[发明专利]同步发电机控制、发电机系统和船舶能量系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制同步发电机的装置、涉及包括所述装置的发电机系统和涉及包括所述发电机系统的船舶能量系统。

背景技术

EP 1 012 943 B1公开了用于为电动消耗设备供给电能的系统，其中柴油发动机驱动被连接至整流器的AC发电机，以便提供DC能量流。

EP 1 614 621 B1公开了用于具有发电机和消耗设备的船的电力供给系统。

EP 1 914 162 B1公开了可以用于船用功率和推进系统的DC功率分配系统，其中柴油机驱动发电机以向输出转换器供给功率。

WO 2010/06077 A2公开了包括多个发电机系统的功率分配系统，所述发电机系统各自包括被直接连接至整流器的交流电发电机。

已经观察到，常规功率分配系统并非在所有情形中都以安全和可靠的方式操作。

可能存在对用于控制同步发电机的装置、对发电机系统和船舶能量系统的需要，其中可以确保系统以安全和可靠的方式操作，特别是在系统的一个或多个组件或外部组件的失效或故障（malfunction）的情况下。

发明内容

该需要可以通过根据独立权利要求的主题来满足。本发明的有利实施例通过从属权利要求来加以描述。

根据实施例，提供了用于对具有包括至少一个定子绕组的定子并且具有带有由励磁电流（field current）驱动的电磁体的转子的同步发电机进行控制的装置，转子相对于定子可旋转，电磁体感应地耦合到定子绕组，所述装置包括被适配成测量至少一个量的测量系统，以及被适配成如果所述量满足与至少一种故障相关联的至少一个准则，则导致关断励磁电流的控制器。

所述至少一个量可以包括对连接至定子绕组的输出端的整流器电路的操作条件进行指示的至少一个量。

所述装置不需要包括同步发电机。然而所述装置被适配用于控制同步发电机。

同步发电机在输出端处生成AC能量流（电压和/或电流），其具有与转子相对于定子旋转的频率相同的频率。同步发电机可以例如为单馈电发电机或双馈电发电机。电能在转子的旋转时生成，其中由于转子的电磁体的旋转（移动），通过感应在定子绕组中感应出电压。特别地，同步发电机不包括永磁体，而是代替地包括电磁体，其由于励磁电流而生成磁场，这于是（在定子绕组处）感应出表示电力输出流的电压。

特别地，同步发电机可以包括具有被布置在定子的不同圆周位置处的三个定子绕组（通过导线部分形成）的定子。三个绕组（每相一个）由可以以星形方式或三角形方式连接的三条分离的导线组成。

转子的电磁体可以包括磁芯，特别地为铁磁芯，其中当励磁电流流过电磁体的线圈时生成磁场。励磁电流可以特别地为DC励磁电流。可以使用轴承来支撑转子。

测量系统可以包括被布置在同步发电机的一个或多个位置处或者另外或外部组件（诸如发电机整流器、负载等等）的一个或多个位置处的一个或多个测量传感器。量可以特别地包括电学量。控制器可以特别是在接收所述量时生成可以被供给到另外的电路的控制信号，所述另外的电路然后间接关断励磁电流。

当励磁电流流过电磁体时，关断励磁电流可以关断或至少减小由电磁体生成的磁场。因此，关断励磁电流可以引起磁场的减小并且可以甚至导致磁场在关断励磁电流之后的短时间（诸如0.5s和3s之间）消失。然而，磁场可以在关断励磁电流之后持续一会儿，这是由于电磁体的剩磁。然而，剩磁可能仅导致相对小的磁场，其可能不会在定子绕组处感应出显著的电压。

由此，当关断励磁电流时，在输出端处或者特别地在三个输出端处由同步发电机输出的能量流可以减小至小值，特别地减小至零。由此，在（装置的或者间接或直接与装置连接的任何外部组件的）故障的情况下，特别地，输出电流可以被中断或关断，以便提供保护功能来用于保护装置或者直接或间接与装置连接的任何外部组件。由此，可以确保同步发电机的安全和可靠的操作。

特别地，同步发电机可以机械地连接或耦合至诸如柴油发电机之类的内燃机。特别地，同步发电机可以向整流器提供其输出能量流以便使得能够设立DC分配系统。设立或提供DC能量分配系统可以提供以可变速度运行发电机的优点，这可以导致减少的燃料消耗和污染；减少的系统成本以及减小在柴油机上所需的维护努力。

特别地，当同步发电机在其输出端处连接至整流器时，保护功能通过关断或停止到发电机磁化（即转子的电磁体）的磁场供给来实现。

在实施例中，量指示连接在定子绕组的输出端处的整流器电路的温度，其中至少一个准则包括温度大于温度阈值。