DE69404307T2 - Steuerung der elektrischen lasten während eines generatorausfalles in einem multigeneratorsystem - Google Patents

Steuerung der elektrischen lasten während eines generatorausfalles in einem multigeneratorsystem

Info

Publication number
DE69404307T2
DE69404307T2 DE69404307T DE69404307T DE69404307T2 DE 69404307 T2 DE69404307 T2 DE 69404307T2 DE 69404307 T DE69404307 T DE 69404307T DE 69404307 T DE69404307 T DE 69404307T DE 69404307 T2 DE69404307 T2 DE 69404307T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
generator
temperature
hot spot
critical
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69404307T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69404307D1 (de
Inventor
Gerald Parkinson
Jay Verney
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of DE69404307D1 publication Critical patent/DE69404307D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69404307T2 publication Critical patent/DE69404307T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/06Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D2221/00Electric power distribution systems onboard aircraft
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/44The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for aircrafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Energieversorgung zum Steuern elektrischer Lasten während eines Generatorausfalls in einem Mehrgeneratorsystem, ferner ein Verfahren zum Steuern elektrischer Lasten während eines Generatorausfalls nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 10 und 16. Ein System und ein Verfahren dieser Art sind aus der US-A-4,403,292 bekannt.
  • Zahlreiche elektrische Energieversorgungssysteme enthalten zwei oder mehr Generatoren aus Gründen der Redundanz und Sicherheit. Beispielsweise sind elektrische Versorgungssysteme von Hubschraubern typischerweise derart ausgebildet, daß der Verlust eines Generators nicht die Beendigung der Mission gefährdet, beispielsweise bleiben wesentliche Anlagenteile für den auszuführenden Auftrag nicht ohne Strom. Bei einem Beispiel eines elektrischen Hubschrauberversorgungssystems ist ein Paar von Generatoren vorgesehen, um verschiedene Lasten im Hubschrauber zu speisen. Ein Generator #1 ist mit einem Primärbus #1 und einem Überwachungsbus #1 ausgestattet, in ährilicher Weise ist ein Generator #2 zum Speisen eines Primärbusses #2 und eines Überwachungsbusses #2 vorgesehen. Jeder Bus ist für eine Nennleistung von 15 KVA ausgelegt, jeder Generator besitzt eine Nennleistung von 45 KVA. Die Primärbusse werden typischerweise zum Versorgen wesentlicher Einsatz-Einrichtungsteile verwendet, die Überwachungsbusse liefern Leistung an Hilfs- und Peripherieteile. Für den Fall, daß einer der Generatoren ausfällt, beispielsweise der Generator #1, wird der Überwachungsbus #1 automatisch abgeschaltet, und der Primärbus #2, der Überwachungsbus #2 und der Primärbus #1 werden von dem Generator #2 gespeist.
  • Der Aufbau des oben beschriebenen elektrischen Hubschrauberversorgungssystems basiert auf der Annahme, daß jeder der Generatoren eine feste Kapazität aufweist und sämtliche elektrischen Lasten gespeist werden. Weiterhin wird von der Annahme ausgegangen, daß die Generator-Kapazität sich nicht überwachen läßt und daß der gesamte Leistungsverbrauch der einzelnen Lasten nicht zu überwachen ist. Deshalb werden die Generatoren derart bemessen, daß sie Leistung in den schlimmsten anzunehmenden Fällen liefern. Darüber hinaus werden gewisse von einem zugehörigen Überwachungsbus gespeiste Lasten beim Verlust eines Primärgenerators unter Umständen überflüssigerweise abgeschaltet.
  • Gemäß den Proceedings of the 20th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference SEAP-164, August 1985, Warrendale, PA 15906, Seiten 1374 - 1381, Mehl et al. "Electric Power Management and Distribution for Air and Space Applications" wird angeregt, bei einem Generatorausfall nicht kritische Lasten abzukoppeln.
  • Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Versorgungssystems, welches bei Ausfall eines Generators im Rahmen eines Mehrgeneratorsystems basierend auf der von den verbleibenden Generatoren verfügbaren Leistung sowie der Kritizität des Betriebs von Lasten gewisse Lasten abkoppelt.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Energieversorgungssystems für ein Flugzeug, welches die von einem Generator verfügbare Leistung basierend auf aktuellen Generatorparametern bestimmt. Erreicht wird dies von der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale jedes der Ansprüche 1, 10 und 16.
  • Erfindungsgemäß werden ansprechend auf den Verlust eines Generators in einem elektrischen Versorgungssystem sämtliche arbeitenden elektrischen Lasten automatisch auf einen zweiten Generator umgeschaltet, und das elektrische Energieversorgungssystem fährt damit fort, sämtliche Lasten mit Leistung zu versorgen, wobei die zum Betreiben sämtlicher arbeitenden Lasten erforderliche Gesamtleistung die Nennkapazität des arbeitenden Generators überschreiten darf, während die Wicklungstemperatur oder eine andere Heißpunkttemperatur des arbeitenden Generators überwacht wird, um festzustellen, ob eventuell Wärmebeanspruchungsgrenzwerte überschritten werden. Wenn die kritische Heißpunkttemperatur sich der Wärmebeanspnichungsgrenze nähert, werden gewisse elektrische Lasten über einen vorprogrammierten Lastabkoppel-Prioritätsplan abgeschaltet, und anschließend werden Lasten wieder angekoppelt, während andere Lasten abgeschaltet werden oder die kritische Heißpunkttemperatur abnimmt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine bedeutende Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar, weil Generatoren bis hin zu maximalen Sicherheitsgrenze ihrer Betriebsbedingungen belastet werden können. Darüber hinaus ermöglicht in einem elektrischen Energieversorgungssystem, welches in einer kritische Lasten aufweisenden Umgebung eingesetzt wird, beispielsweise als elektrisches Energieversorgungssystem für ein Flugzeug, der andauernde Betrieb von Lasten des Flugzeugs möglicherweise dem Piloten, seinen Auftrag zu beenden, während bei gleichzeitigem Verlust eines Generators gearbeitet wird. Die Generatoren werden nicht gemäß festen Kapazitätsgrenzen betrieben, sondern stattdessen bestimmt sich die Kapazität eines Generators in bezug auf spezifische Betriebsparameter dieses Generators, beispielsweise der Wicklungstemperatur des Generators oder einer anderen kritischen Heißpunkt-Temperatur des Generators.
  • Als Reaktion auf den Verlust eines Generators in einem mehr als einen Generator enthaltenden System werden Lasten nicht automatisch abgeschaltet, sondern werden stattdessen lediglich abhängig davon abgeschaltet, daß die kritische Heißstellen-Temperatur in einem arbeitenden Generator sich einer Wärmebeanspruchungsgrenze nähert. Darüber hinaus werden Lasten entsprechend einem spezifischen Protokoll abgeschaltet, um sicherzustellen, daß zur Ausführung des Auftrags wesentliche Lasten weiterhin mit Energie gespeist werden.
  • Vorstehendes Ziel sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie in der begleitenden Zeichnung dargestellt ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Figur ist ein schematisches Blockdiagramm des elektrischen Energieversorgungssystems gemäß der Erfindung.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße elektrische Lastsystem eignet sich besonders gut zur Steuerung elektrischer Lasten während des Ausfalls eines oder mehrerer Systemgeneratoren. Ansprechend auf einen Generatorausfall bleiben sämtliche Lasten durch noch in Betrieb befindliche Generatoren versorgt, wenn nicht die Temperatur einer Wicklung oder eines anderen kritischen Heißpunkts eines arbeitenden Generators sich einem Wärmebeanspruchungs-Grenzwert nähert, wobei dann Lasten nach Maßgabe eines vorprogrammierten Lastprioritätsplans abgekoppelt werden. Es können Lasten erneut gespeist werden, wenn andere Lasten abgeschaltet werden, oder wenn die kritische Heißpunkt-Temperatur abnimmt.
  • Bezugnehmend auf die Figur, liefert ein Paar elektrischer Generatoren 10 und 11 Leistung über elektrische Lastverwaltungszentren (ELMC) 20 an elektrische Lasten 15 in einem Flugzeug. Jedes ELMC enthält ein Fernterminal und einen Satz von Festkörper-Leistungssteuerungen (SSPC). Jeder der Flugzeuglasten 15 ist eine SSPC zugeordnet, die von einem ELMC gesteuert wird. Das ELMC empfängt Eingangsleistung von den Generatoren 10 und 11 sowie digitale Befehle über einen Datenbus 22. Der ELMC-Terminal-Abschnitt setzt die digitalen Befehle von dem Datenbus um in diskrete Befehle, die die SSPCs einschalten, ausschalten oder zurücksetzen Der Umfang der Nachfrage nach elektrischer Leistung gegenüber den Generatoren 10 und 11 wird bestimmt durch die speziellen angeschlossenen Lasten im Verein mit der entsprechenden Nennleistung jeder Last. Ein Allzweck-Prozessorsatz (GPPS) enthält einen oder mehrere Rechner oder Mikroprozessoren, die auf seitens des Piloten erzeugte Befehle, auf Flugzeug-Sensoren und gespeicherte Subroutinen ansprechen, um die ELMCs über den Datenbus 22 anzuweisen, individuelle Lasten einzuschalten oder auszuschalten. Der GPPS 25 überwacht außerdem über eine Flugzeugsensor-Schnittstelle (ASI) 30 verschiedene Generatorparameter.
  • Die Ausgangsleistung elektrischer Generatoren wird beschränkt durch den inneren Stau von Wärme aufgrund von Reibung, Hystereseeffekten und Wirbelstromverlusten in den magnetischen Stoffen sowie Verlusten aufgrund von Spannungsabfällen in Wicklungen oder Bauteilen. Die verschiedenen Teile besitzen jeweils einen Temperaturgrenzwert, der nicht überschritten werden darf, wenn ein früher Ausfall des Generators vermieden werden soll. Das interne Bauteil, dessen Temperatur als erstes ihren Grenzwert ansprechend auf eine Steigerung der Belastung erreicht, wird als kritischer Heißpunkt bezeichnet und seine Lage wird mit Hilfe einer Analyse bei der Entwicklung des Generators festgelegt und während eines Testprogramms bestätigt. Im Idealfall wird erfindungsgemäß die Temperatur des kritischen Heißpunkts durch Anbringung eines Wärmesensors, beispielsweise eines Thermistors, eines Thermopaares, eines Widerstands-Temperaturdetektors (RTD) etc. an der Stelle des kritischen Heißpunkts überwacht. Wenn es in der Praxis nicht möglich ist, den Sensor an der Stelle des kritischen Heißpunkts anzubringen, kann er an einer anderen Stelle angebracht werden, deren Temperatur nachweislich eine feste Relation zu der Temperatur des kritischen Heißpunkts aufweist. Traditionell waren die Wicklungen des Hauptstators der kritische Heißpunkt deshalb, weil sie die stärksten Ströme führen, wobei das Kühlmittel keinen unmittelbaren Kontakt mit den Wicklungen selbst hatte. In einigen Ausführungen jedoch sind drehende Gleichrichter die ersten Bauteile, die ihre Temperaturgrenzen erreichen.
  • Die Meßwerte der kritischen Heißpunkttemperatur werden über die ASI 30 an den GPPS 25 geliefert. Der GPPS vergleicht die Temperaturmeßwerte von der ASI mit den Wärmebeanspruchungsgrenzwerten des kritischen Heißpunkts, um sicherzustellen, daß das Bauteil nicht oberhalb der zugehörigen Wärmebeanspruchungsgrenzwerte betrieben wird.
  • Wenn beispielsweise die Statorwicklung den kritischen Heißpunkt bildet und der Wärmebeanspruchungsgrenzwert der Wicklungsisolierung überschritten wird, setzt möglicherweise eine Beschädigung der Isolierung ein. Wiederholte und/oder längere Hochtemperaturbedingungen innerhalb der Wicklungen würden, falls man sie zuließe, schließlich zu einem Versagen der Isolierung führen, mit der Folge eines Kurzschlusses in den Wicklungen und mithin eines Durchbrennens des Generators. Das herkömmliche Verfahren zur Bestimmung der Generatorkapazität war eine Funktion von Umgebungsbedingungen, vornehmlich der Öltemperatur (bei durch Sprühöl gekühlten Generatoren) oder des Ölströmungsdurchsatzes. Weil die Umgebung jedoch in nicht vorhersagbarer und schwieriger Weise nach den herkönnnlichen Methoden der Energieverteilung zu überwachen ist, wurden die Generatoren für die im schlimmsten Fall anzunelimenden Temperaturbedingungen und die Gesamtsumme sämtlicher elektrischer, möglicherweise in Betrieb befindlicher Lasten bei der Mission und während des Flugs bemessen. Der Einsatz von Temperatursensoren gemäß der Erfindung im Verein mit dem GPPS bedeutet die direkte Messung der kritischen Temperatur, um sicherzustellen, daß Wärmebeanspruchungsgrenzwerte nicht überschritten werden.
  • Bei Verlust eines Generators werden die elektrischen Lasten automatisch von dem ELMC auf einen zweiten Generator umgeschaltet. Demzufolge gibt es keinen sofortigen Verlust von Lasten, wie es der Fall bei dem Überwachungsbus-Verfahren ist. Das elektrische Energieversorgungssystem fährt damit fort, sämtliche arbeitenden Lasten mit elektrischer Leistung zu versorgen, und es erscheint aus der Sichtweise des Piloten normal. Wenn der elektrische Lastbedarf zunimmt, was eine Funktion der Flugzeug-Betriebserfordernisse ist, überschreitet die erforderliche Gesamtleistung möglicherweise die Nennkapazität des arbeitenden Generators. Dies ist deshalb möglich, weil ein Generator unter den meisten Betriebsbedingungen mehr Leistung erzeugen kann, als es seiner Nennleistung entspricht. Die installierte Leistung eines Generators ist die in KVA oder Ampere gemessene Minimum-Leistung, die der Generator unter den schlechtesten anzunehmenden Bedingungen der Umgebungstemperatur, der Antriebsdrehzahl, der Kühlmitteltemperatur, des Kühlmitteldurchsatzes, der internen Kühlmittelverteilung, interner Toleranzen wie Wicklungswiderstände und Luftspalte sowie Leistungsfaktor (bei Wechselstromgeneratoren) garantiert bereitstellen kann. Es ist unwahrscheinlich, daß all diese Faktoren sich in Wirklichkeit jemals kombinieren und die für den schlimmsten Fall anzunehmenden Bedingungen darstellen, so daß in Betrieb befindliche Generatoren normalerweise mehr Leistung liefern können, als es ihrer Nennleistung entspricht. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die sichere Nutzung dieser überschüssigen Leistung zur Beendigung einer Mission oder zum Unterstützen der Rückkehr zur Basis nach einem Generatorausfall oder einem Bauelementschaden.
  • Während des Betriebs mit einem einzelnen Generator wird die Temperatur des kritischen Heißpunkts, beispielsweise die Wicklungstemperatur des arbeitenden Generators, andauernd überwacht, und wenn die Wicklungstemperatur sich dem Wärmebeanspruchungsgrenzwert zu nähern beginnt, werden gewisse elektrische Lasten über einen vorprogrammierten Lastabkoppel-Prioritätsplan mit Hilfe von GPPS-Befehlen an das zugehörige ELMC abgeschaltet. Weitere Lasten werden nur dann abge koppelt, wenn die Wicklungstemperatur sich immer noch der Wärmebeanspruchungsgrenze nähert. Der GPPS ist so programmiert, daß er Hilfslasten und für die Ausführung des Auftrags nicht kritische Lasten abkoppelt, die die Sicherheit des Flugzeugs nicht beeinträchtigen. Diese Lasten können wieder angekoppelt werden, sobald weitere Lasten aufgrund der Betriebserfordernisse des Flugzeugs abgeschaltet werden, oder falls die Temperatur der Generatorwicklung abnimmt.
  • Bis zu dieser Stelle wurde die Erfindung so beschrieben, daß Lasten abhängig davon abgekoppelt werden, daß die Temperatur eines kritischen Heißpunkts einen entsprechenden Wärmebeanspruchungsgrenzwert übersteigt. Ein an dem kritischen Heißpunkt angebrachter Temperaturfühler liefert eine Anzeige für die Temperatur des kritischen Heißpunkts über die ASI 30 an den GPPS 25. Der GPPS vergleicht die Temperatur mit dem Wärmebeanspruchungsgrenzwert, um festzustellen, ob Lasten abgekoppelt werden sollten. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung bestimmt der GPPS die Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur des kritischen Heißpunkts. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man das von einem Temperaturfühler über die ASI gelieferte Temperatursignal differenziert. Wenn die Temperatur des kritischen Heißpunkts mit einer Geschwindigkeit steigt, die größer als eine Schwellengeschwindigkeit oder eine maximal zulässige Geschwindigkeit ist, werden Lasten abgekoppelt, um zu verhindern, daß die Temperatur des kritischen Heißpunkts die entsprechende Wärmebeanspruchungsgrenze übersteigt. Dieses Verfahren zum Steuern der Generatorlast während eines Generatorausfalls in einem Mehrgeneratorsystem bietet den beträchtlichen Vorteil, daß die anstehende Überlastung eines Generators basierend auf der Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur des kritischen Heißpunkts vorhergesagt wird und Lasten abgekoppelt werden, bevor die Temperatur des kritischen Heißpunkts tatsächlich den entsprechenden Wärmebeanspruchungsgrenzwert überschreitet.
  • Bei einer zweiten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung spricht der GPPS entweder darauf an, daß die Temperatur des kritischen Heißpunkts den zugehörigen Wärmebeanspruchungsgrenzwert übersteigt, oder die Zunahmegeschwindigkeit der Temperatur des kritischen Heißpunkts eine maximal zulässige Geschwindigkeit übersteigt, um Lasten abzukoppeln. Wenn also die Temperatur des kritischen Heißpunkts mit einer Geschwindigkeit zunimmt, die unter der maximal zulässigen Geschwindigkeit liegt, werden Lasten angekoppelt, nachdem die Temperatur des kritischen Heißpunkts den entsprechenden Wärmebeanspruchungsgrenzwert übersteigt.
  • Die Erfindung ist gleichermaßen anwendbar bei Wechselstrom- und Gleichstrom-Versorgungssystemen, wobei von Bedeutung ist, daß ein Temperaturfühler an der Stelle eines kritischen Heißpunkts oder an einer anderen Stelle angeordnet wird, deren Temperatur eine fixe Beziehung zu der Temperatur des kritischen Heißpunkts aufweist. Obschon die Erfindung so beschrieben wurde, daß Lasten abgekoppelt werden, wenn eine Temperatur eines kritischen Heißpunkts einen Wärmebeanspruchungsgrenzwert übersteigt, kann die Lastabkopplung tatsächlich einsetzen, wenn die Temperatur des kritischen Heißpunkts eine Auslösetemperatur übersteigt, die um einen Schwellenwert unterhalb der Wärmebeanspruchungsgrenze liegt, um auf diese Weise einen Sicherheitsspielraum zur Verfügung zu haben.
  • Obschon die Erfindung so beschrieben wurde, daß sämtliche Betriebslasten in Abhängigkeit eines Generatorausfalls automatisch auf arbeitende Generatoren transferiert werden, so können gewisse Lasten dann abgekoppelt werden, wenn die Gesamtlast unzweifelhaft die arbeitenden Generatoren überlastet. Wie oben erläutert, besitzen Generatoren eine Nennleistung, die erfindungsgemäß überschritten werden kann unter der Voraussetzung, daß die Temperatur des kritischen Heißpunkts nicht einen Wärmebeanspruchungsgrenzwert übersteigt, oder die Zunahmegeschwindigkeit der Temperatur des kritischen Heißpunkts eine maximale zulässige Geschwindigkeit nicht übersteigt. Wenn unter gewissen Umständen die Last die Nennleistung des Generators bei weitem übersteigt, so ist klar, daß die Wärmebeanspruchungsgrenzwerte überschritten werden. Unter diesen Umständen werden gewisse Lasten abgekoppelt, anstatt einem arbeitenden Generator zugeordnet zu werden. Der GPPS ermittelt basierend auf den angeschlossenen speziellen Lasten die Gesamtlast im Verein mit der Nennleistung jeder angeschlossenen Last. Wenn die Gesamtlast eine maximal zulässige Last übersteigt, werden einzelne Lasten abgekoppelt. Die maximal zulässige Last ist größer als die Nennkapazität, und es handelt sich um diejenige Lastgröße, bei der unzweifelhaft ist, daß die Wärmebeanspruchungsgrenzen überschritten würden.
  • Lasten können erfindungsgemäß automatisch dann wieder gespeist werden, wenn die Temperatur des kritischen Heißpunkts unter eine Rückstelltemperatur abfällt, welche eine feste Relation zu der Wärmebeanspruchungsgrenze aufweist. Alternativ können Lasten in zugelassener Weise abhängig von Pilotenbefehlen dann wieder gespeist werden, wenn die Temperatur des kritischen Heißpunkts unter die Rückstelltemperatur abfällt. Im Idealfall ist die Rückstelltemperatur ausreichend niedriger als die Auslösetemperatur, um zu verhindern, daß eine Last zyklisch ein- und ausgeschaltet wird. Immer dann, wenn eine Last abgekoppelt wird, kann sie abhängig von Pilotenbefehlen immer erneut mit Energie versorgt werden. Wenn das erneute Einspeisen von Energie in eine abgekoppelte Last die arbeitenden Generatoren überlasten würde, so wird eine Last mit der nächstniedrigeren Priorität automatisch abgekoppelt. Dies ermöglicht, daß der Pilot die Entscheidung der Abkoppelroutine bezüglich der abzuschaltenden Lasten während einer Generatorüberlastung übersteuert.
  • Obschon die Erfindung in bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, sollte vom Fachmann gesehen werden, daß die oben angegebenen und verschiedene weitere Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen möglich sind, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims (22)

1. Elektrisches Energieversorgungssystem zum Steuern elektrischer Lasten während eines Generatorausfalls in einem Mehrgeneratorsystem (10, 11), umfassend:
eine Temperaturfühleinrichtung (30), die Temperatursignale liefert, die jeweils die Temperatur eines Generators angeben, und
eine Verarbeitungseinrichtung (25), die auf eines der Temperatursignale anspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Temperatursignale eine Temperatur eines kritischen Generator-Heißpunkts für einen entsprechenden arbeitenden Generator (10, 11) angibt,
wobei der kritische Generator-Heißpunkt bezeichnend für eine interne Komponente des Generators ist, deren Temperatur in Abhängigkeit der Zunahme einer Generatorbelastung als erstes ihre Wärmegrenze erreicht; und
die Verarbeitungseinrichtung (25) darauf anspricht, daß eines der Temperatursignale ein entsprechendes Auslösesignal zum Abkoppeln elektrischer Lasten (20) übersteigt.
2. System nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:
eine Einrichtung, die auf die Temperatursignale (30) anspricht, um Geschwindigkeitssignale bereitzustellen, die der Zunahinegeschwindigkeit der Temperatursignale entsprechen; und
wobei die Verarbeitungseinrichtung (25) darauf anspricht, daß eines der Geschwindigkeitssignale eine maximal zulässige Geschwindigkeit überschreitet, um elektrische Lasten (20) abzukoppeln.
3. System nach Anspruch 2, umfassend:
eine Einrichtung (30) zum Bereitstellen eines Generatorauslösesignals ansprechend auf einen Generatorausfall; und
wobei die Verarbeitungseinrichtung (25) ansprechend auf das Generatorauslösesignal sämtliche arbeitenden elektrischen Lasten durch arbeitende Generatoren speist.
4. System nach Anspruch 1, bei dem die Verarbeitungseinrichtung (25) ansprechend darauf, daß das Temperatursignal unterhalb eines Rückstellsignals liegt, abgekoppelte Lasten automatisch wieder speist.
5. System nach Anspruch 2, bei dem die Verarbeitungseinrichtung (25) ansprechend darauf, daß das Temperatursignal unter einem Rückstellsignal liegt, abgekoppelte Lasten automatisch wieder speist.
6. System nach Anspruch 2, bei dem die Temperaturfühleinrichtung (30) an dem kritischen Generator-Heißpunkt angebracht ist.
7. System nach Anspruch 2, bei dem die Temperaturfühleinrichtung (30) an einer Stelle innerhalb jedes Generators angebracht ist, deren Temperatur eine feste Relation zu der Temperatur des kritischen Heißpunkts aufweist.
8. System nach Anspruch 4, bei dem das Auslösesignal und das Rück stellsignal in direkter Beziehung stehen zu der thermischen Grenze des kritischen Heißpunkts.
9. System nach Anspruch 5, bei dem das Auslösesignal und das Rückstellsignal in direkter Beziehung stehen zu der thermischen Grenze des kritischen Heißpunkts.
10. Elektrisches Energieversorgungssystem, umfassend:
mindestens zwei Generatoren (10, 11);
eine Einrichtung (30) zur Bereitstellung eines Generatorauslösesignals in Abhängigkeit eines Generatorausfalls;
eine Temperaturfühleinrichtung (30) zum Bereitstellen von Temperatursignalen, die jeweils bezeichnend sind für die Temperatur eines Generators, und
eine Verarbeitungseinrichtung (25), die auf das Generatorauslösesignal anspricht, indem sie sämtliche arbeitenden elektrischen Lasten seitens der arbeitenden Generatoren und ansprechend auf die Temperatursignale speist;
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Temperatursignale bezeichnend ist für die Temperatur eines kritischen Generator-Heißpunkts für einen entsprechenden arbeitenden Generator, und
der kritische Generator-Heißpunkt kennzeichnend ist für diejenige interne Komponente des Generators, deren Temperatur als erstes ihren thermischen Grenzwert in Abhängigkeit der Zunahme der Generatorlast erreicht, und
daß das System eine Einrichtung (30) aufweist, die auf die Temperatursignale anspricht, indem sie Geschwindigkeitssignale liefert, die bezeichnend sind für die Zunahmegeschwindigkeit der Temperatursignale, und die Verarbeitungseinrichtung ansprechend darauf, daß eines der Geschwindigkeitssignale eine maximal zulässige Geschwindigkeit übersteigt, elektrische Lasten abkoppelt.
11. System nach Anspruch 10, bei dem die Verarbeitungseinrichtung (25) außerdem darauf anspricht, daß eines der Temperatursignale ein entsprechendes Auslösesignal übersteigt, um elektrische Lasten abzukoppeln.
12. System nach Anspruch 11, bei dem die Verarbeitungseinrichtung (25) darauf anspricht, daß das Temperatursignal unterhalb eines Rückstellsignals liegt, um abgekoppelte Lasten automatisch erneut mit Energie zu versorgen.
13. System nach Anspruch 11, bei dem die Temperaturfühleinrichtung (30) an dem kritischen Generator-Heißpunkt angeordnet ist.
14. System nach Anspruch 11, bei dem die Temperaturfühleinrichtung (30) an einer Stelle innerhalb des Generators angeordnet ist, deren Temperatur eine feste Relation zu der Temperatur des kritischen Heißpunkts aufweist.
15. System nach Anspruch 12, bei dem das Auslösesignal und das Rückstellsignal in direkter Beziehung zu der thermischen Grenze des kritischen Heißpunkts stehen.
16. Verfahren zum Steuern elektrischer Lasten wahrend eines Generatorausfalls in einem Mehrgeneratorsystem (10, 11), umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Generatorauslösesignals (30) in Abhängigkeit eines Generatorausfalls;
Bilden von Temperatursignalen (30), die jeweils bezeichnend sind für die Temperatur eines Generators; und
Versorgen sämtlicher arbeitender elektrischer Lasten (20, 25) seitens arbeitender Generatoren in Abhängigkeit des Generatorauslösesignals;
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Temperatursignale bezeichnend ist für die Temperatur eines kritischen Generator-Heißpunkts eines entsprechenden arbeitenden Generators,
der kritische Generator-Heißpunkt bezeichnend ist für eine interne Generator-Komponente, deren Temperatur als erstes ihre thermische Grenze in Abhängigkeit einer steigenden Generatorbelastung erreicht; und
elektrische Lasten (20, 25) abhängig davon abgekoppelt werden, daß eines der Temperatursignale ein entsprechendes Auslösesignal übersteigt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bereitstellen von Geschwindigkeitssignalen (30), die bezeichnend sind für die Zunahmegeschwindigkeit der Temperatursignale; und
Abkoppeln elektrischer Lasten (20, 25) in Abhängigkeit davon, daß eines der Geschwindigkeitssignale eine maximal zulässige Geschwindigkeit übersteigt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch den Schritt des automatischen erneuten Versorgens abgekoppelter Lasten (20, 25) mit Energie in Abhängigkeit davon, daß das Temperatursignal unterhalb eines Rückstellsignals liegt.
19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Temperatursignale mit Hilfe einer Temperatutfühleinrichtung (30) gebildet werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch den Schritt des Anbringens der Temperaturfühleinrichtung an dem kritischen Generator-Heißpunkt.
21. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch den Schritt des Anordnens der Temperaturfühleinrichtung an einer Stelle innerhalb jedes Generators, deren Temperatur eine feste Relation zu der Temperatur des kritischen Heißpunkts aufweist.
22. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Auslösesignal und das Rückstellsignal in direkter Beziehung zu der thermischen Grenze des kritischen Heißpunkts stehen.
DE69404307T 1993-05-26 1994-04-21 Steuerung der elektrischen lasten während eines generatorausfalles in einem multigeneratorsystem Expired - Fee Related DE69404307T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/067,751 US5422517A (en) 1993-05-26 1993-05-26 Control of electric loads during generator failure in a multi-generator system
PCT/US1994/004419 WO1994028608A1 (en) 1993-05-26 1994-04-21 Control of electric loads during generator failure in a multi-generator system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69404307D1 DE69404307D1 (de) 1997-08-21
DE69404307T2 true DE69404307T2 (de) 1998-01-08

Family

ID=22078162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69404307T Expired - Fee Related DE69404307T2 (de) 1993-05-26 1994-04-21 Steuerung der elektrischen lasten während eines generatorausfalles in einem multigeneratorsystem

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5422517A (de)
EP (1) EP0700590B1 (de)
JP (1) JP3547442B2 (de)
KR (1) KR960702689A (de)
AU (1) AU682875B2 (de)
CA (1) CA2161528A1 (de)
DE (1) DE69404307T2 (de)
IL (1) IL109747A (de)
WO (1) WO1994028608A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012008009A1 (de) 2012-04-20 2012-11-15 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Netzes mit mehreren Generatoren

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL109402A0 (en) * 1994-04-22 1994-07-31 Yahav Shimon Electrical cooking apparatus
GB9412281D0 (en) * 1994-06-18 1994-08-10 Smiths Industries Plc Power supply systems
GB9412261D0 (en) * 1994-06-18 1994-08-10 Smiths Industries Plc Electrical systems
GB9412287D0 (en) * 1994-06-18 1994-08-10 Smiths Industries Plc Power supply systems
US5923097A (en) * 1997-07-24 1999-07-13 International Business Machines Corporation Switching supply test mode for analog cores
US6169953B1 (en) * 1997-09-08 2001-01-02 Case Corporation Method and apparatus for protecting an engine from overheating
DE19842429B4 (de) * 1998-09-16 2006-02-09 Siemens Ag Elektronisches Steuergerät
US6172432B1 (en) 1999-06-18 2001-01-09 Gen-Tran Corporation Automatic transfer switch
US6470224B1 (en) 1999-10-01 2002-10-22 Hamilton Sundstrand Corporation Configurable aircraft power system
GB0031057D0 (en) * 2000-12-20 2001-01-31 Lucas Industries Ltd Power transfer system
US7007179B2 (en) * 2001-02-08 2006-02-28 Honeywell International Inc. Electric load management center
US7020790B2 (en) * 2001-02-08 2006-03-28 Honeywell International Inc. Electric load management center including gateway module and multiple load management modules for distributing power to multiple loads
US6633802B2 (en) 2001-03-06 2003-10-14 Sikorsky Aircraft Corporation Power management under limited power conditions
US6856045B1 (en) 2002-01-29 2005-02-15 Hamilton Sundstrand Corporation Power distribution assembly with redundant architecture
US7388303B2 (en) * 2003-12-01 2008-06-17 Conocophillips Company Stand-alone electrical system for large motor loads
US20050216131A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Sodemann Wesley C Residential load power management system
US7356384B2 (en) * 2004-07-15 2008-04-08 Briggs & Stratton Corporation Load management system
US20060106503A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 Astronics Advanced Electronic Systems Corp., A Corporation Of The State Of Washington Method and system for thermal management
US7505820B2 (en) 2006-03-30 2009-03-17 Honeywell International Inc. Backup control for solid state power controller (SSPC)
US20080203734A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Mark Francis Grimes Wellbore rig generator engine power control
US10339227B1 (en) * 2007-06-08 2019-07-02 Google Llc Data center design
US20090261599A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-22 Glacier Bay, Inc. Power generation system
US20090312885A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Buiel Edward R Management system for drilling rig power supply and storage system
US8344545B2 (en) * 2009-01-20 2013-01-01 Honeywell International Inc. Solid state power contactors based on no break power transfer method
US8078342B2 (en) * 2009-05-01 2011-12-13 Honeywell International Inc. Method for active power management and allocation of functionality
US8829707B2 (en) * 2010-07-15 2014-09-09 Hamilton Sundstrand Corporation Methods for aircraft emergency power management
US8625243B2 (en) 2011-08-25 2014-01-07 Hamilton Sundstrand Corporation Multi-functional solid state power controller
US8829826B2 (en) 2011-08-25 2014-09-09 Hamilton Sundstrand Corporation Regenerative load electric power management systems and methods
US8553373B2 (en) 2011-08-25 2013-10-08 Hamilton Sundstrand Corporation Solid state power controller for high voltage direct current systems
US8952570B2 (en) 2011-08-25 2015-02-10 Hamilton Sundstrand Corporation Active damping with a switched capacitor
US8669743B2 (en) 2011-08-25 2014-03-11 Hamilton Sundstrand Corporation Direct current electric power system with active damping
US8890463B2 (en) 2011-08-25 2014-11-18 Hamilton Sundstrand Corporation Direct current bus management controller
US9293914B2 (en) 2011-11-04 2016-03-22 Kohler Co Power management system that includes a generator controller
US9678162B2 (en) 2011-11-04 2017-06-13 Kohler Co. Load control module that permits testing of power switching devices that are part of the load control module
US8670224B2 (en) 2011-11-04 2014-03-11 Kohler Co. Power management system that includes a membrane
US9991709B2 (en) 2011-11-04 2018-06-05 Kohler Co. Adding and shedding loads using load levels to determine timing
US8942854B2 (en) 2011-11-28 2015-01-27 Kohler Co. System and method for identifying electrical devices in a power management system
US20130158726A1 (en) 2011-12-20 2013-06-20 Kohler Co. System and method for using a network to control multiple power management systems
US9281716B2 (en) 2011-12-20 2016-03-08 Kohler Co. Generator controller configured for preventing automatic transfer switch from supplying power to the selected load
FR2988694B1 (fr) * 2012-03-30 2014-03-28 Hispano Suiza Sa Dispositif d'alimentation electrique d'un aeronef au sol
US9219294B2 (en) 2012-08-22 2015-12-22 Eric D. Albsmeier Power management system that changes the operating conditions of a battery charger
US9331498B2 (en) * 2012-09-07 2016-05-03 Kohler Co. Power generation system that provides efficient battery charger selection
JP6170370B2 (ja) * 2013-08-07 2017-07-26 三菱航空機株式会社 航空機におけるロードシェッド方法および制御装置
FR3023262B1 (fr) * 2014-07-03 2018-01-26 Airbus Operations Systeme d'alimentation electrique d'un ensemble d'equipements embarques d'un avion alors que celui-ci est stationne au sol.
US9771164B2 (en) * 2014-10-27 2017-09-26 Hamilton Sundstrand Corporation Electric system architecture included in a more-electric engine (MEE) system
JP6597664B2 (ja) * 2017-02-14 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
US10101749B1 (en) 2017-03-21 2018-10-16 Bell Helicopter Textron Inc. Combined airspeed and inertial data for rotorcraft longitudinal control
US10942527B2 (en) 2017-05-30 2021-03-09 Textron Innovations Inc. System and method for controlling rotorcraft load priority
US11396380B2 (en) 2019-04-26 2022-07-26 Crane Co. Redundant actuation power and control

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3505531A (en) * 1966-11-15 1970-04-07 Bendix Corp Control circuit for electrical systems having redundant power supplies
US3509357A (en) * 1967-05-10 1970-04-28 Borg Warner Static transfer switching system
US3704380A (en) * 1971-05-06 1972-11-28 Leeds & Northrup Co Load shedding apparatus
US3842249A (en) * 1971-10-19 1974-10-15 Westinghouse Electric Corp Electrical system with programmed computer control and manually initiated control means
US3723750A (en) * 1972-03-01 1973-03-27 Sperry Rand Corp Marine engineroom monitor and control system
US3974643A (en) * 1974-08-08 1976-08-17 Westinghouse Electric Corporation Combined cycle electric power plant and a gas turbine having improved outlet temperature limit control
CH584474A5 (de) * 1975-03-25 1977-01-31 Agie Ag Ind Elektronik
US4064485A (en) * 1976-07-22 1977-12-20 Pacific Technology, Inc. Digital load control circuit and method for power monitoring and limiting system
US4136286A (en) * 1977-07-05 1979-01-23 Woodward Governor Company Isolated electrical power generation system with multiple isochronous, load-sharing engine-generator units
US4216384A (en) * 1977-12-09 1980-08-05 Directed Energy Systems, Inc. System for monitoring and controlling electric power consumption
US4403292A (en) * 1979-05-30 1983-09-06 Sundstrand Corporation Control for an electrical generating and distribution system, and method of operation
IL59777A (en) * 1980-04-04 1983-05-15 Israel Aircraft Ind Ltd Temperature-regulated multiplebattery charging system
US4488198A (en) * 1981-01-15 1984-12-11 Sundstrand Corporation Protective circuit for clutchless parallel generating system
FR2526380A1 (fr) * 1982-05-05 1983-11-10 Aerospatiale Systeme de production et de distribution d'energie electrique pour des vehicules, et notamment des aeronefs, ainsi qu'un coeur electique pour un tel systeme
JPS58201544A (ja) * 1982-05-20 1983-11-24 三菱電機株式会社 マイクロコンピユ−タ付車両用直流三線式回路装置
US4528459A (en) * 1983-06-10 1985-07-09 Rockwell International Corporation Battery backup power switch
US4482857A (en) * 1983-08-08 1984-11-13 Rig Efficiency, Inc. Closed loop power factor control for drilling rigs
US4560887A (en) * 1983-12-22 1985-12-24 Northern Telecom Limited Standby power supply
JPH01186200A (ja) * 1988-01-20 1989-07-25 Mitsubishi Electric Corp 車両用交流発電機の制御装置
US4967096A (en) * 1989-01-26 1990-10-30 Sundstrand Corporation Cross-start bus configuration for a variable speed constant frequency electric power system
AU627952B2 (en) * 1989-12-11 1992-09-03 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine control system having maximum instantaneous load pickup limiter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012008009A1 (de) 2012-04-20 2012-11-15 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Netzes mit mehreren Generatoren

Also Published As

Publication number Publication date
JP3547442B2 (ja) 2004-07-28
US5422517A (en) 1995-06-06
IL109747A (en) 1997-06-10
AU6903694A (en) 1994-12-20
CA2161528A1 (en) 1994-12-08
DE69404307D1 (de) 1997-08-21
EP0700590B1 (de) 1997-07-16
JPH08511933A (ja) 1996-12-10
AU682875B2 (en) 1997-10-23
EP0700590A1 (de) 1996-03-13
KR960702689A (ko) 1996-04-27
WO1994028608A1 (en) 1994-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69404307T2 (de) Steuerung der elektrischen lasten während eines generatorausfalles in einem multigeneratorsystem
DE69124723T2 (de) Vorrichtung zum Schutz gegen Überstrom
DE69129137T2 (de) Schutz eines elektrischen Verteilungssystems
DE69013683T2 (de) Festkörperüberstromrelais.
DE3316350C2 (de) Einrichtung zum Schützen eines Elektromotors
WO2007009675A1 (de) Vorrichtung zum überlastschutz einer versorgungsleitung für eine elektrische last in einem kraftfahrzeug
DE3316667A1 (de) Modular aufgebautes generatorgeraet fuer die kombinierte erzeugung von elektrischer waermeenergie sowie eine mehrzahl derartiger generatorgeraete umfassende anlage
WO2015154850A1 (de) Schutzgerät und schutzsystem für stromkreise sowie verfahren zur steuerung des schutzsystems
DE69020760T2 (de) Elektrische Halbleiter-Leistungskonvertierungseinrichtung.
DE69304475T2 (de) Thermischer schutz für wechselstromgenerator des hauptantriebes einer lokomotive
WO2005104155A1 (de) Verfahren zum ermitteln eines eine abnutzung von schaltkontakten eines leistungsschalters angebenden restschaltspiel-wertes
DE19515859A1 (de) Stromversorgungssystem
DE69617165T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung zwischen Stromquellen mit adaptiver Blockübertragung, bis die Lastspannung auf einen sicheren Wert abfällt
EP0224689A1 (de) Vorrichtung zur Temperaturüberwachung von Gleichstromnebenschlussmotoren an Rotationsdruckmaschinen
EP2319153B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum optimierten energiemanagement
WO2014121995A2 (de) Verfahren zum betreiben einer energieversorgungseinheit für ein bordnetz eines kraftfahrzeugs
EP3256347B1 (de) Verfahren zur steuerung eines verbrauchers eines niedervoltbordnetzes
DE19719308A1 (de) Verfahren zur Regelung der in ein Netz einzuspeisenden Ströme bei Windkraftanlagen sowie nach diesem Verfahren arbeitende Schaltung
DE3237800A1 (de) Schutz fuer umrichtermotoren (mit ueberspannungspruefung)
EP0332568A1 (de) Betriebsverfahren und Steuerschaltung zur Anlaufüberwachung für elektrische Hochspannungsmotoren mit asynchronem Anlauf
WO2016131884A1 (de) Steuerung einer mit einer sicherung geschützten energieübertragung zwischen energieversorgungsnetz und endnutzereinrichtungen
EP2702685B1 (de) Verfahren zum betrieb eines generators in einem elektrischen netz sowie elektrisches netz mit einem derartigen generator
DE69321668T2 (de) Elektronische Vorrichtung zur Einschaltung und Verfahren
DE102021213728B4 (de) Verfahren zum Regulieren eines Stromflusses in einem Antriebssystem, Vorrichtung, Antriebssystem und Fahrzeug
AT526159B1 (de) Segmentiertes Hochvolt-Batteriesystem

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee