CN105762839A - 一种用于识别磁极滑差的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于识别磁极滑差的方法和装置，属于识别磁极滑差方法和装置领域，包括以下步骤：第一输出电压值的检测；第二输出电压值的检测；比较值的计算和信号输出。通过本发明的装置使用，结合上述方法步骤，本发明简单、快速识别是否发生磁极滑差。
Description
技术领域
本发明涉及用于识别与能量供应网电连接的发电机本体的磁极滑差技术领域，尤其涉及一种用于识别磁极滑差的方法。
背景技术
在与能量供应网(例如公共的能量供应网或在孤网运行时的本地的能量供应网)连接的发电机中，磁极转子角或者说负载角众所周知地表示发电机转子上的磁极与发电机定子上的磁极的偏差。在此，在转子上的磁极通常通过在转子上的被供应直流电的励磁绕组产生，而在发电机定子上的磁极通过能量供应网的施加于在定子上的相应绕组上的电压产生，该能量供应网典型地实施为三相的。磁极转子角因此以指示器型式描述在定子电压与转子电压或者说磁极转子电压之间的角度，其中，在同步发电机的发电机运行中，转子电压比定子电压提前。在能量供应网的负载增加时、亦即在发电机的能量供给提高时，该磁极转子角增大。如果磁极转子角过大，则这导致发电机的不平稳性，其中，由内燃机经由与转子连接的发动机轴引入的机械功率不再如所希望的那样可以转变为电功率，并且内燃机开始高速旋转。在不平稳的运行状态下的该摆动(Kippen)众所周知被称为磁极滑差。
简言之，滑差就是发电机电压和系统电压频率的差(频差)。发电机与能量供应网并网时，要求滑差应小于允许值。滑差发生时，发电机的机械旋转频率和能量供应网的电旋转频率的差值大于某一设定值，而发电机机械旋转的频率转化出来就是电压的输出量，能量供应网的电旋转频率折射出来也是通过电压的输出反映，所以通过测量输出电压值并进行比较，可以检测识别是否发生磁极滑差。
在与能量供应网连接时，磁极滑差如果过大，内燃机内旋转速度将会提高，高速旋转对内燃机和发电机本体会造成一定损害。所以，如何快速准确的识别测出磁极滑差并在识别到磁极滑差时做出相应反应是目前亟待解决的的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明通过电压传感器测出发电机和能量供应网的输出电压，然后通过输出电压值的比较即可识别是否发生磁极滑差。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于识别磁极滑差的方法，检测或确定发电机的第一输出电压值和能量供应网的第二输出电压值并进行比较，其中，在第一输出电压值与第二输出电压值的偏差大于可预订的阈值时，输出信号，其中，该信号视为所探测到的磁极滑差；
具体包括以下步骤：
第一输出电压值的检测：通过与能量供应网输出端连接的第一电压传感器，检测能量供应网的第一输出电压值；
第二输出电压值的检测：在发电机的输出端连接有第二电压传感器，检测与能量供应网电连接的发电机的第二输出电压值；
比较值的计算：第一输出电压值和第二输出电压值分别传送至评价计算装置；评价计算装置计算第一输出电压值和第二输出电压值的比较差；
信号输出：所述比较差大于可预定的阈值时，输出信号，该信号视为识别出磁极滑差。
进一步地，如果在预设的时间段期间存在大于可预订的阈值，则输出信号。
进一步地，所述设定阈值为大于1V，优选大于1.5V。
进一步地，所述步骤比较值的计算：第一输出电压值和第二输出电压值分别传送至评价计算装置；评价计算装置计算第一输出电压值和第二输出电压值的比较差；
还包括计算评价装置的显示屏，显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差。
进一步地，所述计算评价装置显示屏显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差超出可预订的维护数值时，
显示屏输出维护信号，所述计算评价装置上的蜂鸣报警器报警。
进一步地，所述计算评价装置显示屏显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差超出可预订的维护数值时，
能量供应网与发电机之间的电连接断开，所述能量供应网停止对发电机供应能量。
进一步地，所述可预订的维护数值为1.5V至6V。
一种用于识别磁极滑差的装置，特别是用于实施一种按照上述所述的方法，包括能量供应网、发电机、第一电压传感器、第二电压传感器和计算评价装置；
所述能量供应网电连接发电机，所述能量供应网与发电机电连接之间设置有断开/闭合开关；
所述能量供应网输出端连接有第一电压传感器；
所述发电机电压输出端连接有第二电压传感器；
所述计算评价装置设置有计算评价单元和数据处理器；
所述第一电压传感器和第二电压传感器通过信号线连接所述计算评价装置。
进一步地，所述计算评价装置设置有显示屏，所述显示屏连接所述计算评价装置的数据处理器，所述显示屏用于显示报告所述第一输出电压值与第二输出电压值的比较值和维护信号。
进一步地，所述计算评价装置连接有蜂鸣报警器，所述蜂鸣报警器电连接所述计算评价装置的数据处理器。
通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：
通过电压输出值进而得知发电机的机械旋转频率和能量供应网的电旋转频率，通过计算评价装置直接识别是否出现磁极滑差，快速简单。若直接测旋转频率，由于旋转过快时，频率的测量会有一定的误差，进而影响识别是否出现磁极滑差。同时，滑差太小时，发电机并网的时间也会很长，所以滑差值太小时也不会提示。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于识别磁极滑差方法的流程示意图；
图2是本发明提供的一种用于识别磁极滑差装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-2，是本发明提供的一种用于识别磁极滑差方法的流程示意图；参照图1，一种用于识别磁极滑差的方法，检测或确定发电机的第一输出电压值和能量供应网的第二输出电压值并进行比较，其中，在第一输出电压值与第二输出电压值的偏差大于可预订的阈值时，输出信号，其中，该信号视为所探测到的磁极滑差；所述发电机经由以电网开关形式的电连接装置与能量供应网电连接，发电机的转子或者说转动部经由离合器与内燃机的发动机轴基本上不可相对转动地连接。内燃机例如可以是稳定的燃气发动机，能量供应网可以按照交流电网的形式构成三相，其中能量供应网的三相可以按照已知的方式和方法与发电机的定子上的绕组连接，能量供应网可以是预订电网频率的本地能量供应网。
具体包括以下步骤：
第一输出电压值的检测：通过与能量供应网输出端连接的第一电压传感器，检测能量供应网的第一输出电压值；为避免误差，将第一电压传感器与能量供应网输出端连接，进而测量数值更精确。
第二输出电压值的检测：在发电机的输出端连接有第二电压传感器，检测与能量供应网电连接的发电机的第二输出电压值；为了与第一输出电压值的测量保持一致，所述第二电压传感器设于发电机的输出端，因为发电机的输入端的电压与发电机转动的频率无关。
比较值的计算：第一电压输出值和第二输出电压值分别传送至评价计算装置；评价计算装置计算第一输出电压值和第二输出电压值的比较差；
信号输出：所述比较差大于可预定的阈值时，输出信号，该信号视为识别出磁极滑差。
在本发明的进一步改进中，为了阻止错误报警，优选地，如果在预设的时间段期间存在大于可预订的阈值，则输出信号。由此可以避免，在发电机与能量供应网同步的过程中，触发磁极滑差而造成错误报警。
在本发明的进一步改进中，为避免磁极滑差过小时报警，所述设定阈值为大于1V，优选大于1.5V。因为，发电机并网时，要求滑差应小于允许值。但是，如果滑差太小，发电机并网的时间会很长，此时可适当加速发电机，从而提高滑差。
进一步地，为了方便直观地看到比较差，所述步骤比较值的计算：第一输出电压值和第二输出电压值分别传送至评价计算装置；评价计算装置计算第一输出电压值和第二输出电压值的比较差；
还包括计算评价装置的显示屏，显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差。所述显示屏可以直观显示比较差，当比较差很小时，可以不用断电，不影响正常用电。
本发明的进一步改进方案中，所述计算评价装置显示屏显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差超出可预订的维护数值时，显示屏输出维护信号，所述计算评价装置上的蜂鸣报警器报警。由于磁极滑差大于一定值时，会对发电机的内燃机和发电机本体造成一定伤害，故本发明中规定维护数值，避免磁极滑差过大时，工作人员无法得到。通过蜂鸣报警器报警，起到提醒人们的作用。
本发明的进一步改进方案中，所述计算评价装置显示屏显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差超出可预订的维护数值时，能量供应网与发电机之间的电连接断开，所述能量供应网停止对发电机供应能量。通过断开能量供应网与发电机，起到保护能量供应网和发电机的作用，尤其是磁极滑差时，保护了内燃机和发电机本体。
本发明的进一步改进方案中，为了避免磁极滑差过小时，能量供应网与发电机断开，同时为防止蜂鸣报警器在磁极滑差过小时比如发电机并网时的微小磁极滑差报警，所述可预订的维护数值为1.5V至6V。
一种用于识别磁极滑差的装置，尤其是用于上述方法的装置，包括能量供应网、发电机、第一电压传感器、第二电压传感器和计算评价装置；
所述能量供应网电连接发电机，所述能量供应网与发电机电连接之间设置有断开/闭合开关；为更方便地闭合。断开能量供应网与发电机，所述能量供应网的输出端与所述发电机的输入端之间设置断开/闭合开关，
所述能量供应网输出端连接有第一电压传感器；
所述发电机电压输出端连接有第二电压传感器；
所述计算评价装置设置有计算评价单元和数据处理器；
所述第一电压传感器和第二电压传感器通过信号线连接所述计算评价装置。
优选地，所述计算评价装置设置有显示屏，所述显示屏连接所述计算评价装置的数据处理器，所述显示屏用于显示报告所述第一输出电压值与第二输出电压值的比较值和维护信号。
优选地，所述计算评价装置连接有蜂鸣报警器，所述蜂鸣报警器电连接所述计算评价装置的数据处理器。
实施例1，通过一种用于识别磁极滑差的装置，所述能量供应网电连接发电机，所述能量供应网与发电机电连接之间设置有断开/闭合开关；所述能量供应网输出端连接有第一电压传感器；首先通过第一电压传感器检测能量供应网的第一输出电压值；通过与发电机电压输出端连接的第二电压传感器，检测与能量供应网电连接的发电机的第二输出电压值；将第一电压传感器检测出的第一输出电压值和第二电压传感器检测出的第二输出电压值分别通过信号线传送至评价计算装置；评价计算装置计算第一输出电压值和第二输出电压值的比较差；所述比较差通过显示屏显示，当所述比较差大于设定阈值时，输出信号，该信号视为识别出磁极滑差。
当第一输出电压值与第二输出电压值的比较差大于维护数值1.5V至6V时，能量供应网与发电机电连接之间的断开/闭合开关断开，能量供应网与发电机连接断开，避免了发动机转速过快异常时，能量供应网继续供电而造成意外。同时蜂鸣报警器开始报警，及时通知检测人员进行检测，避免了长久的磁极滑差和断电给人们生活带来的不便。
本发明通过上述技术方案，无需通过在旋转轴上测旋转频率，避免了误差。同时，通过与能量供应网与发电机输出端连接的电压传感器直接测得输出电压，通过两个输出电压值的比较进而得知发电机的机械旋转频率和能量供应网的电旋转频率。通过计算评价装置直接识别是否出现磁极滑差，快速简单。若直接测旋转频率，由于旋转过快时，频率的测量会有一定的误差，进而影响识别是否出现磁极滑差。同时，滑差太小时，发电机并网的时间也会很长，所以滑差值太小时也不会提示。
一般情况下，发电机的转速在设计时就已经定好，它与发电量无关。对交流电，发电机的转速决定了交流电的频率,其电压由励磁和绕组决定，电流决定于从发电到用电回路的电阻，也就是负载，因为发电和用电是在瞬间完成的，因此电流也是随负载变动的，电流和电压的乘积是功率，因为发电机的功率不能瞬间变化，电流的变动就会引起电压波动，造成转速的变化。这时要调节励磁和电力，以维持发电和用电的平衡。直流发电机的转速与输出电压成正比，其额定输出电压在设计时就已经定好转速，转速的变化要引起电压的变化,这时可以调节励磁电流来调节输出电压。而对于交流电压，电压与转速几乎是成正比关系,在发电机的出线端是闭合的回路时，电压是随转速升高而提高。通过上述理论可知，发电机的转速与输出电压成正比，因此，本发明用测电压代替测转速，便捷、快速，电机在转动时，转速的测量会有一定的影响，而用测电压代替，则避免了该误差的影响。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于识别磁极滑差的方法，其特征在于，检测或确定发电机的第一输出电压值和能量供应网的第二输出电压值并进行比较，其中，在第一输出电压值与第二输出电压值的偏差大于可预订的阈值时，输出信号，其中，该信号视为所探测到的磁极滑差；
具体包括以下步骤：
第一输出电压值的检测：通过与能量供应网输出端连接的第一电压传感器，检测能量供应网的第一输出电压值；
第二输出电压值的检测：在发电机的输出端连接有第二电压传感器，检测与能量供应网电连接的发电机的第二输出电压值；
比较值的计算：第一输出电压值和第二输出电压值分别传送至评价计算装置；评价计算装置计算第一输出电压值和第二输出电压值的比较差；
信号输出：所述比较差大于可预定的阈值时，输出信号，该信号视为识别出磁极滑差。
2.根据权利要求1所述的一种用于识别磁极滑差的方法，其特征在于，如果在预设的时间段期间存在大于可预订的阈值，则输出信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于识别磁极滑差的方法，其特征在于，所述设定阈值为大于1V，优选大于1.5V。
4.根据权利要求1所述的一种用于识别磁极滑差的方法，其特征在于，所述步骤比较值的计算：第一输出电压值和第二输出电压值分别传送至评价计算装置；评价计算装置计算第一输出电压值和第二输出电压值的比较差；
还包括计算评价装置的显示屏，显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差。
5.根据权利要求4所述的一种用于识别磁极滑差的方法，其特征在于，所述计算评价装置显示屏显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差超出可预订的维护数值时，
显示屏输出维护信号，所述计算评价装置上的蜂鸣报警器报警。
6.根据权利要求5所述的一种用于识别磁极滑差的方法，其特征在于，所述计算评价装置显示屏显示第一输出电压值和第二输出电压值的比较差超出可预订的维护数值时，
能量供应网与发电机之间的电连接断开，所述能量供应网停止对发电机供应能量。
7.根据权利要求5所述的一种用于识别磁极滑差的方法，其特征在于，所述可预订的维护数值为1.5V至6V。
8.一种用于识别磁极滑差的装置，特别是用于实施一种按照权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，包括能量供应网、发电机、第一电压传感器、第二电压传感器和计算评价装置；
所述能量供应网电连接发电机，所述能量供应网与发电机电连接之间设置有断开/闭合开关；
所述能量供应网输出端连接有第一电压传感器；
所述发电机电压输出端连接有第二电压传感器；
所述计算评价装置设置有计算评价单元和数据处理器；
所述第一电压传感器和第二电压传感器通过信号线连接所述计算评价装置。
9.据权利要求8所述的一种用于识别磁极滑差的装置，其特征在于，所述计算评价装置设置有显示屏，所述显示屏连接所述计算评价装置的数据处理器，所述显示屏用于显示报告所述第一输出电压值与第二输出电压值的比较值和维护信号。
10.根据权利要求8所述的一种用于识别磁极滑差的装置，其特征在于，所述计算评价装置连接有蜂鸣报警器，所述蜂鸣报警器电连接所述计算评价装置的数据处理器。
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2016
- 2016-03-07 CN CN201610127370.0A patent/CN105762839B/zh active Active
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