[發(fā)明專利]用于控制一體化傳動系的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110147374.2
• 申請日: 2011-05-20
• 公開（公告）號: CN102322356A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設計）人: K·D·明托;J·A·艾倫
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C9/48
• 分類號: F02C9/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及動力生成，并且具體而言，涉及用于控制一體化傳動系的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

傳動系通常用于燃氣輪機能量轉(zhuǎn)換設施以及用于渦輪壓縮機測試設施中，以將轉(zhuǎn)矩傳遞到連接到傳動系上的構(gòu)件或傳遞來自該構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩。一體化傳動系可包括諸如啟動馬達、齒輪箱、壓縮機、軸等的構(gòu)件。大多數(shù)傳動系構(gòu)件連接到公共旋轉(zhuǎn)軸上或例如通過齒輪箱聯(lián)接到該軸上。在傳動系上的某些構(gòu)件可供應轉(zhuǎn)矩，而其它構(gòu)件可消耗轉(zhuǎn)矩。例如，可使用電動馬達來對傳動系供應啟動轉(zhuǎn)矩，而壓縮機可消耗馬達提供的轉(zhuǎn)矩的一部分。使問題復雜的是，燃氣輪機例如可在斜坡上升至全速期間且在燃燒之前消耗轉(zhuǎn)矩，但是一旦燃燒器開始以足夠的速率燃燒燃料，燃氣輪機就可開始對傳動系供應轉(zhuǎn)矩。

在大型一體化傳動系上從多個轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生構(gòu)件對傳動系進行正的(供應)或負的(消耗)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)在過去已導致轉(zhuǎn)矩震蕩和勉強穩(wěn)定的運行，從而通常需要人工調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

上述需要中的一些或所有可由本發(fā)明的某些實施例解決。本發(fā)明的某些實施例可包括用于控制一體化傳動系中的速度和負荷的系統(tǒng)和方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例，提供了一種用于控制燃氣輪機傳動系的方法。該方法包括測量與傳動系相關(guān)聯(lián)的速度、至少部分地基于速度命令和測得速度來控制通到燃氣輪機的燃料流、至少部分地基于速度命令和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的期望動力輸出來控制與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器相關(guān)聯(lián)的一個或多個導葉，以及選擇性地協(xié)調(diào)來自轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器和燃氣輪機的相應的轉(zhuǎn)矩貢獻。

根據(jù)另一個實例實施例，提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括驅(qū)動馬達、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器、壓縮機、燃氣輪機、傳動系和至少一個處理器。處理器配置成以便執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令，以：接收與傳動系相關(guān)聯(lián)的測得速度；至少部分地基于速度命令和測得速度來控制通到燃氣輪機的燃料流；至少部分地基于速度命令和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的期望動力輸出來控制與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器相關(guān)聯(lián)的一個或多個導葉；以及選擇性地協(xié)調(diào)來自轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器和燃氣輪機的相應的轉(zhuǎn)矩貢獻。

根據(jù)另一個實例實施例，提供了一種用于控制燃氣輪機傳動系的設備。該設備可包括至少一個處理器，其配置成以便執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令，以：接收與傳動系相關(guān)聯(lián)的測得速度；至少部分地基于速度命令和測得速度來控制通到燃氣輪機的燃料流；至少部分地基于速度命令和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的期望動力輸出來控制與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器相關(guān)聯(lián)的一個或多個導葉；以及選擇性地協(xié)調(diào)來自轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器和燃氣輪機的相應的轉(zhuǎn)矩貢獻。

本文詳細地描述了本發(fā)明的其它實施例和方面，并且它們被看作所聲明的發(fā)明一部分。其它實施例和方面可參照以下詳細描述、附圖和權(quán)利要求書來理解。

附圖說明

現(xiàn)在將對所附表格和附圖進行參照，附圖未必按比例繪制，并且其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例的示意性傳動系和控制系統(tǒng)的框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例的實例傳動系動態(tài)特性的曲線圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例的示意性傳動系加速度控制系統(tǒng)的框圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例的實例加速度基準計劃(schedule)的曲線圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例的示意性傳動系速度和負荷控制系統(tǒng)的框圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例的示意性簡化傳動系速度和負荷控制系統(tǒng)的框圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實例實施例的實例方法的流程圖。

部件列表：

100?傳動系和控制系統(tǒng)

102?啟動馬達

104?驅(qū)動馬達

106?轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器

108?齒輪箱

110?壓縮機

111?第二軸

112?第一軸

113?聯(lián)接件

114?燃氣輪機

118?控制器

120?存儲器

122?處理器(一個或多個)

124?輸入/輸出接口(一個或多個)

126?網(wǎng)絡接口(一個或多個)

128?操作系統(tǒng)

130?數(shù)據(jù)

132?速度/加速度模塊

200?傳動系動態(tài)特性曲線圖

202?傳動系負荷線

204?質(zhì)量流量

206?速度

208?全速無負荷(FSNL)

210?全速滿負荷(FSFL)

212?負荷范圍(0至100％)

214?運行范圍