luò)。主控制器是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)，燃料調(diào)節(jié)控制器、起動(dòng)勵(lì)磁控制器為從節(jié) 點(diǎn)，相互之間以總線形式進(jìn)行通信。這樣各控制部分為模塊化設(shè)計(jì)，分布式控制，實(shí)現(xiàn)航機(jī) 發(fā)電系統(tǒng)中個(gè)體以及總體的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，使得航機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)快、過(guò)渡 平穩(wěn)、控制精度高、操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)能力強(qiáng)、可靠性強(qiáng)。 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的集中式控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明采用的分布式總線控制系統(tǒng) (DCS)使得航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)從控制方法、控制結(jié)構(gòu)、控制測(cè)量執(zhí)行元件等方面有很大提高，其 系統(tǒng)性能、可靠性等也有很大改觀。DCS的優(yōu)點(diǎn)包括減少控制系統(tǒng)重量，尤其是電纜重量； 由于采用通用模塊和標(biāo)準(zhǔn)接口 ，減少了研制周期和設(shè)計(jì)成本；傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兼容性增 強(qiáng)；大大改善控制系統(tǒng)可靠性；由于每個(gè)控制器都具有控制功能，可以采用通用型標(biāo)準(zhǔn)裝 置，因而，易擴(kuò)展，大大降低了維護(hù)成本。


圖1是本發(fā)明航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是圖1所示發(fā)明航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描 述。在以下的描述中，當(dāng)已有的現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本發(fā)明的主題內(nèi)容時(shí)，這些 描述在這兒將被忽略。
圖1是本發(fā)明航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)框圖 在本實(shí)施例中，如圖1所示，航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括航機(jī)發(fā)電機(jī)組I和航機(jī)發(fā)電控制系 統(tǒng)II兩個(gè)部分。 航機(jī)發(fā)電機(jī)組I包括航機(jī)101、發(fā)電機(jī)102、電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103以及燃料調(diào)節(jié)閥104， 電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103與發(fā)電機(jī)102、航機(jī)101同軸連接。航機(jī)101構(gòu)成主要有壓氣機(jī)C、燃燒 室B和動(dòng)力渦輪T。航機(jī)101的結(jié)構(gòu)和工作原理屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。在發(fā)電機(jī)
4102與航機(jī)101之間還有一個(gè)減速機(jī)，在減速機(jī)上的測(cè)速傳感器105，作為主控制器201對(duì)航機(jī)101的一個(gè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)點(diǎn)。航機(jī)101的燃燒室B入口處通過(guò)燃料管道106與燃料調(diào)節(jié)閥104進(jìn)行相連，通過(guò)燃料調(diào)節(jié)閥104控制航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)機(jī)組I起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)所需的燃料量。
航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)II包括主控制器201、起動(dòng)勵(lì)磁控制器202及燃料調(diào)節(jié)控制器203，以總線的形式組成一個(gè)分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制器都是總線204上的一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)。在本實(shí)施例中，如圖1所示，航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)II還包括微機(jī)保護(hù)裝置205和監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206?？偩€上采用主從通信方式，主控制器201為主節(jié)點(diǎn)，起動(dòng)勵(lì)磁控制器202、燃料調(diào)節(jié)控制器203、微機(jī)保護(hù)裝置205為從節(jié)點(diǎn)。與此同時(shí)，監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206通過(guò)總線204與起動(dòng)勵(lì)磁控制器202、燃料調(diào)節(jié)控制器203、微機(jī)保護(hù)裝置205進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206將航機(jī)發(fā)電機(jī)組I運(yùn)行的各種狀態(tài)參數(shù)反映到主界面，便于操作人員對(duì)航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 下面分別對(duì)航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)II中的各部分進(jìn)行更為詳細(xì)地說(shuō)明。
1、主控制器 主控制器201即航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)II的核心控制器，是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)上的主節(jié)點(diǎn)，主要的控制對(duì)象是航機(jī)101。主控制器201與安裝在航機(jī)101上的檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行相連，各檢測(cè)點(diǎn)主要有安裝在減速機(jī)上的測(cè)速傳感器105、航機(jī)動(dòng)力渦輪T尾端的排氣溫度傳感器熱電偶107，此外，控制對(duì)象還包括安裝在燃燒室入口處的點(diǎn)火器。
主控制器201內(nèi)部采用模塊化設(shè)計(jì)，由10接口模塊、通信模塊和主控核心模塊組成。IO接口模塊用于采集航機(jī)發(fā)電機(jī)組I運(yùn)行的各種狀態(tài)參數(shù)；通信模塊通過(guò)總線204實(shí)現(xiàn)與起動(dòng)勵(lì)磁控制器202、燃料調(diào)節(jié)控制器203、微機(jī)保護(hù)裝置205以及與監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206的通信。主控核心模塊通過(guò)IO接口模塊采集航機(jī)發(fā)電機(jī)組I運(yùn)行的各狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)控制算法計(jì)算輸出，通過(guò)通信模塊與航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)II中其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，控制航機(jī)發(fā)電機(jī)組I的運(yùn)行。
2、起動(dòng)勵(lì)磁控制器 起動(dòng)勵(lì)磁控制器202是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，由起動(dòng)觸發(fā)和自動(dòng)勵(lì)磁兩部分組成。在實(shí)現(xiàn)電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103的起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)勵(lì)磁控制器202接收來(lái)自主控制器101的起動(dòng)信號(hào)后，檢測(cè)三相電的同步信號(hào)，計(jì)算觸發(fā)角，輸出觸發(fā)脈沖至晶閘管，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103作為電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。在航機(jī)發(fā)電機(jī)組II發(fā)電運(yùn)行時(shí)，起動(dòng)勵(lì)磁控制器202控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103作為勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行，輸出勵(lì)磁電流到發(fā)電機(jī)102的勵(lì)磁繞組，使發(fā)電機(jī)102升壓到額定電壓。
3、燃料調(diào)節(jié)控制器 燃料調(diào)節(jié)控制器203是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，控制及操作對(duì)象是
控制航機(jī)發(fā)電機(jī)組I所需燃料流量的燃料調(diào)節(jié)閥104。燃料調(diào)節(jié)控制器203根據(jù)來(lái)自主控
制器101的閥門開度指令，通過(guò)控制其伺服閥驅(qū)動(dòng)電路來(lái)調(diào)節(jié)燃料調(diào)節(jié)閥104的閥桿移動(dòng)
到給定的位置。燃料調(diào)節(jié)閥104的位移傳感器反饋閥桿的位置信息到燃料調(diào)節(jié)控制器203，
再和給定閥門開度做差，差值做控制算法后通過(guò)伺服閥驅(qū)動(dòng)電路輸出控制電流，形成一個(gè)
閉環(huán)控制電路。 4、微機(jī)保護(hù)裝置 微機(jī)保護(hù)裝置205是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，微機(jī)保護(hù)裝置205與
5發(fā)電機(jī)102相連，具有發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)、發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)、復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、失磁保護(hù)、逆功率保護(hù)、PT斷線判別的功能。其輸出常閉觸點(diǎn)接入控制主回路，出現(xiàn)保護(hù)信號(hào)時(shí)，斷開控制主回路，同時(shí)顯示保護(hù)原因，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控制器201。在多種保
護(hù)措施下，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)異?；蛘唠娋W(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，微機(jī)保護(hù)裝置能夠及時(shí)的做出各種保護(hù)動(dòng)作，從而保證了發(fā)電機(jī)組以及工作人員的安全。 5、監(jiān)控管理計(jì)算機(jī) 監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，與總線204上的所有控制、保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，并通過(guò)主界面反映航機(jī)發(fā)電機(jī)組I的運(yùn)行狀態(tài)。監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206上的監(jiān)控管理軟件包括運(yùn)行監(jiān)控軟件、輸入輸出測(cè)試軟件和參數(shù)修改下載軟件。運(yùn)行監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警的故障查詢，歷史數(shù)據(jù)的記錄和運(yùn)行方式的選擇；輸入輸出測(cè)試軟件在航機(jī)發(fā)電機(jī)組I停機(jī)時(shí)用于檢測(cè)各種狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)部分驅(qū)動(dòng)設(shè)備的手動(dòng)控制；參數(shù)修改下載軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組起動(dòng)曲線、報(bào)警參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)等的修改、保存和下載。監(jiān)控管理軟件提供友好的人機(jī)界面，操作人員可以直觀實(shí)時(shí)的監(jiān)控航機(jī)發(fā)電機(jī)組I的運(yùn)行狀態(tài)，在航機(jī)發(fā)電機(jī)組I的操作上也為操作人員提供了極大的方便。
圖2是圖1所示發(fā)明航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)控制流程圖 如圖2所示，在本實(shí)施例中，發(fā)明航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的控制包括以下步驟
1、起動(dòng)準(zhǔn)備 首先，操作人員通過(guò)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206發(fā)出一次機(jī)組起動(dòng)指令，總線204上的主控制器201在接收到起動(dòng)指令以后要做起動(dòng)準(zhǔn)備，發(fā)送起動(dòng)準(zhǔn)備命令到總線204上，起動(dòng)勵(lì)磁控制器202、燃料調(diào)節(jié)控制器203以及微機(jī)保護(hù)裝置205收到起動(dòng)準(zhǔn)備命令后檢查各種狀態(tài)信息，同時(shí)燃料調(diào)節(jié)控制器203校驗(yàn)燃料調(diào)節(jié)閥104的閥門動(dòng)作和初始零位是否正確，是否符合起動(dòng)的條件，最后各控制裝置將各種狀態(tài)信息通過(guò)總線204反饋到主控制器201上。
2、機(jī)組熱起動(dòng) 主控制器201檢查起動(dòng)條件是否滿足，如果不滿足，則返回起動(dòng)準(zhǔn)備階段，當(dāng)起動(dòng)條件均滿足時(shí)，起動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組I，主控制器201通過(guò)總線204發(fā)送起動(dòng)命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器202，起動(dòng)勵(lì)磁控制器202控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，單獨(dú)帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組I起動(dòng)。同時(shí)，主控制器201通過(guò)測(cè)速傳感器105采集航機(jī)101轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，在本實(shí)施例中為額定轉(zhuǎn)速的8% 9%時(shí)，主控制器201根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線通過(guò)總線204發(fā)送閥門開度指令給燃料調(diào)節(jié)控制器203，燃料調(diào)節(jié)控制器203控制航機(jī)發(fā)電機(jī)組I的燃料調(diào)節(jié)閥—104根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線送入燃料到航機(jī)IOI，主控制器201控制航機(jī)101燃燒室入口處的點(diǎn)火器108點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)航機(jī)發(fā)電機(jī)組I的熱起動(dòng)，航機(jī)101根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線升速，電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103與航機(jī)101共同做功帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組I升速。 3、機(jī)組調(diào)速 主控制器201采集航機(jī)101轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到退出電動(dòng)工作轉(zhuǎn)速，在本實(shí)施中，為額定轉(zhuǎn)速的44% 46%時(shí)，主控制器201通過(guò)總線204發(fā)送電動(dòng)退出命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器202，起動(dòng)勵(lì)磁控制器202控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103退出電動(dòng)工作，完全由燃料調(diào)節(jié)控制器203控制燃料調(diào)節(jié)閥104使航機(jī)101單獨(dú)帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組I升速。
4、機(jī)組發(fā)電運(yùn)行
主控制器201采集航機(jī)101轉(zhuǎn)速，如果此時(shí)沒(méi)有收到停機(jī)命令，則當(dāng)轉(zhuǎn)速升到平衡轉(zhuǎn)速，在本實(shí)施例中，為額定轉(zhuǎn)速93.8%時(shí)，主控制器201通過(guò)總線204發(fā)送勵(lì)磁命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器202，起動(dòng)勵(lì)磁控制器202控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)103作為勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行，輸出勵(lì)磁電流到發(fā)電機(jī)102的勵(lì)磁繞組，使發(fā)電機(jī)102升壓到額定電壓，航機(jī)發(fā)電機(jī)組I進(jìn)行正常的發(fā)電運(yùn)行。航機(jī)發(fā)電機(jī)組I正常運(yùn)行時(shí)，主控制器201采集航機(jī)發(fā)電機(jī)組I的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)控制算法計(jì)算出燃料流量，然后通過(guò)總線204發(fā)送閥門開度指令給燃料調(diào)節(jié)控制器203，燃料調(diào)節(jié)控制器203控制燃料調(diào)節(jié)閥104輸出相應(yīng)流量的燃料，使航機(jī)發(fā)電機(jī)組I穩(wěn)定運(yùn)行。 同時(shí)，當(dāng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組I進(jìn)入發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，主控制器201往總線204上發(fā)送命
令，微機(jī)保護(hù)裝置205投入使用，由于微機(jī)保護(hù)裝置205的輸出常閉觸點(diǎn)接入控制主回路，
當(dāng)出現(xiàn)保護(hù)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)斷開控制主回路，同時(shí)自動(dòng)診斷出保護(hù)原因，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控
管理計(jì)算機(jī)206。 5、機(jī)組減速停機(jī) 如果航機(jī)發(fā)電機(jī)組I在機(jī)組調(diào)速階段收到停機(jī)命令，則主控制器201控制航機(jī)發(fā)電機(jī)組I減速停機(jī)。
6、機(jī)組減載停機(jī) 如果航機(jī)發(fā)電機(jī)組I在機(jī)組發(fā)電運(yùn)行階段收到停機(jī)命令，則主控制器201控制航機(jī)發(fā)電機(jī)組I減速停機(jī)，然后，減速停機(jī)。 當(dāng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組I需要停機(jī)時(shí)，可根據(jù)當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行模式分兩種方式進(jìn)行減載停機(jī)和減速停機(jī)。當(dāng)主控制器給出停機(jī)命令時(shí)，需根據(jù)當(dāng)前機(jī)組所處的狀態(tài)做出相應(yīng)的停機(jī)操作。如果當(dāng)前機(jī)組處于并網(wǎng)發(fā)電，則機(jī)組在收到停機(jī)命令后先實(shí)施減載停機(jī)，在逐步甩負(fù)荷之后再進(jìn)行減速停機(jī)。若當(dāng)前機(jī)組處于非并網(wǎng)的階段，則直接進(jìn)行減速停機(jī)的操作。若機(jī)組在減速或者減載的過(guò)程中，主控制器201又給出了提速的指令，則機(jī)組先保持轉(zhuǎn)速一段時(shí)間之后，再次進(jìn)行調(diào)速，并根據(jù)相應(yīng)的控制策略使得機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。
在航機(jī)發(fā)電機(jī)組I從起動(dòng)、升速到運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)206處于實(shí)時(shí)監(jiān)控的狀態(tài)，可視界面上顯示了各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括轉(zhuǎn)速、功率、溫度、壓力、和燃料調(diào)節(jié)閥的反饋位移信息；顯示了機(jī)組運(yùn)行的相關(guān)時(shí)間記錄，包括冷機(jī)時(shí)間、暖機(jī)時(shí)間、余轉(zhuǎn)時(shí)間、起動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間、起動(dòng)時(shí)間和停機(jī)時(shí)間等重要的時(shí)間參數(shù)；顯示了實(shí)時(shí)報(bào)警并保存歷史報(bào)警數(shù)據(jù)；記錄反映實(shí)時(shí)曲線并保存歷史數(shù)據(jù)；整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)直觀可視，給用戶提供了很大的方便。航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)采用分布式總線控制技術(shù)，各部分采用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)航機(jī)發(fā)電機(jī)組起機(jī)、運(yùn)行過(guò)程中的自動(dòng)控制。 本發(fā)明航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、該發(fā)明中在航機(jī)控制系統(tǒng)中結(jié)合利用了分布式總線控制技術(shù)，將系統(tǒng)中的控制
器和保護(hù)裝置以總線的形式組成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布式控制，實(shí)現(xiàn)了航機(jī)發(fā)電機(jī)組安全
可靠的起動(dòng)、升速和發(fā)電運(yùn)行，可用于并網(wǎng)運(yùn)行發(fā)電和孤島運(yùn)行發(fā)電，使用領(lǐng)域廣。 2、該航機(jī)系統(tǒng)的靈活控制，實(shí)現(xiàn)了以下功能并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，機(jī)組的安全切入切出，
不會(huì)造成電網(wǎng)大的波動(dòng)；孤網(wǎng)發(fā)電分兩種情況，單機(jī)發(fā)電時(shí)，能夠保持頻率的穩(wěn)定，在負(fù)荷
出現(xiàn)較大幅度波動(dòng)時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致機(jī)組停車；若多臺(tái)機(jī)組同時(shí)在線，既能維持電網(wǎng)的穩(wěn)定，單
個(gè)機(jī)組的切入切出不會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定。
3、航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)模塊化，將整個(gè)系統(tǒng)分成若干個(gè)子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得控制系統(tǒng)更加的穩(wěn)定高效，系統(tǒng)具有更換方便、組裝靈活、通信便利等優(yōu)點(diǎn)，可適用不同類型的控制要求。 4、人性化的人機(jī)交互界面，操作臺(tái)上各數(shù)顯表和易操作的控制按鈕的完美結(jié)合，為操作人員提供了極大的直觀性和便利性。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)，可以查詢到多達(dá)幾個(gè)月的歷史數(shù)據(jù)，為機(jī)組狀態(tài)的后臺(tái)分析也提供了極大的便利性。 盡管上面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明性的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明不限于具體實(shí)施方式
的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
權(quán)利要求
一種航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括航機(jī)發(fā)電機(jī)組和航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于航機(jī)發(fā)電機(jī)組包括一電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)，與航機(jī)發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)、航機(jī)同軸連接；航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)包括主控制器、起動(dòng)勵(lì)磁控制器及燃料調(diào)節(jié)控制器，以總線的形式組成一個(gè)分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制器都是總線上的一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)；主控制器為主節(jié)點(diǎn)，燃料調(diào)節(jié)控制器、起動(dòng)勵(lì)磁控制器為從節(jié)點(diǎn)；(1)、航機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)時(shí)，主控制器通過(guò)總線發(fā)送起動(dòng)命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器，起動(dòng)勵(lì)磁控制器控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，單獨(dú)帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)；(2)、主控制器采集航機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速時(shí)，主控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線通過(guò)總線發(fā)送閥門開度指令給燃料調(diào)節(jié)控制器，燃料調(diào)節(jié)控制器控制航機(jī)發(fā)電機(jī)組的燃料調(diào)節(jié)閥根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線送入燃料到航機(jī)，主控制器控制航機(jī)點(diǎn)火，航機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)曲線升速，電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)與航機(jī)共同做功帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組升速；(3)、主控制器采集航機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到退出電動(dòng)工作轉(zhuǎn)速時(shí)，主控制器通過(guò)總線發(fā)送電動(dòng)退出命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器，起動(dòng)勵(lì)磁控制器控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)退出電動(dòng)工作，完全由燃料調(diào)節(jié)控制器控制燃料調(diào)節(jié)閥使航機(jī)單獨(dú)帶動(dòng)航機(jī)發(fā)電機(jī)組升速；(4)、主控制器采集航機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到平衡轉(zhuǎn)速時(shí)，主控制器通過(guò)總線發(fā)送勵(lì)磁命令給起動(dòng)勵(lì)磁控制器，起動(dòng)勵(lì)磁控制器控制電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)作為勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行，輸出勵(lì)磁電流到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，使發(fā)電機(jī)升壓到額定電壓，航機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行正常的發(fā)電運(yùn)行；(5)、航機(jī)發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主控制器采集航機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)控制算法計(jì)算出燃料流量，然后通過(guò)總線發(fā)送閥門開度指令給燃料調(diào)節(jié)控制器，燃料調(diào)節(jié)控制器控制燃料調(diào)節(jié)閥輸出相應(yīng)流量的燃料，使航機(jī)發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)還包括微機(jī)保護(hù)裝置和監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)；微機(jī)保護(hù)裝置是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，微機(jī)保護(hù)裝置與發(fā)電機(jī)相連，具有發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)、發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)、復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、失磁保護(hù)、逆功率保護(hù)、PT斷線判別的功能，其輸出常閉觸點(diǎn)接入控制主回路，出現(xiàn)保護(hù)信號(hào)時(shí)，斷開控制主回路，同時(shí)顯示保護(hù)原因，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控制器；監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)是分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，與總線上的所有控制、保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，并通過(guò)主界面反映航機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)上監(jiān)控管理軟件包括運(yùn)行監(jiān)控軟件、輸入輸出測(cè)試軟件和參數(shù)修改下載軟件；運(yùn)行監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警的故障查詢，歷史數(shù)據(jù)的記錄和運(yùn)行方式的選擇；輸入輸出測(cè)試軟件在航機(jī)發(fā)電機(jī)組停機(jī)時(shí)用于檢測(cè)各種狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)部分驅(qū)動(dòng)設(shè)備的手動(dòng)控制；參數(shù)修改下載軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組起動(dòng)曲線、報(bào)警參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)等的修改、保存和下載。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的點(diǎn)火轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的，8 % 9 % ，所述的退出電動(dòng)工作轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的44% 46 % ，所述的平衡轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速93. 8%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，航機(jī)發(fā)電機(jī)組還包括一電動(dòng)/勵(lì)磁機(jī)，與航機(jī)發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)、航機(jī)同軸連接；航機(jī)發(fā)電控制系統(tǒng)包括主控制器、起動(dòng)勵(lì)磁控制器及燃料調(diào)節(jié)控制器，以總線的形式組成一個(gè)分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制器都是總線上的一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)；主控制器為主節(jié)點(diǎn)，燃料調(diào)節(jié)控制器、起動(dòng)勵(lì)磁控制器為從節(jié)點(diǎn)。這樣各控制部分為模塊化設(shè)計(jì)，分布式控制，實(shí)現(xiàn)航機(jī)發(fā)電系統(tǒng)中個(gè)體以及總體的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，使得航機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)快、過(guò)渡平穩(wěn)、控制精度高、操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)能力強(qiáng)、可靠性高。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的集中式控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于每個(gè)控制器都具有控制功能，可以采用通用型標(biāo)準(zhǔn)裝置，因而，易擴(kuò)展，大大降低了維護(hù)成本。
文檔編號(hào)F02C9/00GK101737170SQ200910263530
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者徐紅兵, 李凱, 鄭宏 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)