专利名称：发动机驱动发电机组的扭转振动的有源控制的制作方法
技术领域：
本文中的实施方式通常涉及发电领域，更具体地说，涉及以有源方式减小由发动机驱动发电机组弓I起的振动。
背景技术：
发动机驱动发电机组广泛用于各种用途。使用内燃发动机作为动力源来运转的发动机驱动发电机组易产生与发动机的脉冲冲程关联的振动。图1示出在以满载运转的典型单缸四冲程发动机的工作循环期间由于气缸点火引起的初始扭转脉冲。由发动机产生的峰值扭矩大约是发动机的转动曲轴在720度循环期间的平均扭矩的18倍。图2中示出了容纳于外壳205内的典型发动机驱动发电机组200。利用安装件209 将外壳205安装到应用结构207。在一些实施方式中，安装件209为柔性安装件(例如，弹簧、橡胶安装件等)，在其他实施方式中，安装件209允许外壳205刚性地安装到应用结构 207。应用结构207可以是能够安装到发电机组的任何结构，例如交通工具(即，汽车、船、 休闲车等)或地面。发电机组200可以是定速发电机组或者变速发电机组。发动机驱动发电机组200 包括连接到飞轮215的发动机组件210，并且具有将发动机组件210安装到外壳205的橡胶安装件212。通常，飞轮215用于通过将发动机动力冲程能量储存在大的总体圆柱形的质量块的转动惯量中，并释放该能量直至下一动力冲程为止，来使发动机的转动速度变化平滑。 通常，发电机组200还包含设备220，该设备220将发动机和飞轮215的转动能转换为电能， 和将电能转换为发动机和飞轮215的转动能。在一些实施方式中，设备220被安装到飞轮 215。发电机组200还包括连接到设备220的整流器225、连接到整流器225的DC滤波器 230以及连接到DC滤波器230的直流到交流(DC到AC)逆变器235。因此，由设备220生成的交流电(AC)被整流器225整流为直流电(DC)，并流过DC滤波器230从而提供更平稳的电压输出，然后通过DC到AC逆变器235，该DC滤波器230。即使飞轮使转动速度变化最小化，但是没有应对气缸体引起的扭矩及其通过振动隔离安装件传递到最终应用结构的振动。当使用单和双气缸发动机时，传递的振动在低发动机速度下尤其高。希望的是在低速度下运转以减小噪声水平，即使在零负载、低速度下运转，振动仍是重大问题。除了输入动力引起的振动之外，发电机组中的振动水平还与负载或从发电机定子汲取的功率的量有关。因此，产生的振动的振幅和频率与发动机速度和从发电机组汲取的功率有关。在当前实践中，不管在发动机中何时生成扭矩，所述设备都从发动机曲轴获取该扭矩。
另外，传统的四冲程内燃发动机(不管是使用火花点火还是压燃点火)生成脉冲形式的动力。这些动力脉冲可达在发动机平均输出动力的10倍以上，引起保持发动机的应用结构前后滚动。通常，这些发动机被柔性地安装，因此仅这些脉冲中的一小部分被传递到应用结构。此外，一些发动机利用内部旋转平衡轴来帮助抵消曲轴和活塞的失衡，这些失衡引起附加力偶和周期性的转动振动。因此产生的振动问题主要通过将发电机组放置在弹性安装件上来解决，所述弹性安装件用于将发电机组振动与应用结构隔离开。然而，这样的安装件没有有效应对特别是在低发动机转动速度期间，从发电机组汲取大电流时可能发生的严重振动水平。需要这样一种发电机组，即使在低速度下运转时，或者在大功率汲取状态下运转时，该发电机组也能够生成电力，而没有与系统关联的振动问题。
发明内容
本发明公开了一种解决与现有发电机组关联的多种问题的发电机组。应当理解的是，本发明可公开一个以上实施方式。所述实施方式在所附权利要求中被具体地指出并形成其一部分。本文中描述的实施方式通常涉及一种发电系统，该发电系统能够减小由于动力添加和从电力系统汲取功率的组合结果引起的扭转振动以及由发动机内的内部机械平衡机构生成的扭转振动。具体地讲，本文中的实施方式涉及以有源方式减小存放发电机组的应用结构中的振动。在一些以发动机作动力的产品设备中，低水平的传递力或振动是希望的产品特性。本文中描述的实施方式提供一种应用于以发动机作动力的产品的有源扭矩抵消系统， 所述有源扭矩抵消系统使大的交变扭矩保持在发动机驱动产品的内部。通过这样做，发电机外壳的滚动减少，从而减小了传递到应用结构的交变负载。这些传递的力与在较低频率下易增大的以发动机作动力的产品的交变位移直接相关。因此，有源扭矩抵消系统对传递的力的减小主要通过减小系统的较低频率运动来实现。本文中描述的有源扭矩抵消系统的实施方式包含储能系统，所述储能系统根据产品的转动系统的角位置来向转动系统传送能量以及从转动系统取走能量，其中在频率方面，发动机及其被驱动的组件之间的扭转连接的最低扭转谐振频率高于被减小的最高扭转频率。本文中描述的实施方式的一个优点在于极大地减小发电机组中的振动水平，从而减小发电机组外壳中的振动水平，进而减小安装发电机组的应用结构中的振动水平。这降低了系统噪声(因为能够在较低速度下低振动地运转)以及系统组件经受的疲劳程度， 从而产生更安静、有用寿命延长的发电机组。所述实施方式在所附权利要求中被具体地指出并形成权利要求的一部分。
图1是在满载运转的典型单缸四冲程发动机的工作循环期间由于发动机气缸点火引起的扭矩的例示图。
图2是现有技术的典型发电机组的示意图，其中示出了该发电机组的主要组件。图3是在满载运转的典型单缸四冲程发动机的工作循环期间由于发动机气缸点火引起的扭矩的例示图，示出了机械扭矩抵消由气缸点火产生的扭矩的区域(在该图中， 忽略了由于内部抗旋转平衡轴引起的任何扭矩作用)。图4A和图4B是依据曲轴角度和负载需求进行有源功率管理(例如，脉冲宽度调制(PWM)开关)的发电机组的示意图。图5是大致示出发生负载开关的过程的流程图。图6是用于减小容纳发动机的系统所感知的振动的控制结构的例示图。图7A至图7C示出用于有源扭矩抵消的三个动力电子结构的框图。图8是的控制结构的例示图，该控制结构用于在能量被添加到储能装置中和从储能装置取走能量时，减小容纳发动机的系统所感知的振动且调节负载两端的DC总线电压以将总线电压保持在预定值范围内。
具体实施例方式内燃发动机从燃料的化学燃烧获得其动力，所述燃料的化学燃烧生成的热和气沿着发动机气缸的轴线推动发动机活塞。活塞连接到曲轴，曲轴将直线力转换为扭矩。该扭矩可来自下列源中的一个或更多个气缸压力变化、曲柄滑块运动、抗旋转平衡轴等。图3 示出在满载运转的典型单缸发动机的工作循环期间生成和消耗的扭矩(在该图中，忽略了由于内部旋转制衡轴引起的任何扭矩作用)。如图3所示，在实践中，许多单气缸发动机包含抗旋转平衡轴，该抗旋转平衡轴也可引起可察觉的周期性反作用扭矩，从而引起振动。通常，发动机扭矩驱动飞轮，即大的总体上圆柱形的质量块，该质量块的大转动惯量有助于吸收由气缸提供的不平稳扭矩。在发电机组的情况下，来自飞轮的扭矩驱动容纳于设备中的转子，以在所述设备中将机械能转换为电能。在本文所描述的实施方式中，所述设备是能够产生能量和吸收能量的双向设备。由定子产生的电能是交流电(AC)，该AC的频率与每分钟的发动机转数(rpm)有关，如下面的公式所示v(Hz) = (#rpmX# 定子在 1 转中的极对)/(60sec/min)通常，对于16极系统而言，发动机在1400-2600rpm范围内运行，生成187_347Hz 范围内的AC电流。然后，通过图7B和图7C所示的单向整流器电路或者通过图7A所示的双向电路将该AC电流转换为直流电(DC)。通常，尽管飞轮有助于使系统的扭矩(或速度不规则性)平稳，但是在低发动机速度和大的施加负载下，在系统内仍会产生大量振动。通常，三维系统内的振动的特点在于具有6个分量，即3个平移(正交)分量(χ、y和ζ)和3个转动分量(每个转动振动分别绕各对应正交轴线)。绕驱动轴/飞轮的轴线的转动振动通常是总振动中的最大分量。因此， 减小该振动分量是本文所描述的实施方式的目的之一。当在工作循环期间，由发动机的活塞产生的瞬时扭矩基本上被设备对该扭矩按照相同大小和曲轴角度的吸收而抵消时，那么不会由于发动机气缸点火而发生飞轮的角加速或减速，不存在发电机组绕该轴线的净转动扭矩(或振动)。结果是，在空载状态和满载状态之间几乎观察不到发电机组振动的可觉察的改变。图4A和图4B示出根据一个实施方式容纳于外壳405内的发电机组400的示意图，该发电机组400具有依据曲轴角度和负载需求的有源功率管理。使用安装件409将外壳405刚性地安装到应用结构407。应用结构407可以是能够安装到发电机组的任何结构， 例如交通工具(即，汽车、船、休闲车等)或地面。发电机组400包括连接到飞轮415的发动机组件410，并且具有将发动机组件410 安装到外壳405的橡胶安装件412和设备420。发电机组400还包括有源功率管理单元425、 DC滤波器430和逆变器435。如图4B所示，在一些实施方式中，有源功率管理单元425、DC 滤波器430和逆变器435可位于外壳405的外部。通常，飞轮415用于通过将发动机动力冲程能量储存在大的总体圆柱形的质量块的转动惯量中，来使发动机的转动速度变化平滑。 设备420将飞轮的转动能转换为电能，和将电能转换为飞轮的转动能。在一些实施方式中， 设备420被安装到飞轮415。然后，使用有源功率管理单元425调节生成的交流电(AC)，以向设备420提供反扭矩并减小振动。然后，经调节的AC电流通过设备420使得机械或电功率依据发动机循环在飞轮415和DC滤波器420之间来回流动。设备420可通过在动力冲程期间吸收扭矩而在压缩冲程期间在设备420中生成扭矩，来抵消生成的扭矩振动。如图 3所示，区域χ表示设备扭矩可抵消由气缸动力冲程生成的扭矩的区域，区域y表示设备扭矩可抵消由气缸压缩循环吸收的扭矩的区域。图5是示出用于使振动最小化的总控制过程500的流程图。在510，传感器检测发动机处于发动机循环中的何处(即，发动机曲轴每两转给出一次指示符的凸轮标记器或任何其他传感器)、瞬时曲轴角度位置、定子中三相电中的两相生成的电流Iu、Iv、以及电力负载或总线电压Vdc。可单独或结合地使用多种传感器来确定发动机当前处于发动机循环中的何处，所述传感器包括但不限于凸轮角度传感器、氮氧化物排放传感器、噪声传感器、 扭矩传感器、气体传感器(即，点火或集管压力传感器)、气缸压力传感器或角加速度传感
ο将这些参数值提供给控制单元，控制单元在520通过应用一个或更多个控制方法来确定将何时发生开关。例如，控制单元可通过利用查找表和/或陷波滤波器和/或算法 (例如，PID型算法)来确定最佳负载开关。图6提供了使用控制方法确定开关指令的控制结构的一个示例。在一些实施方式中，当能量被添加到储能装置以及从储能装置取走能量时，控制单元还调节负载两端的DC总线电压，以将总线电压保持在预定值范围内。然后，在530，控制单元通过图7A至图7C所示的若干控制结构中的一个，根据输入到系统的扭矩的最大区域，将电力负载打开和关闭。图6是根据一个实施方式用于减小容纳发动机的系统所感知的振动的控制结构 600的例示图。控制结构600包括设备605，设备605刚性地安装到飞轮610并连接到AC 到DC整流器615，整流器615控制从设备605传送到储能装置635和控制单元630的电流量。设备605可以是任何数量的设备，包括但不限于同步电机(即，三相永磁同步电机 (“PMSM”)、单相电机、绕线磁极式电机等)或异步电机(即，感应式电机等)。设备605还可以是变速设备或定速设备。储能装置635可以是任何数量的储能装置中的一种，这些储能装置包括但不限于电容器(即，电解质电容器、特级电容器、超级电容器等)、电池(即，铅酸、锂、锂离子、镍镉、NiMh等)、液流电池(S卩，氧化还原，例如钒氧化还原液流电池、多硫化溴、铈锌、溴化锌、铀氧化还原等)、电驱动飞轮储能系统等。该结构还包括连接到控制单元 630的凸轮传感器620和曲轴角度传感器625。凸轮传感器620用于检测发动机当前处于发动机循环中的何处，曲轴角度传感器625用于确定当前曲轴角度。在一些实施方式中，凸轮传感器620被飞轮传感器622代替，飞轮传感器622通过结合监测飞轮610上的齿隔件 (teeth spacer)612的速度反馈和速度波动来确定发动机当前处于发动机循环中的何处。控制单元630在频/阶域中分析发动机扭矩。控制单元630包括变换组件635， 该变换组件635接收由设备605的三相电中的两相生成的电流Iu和Iv。变换组件635将 AC电流Iu和Iv变换并隔离为其扭矩分量DC电流Iq和其场分量DC电流Id。控制单元 630还包括扭矩抵消组件640，该扭矩抵消组件640接收凸轮传感器620和曲轴角度传感器 625的输出。扭矩抵消组件640针对所关注的速度范围确定抵消或基准扭矩振幅和相位。在一些应用中，仅一种模式的总扭矩抵消波形就够了。在其他应用中，可以使用多种模式的扭矩抵消波形或总扭矩抵消波形，来进行滚动扭矩抵消。根据当前曲轴角度以及设备605中的转子的速度在发动机循环中的位置来确定所关注的速度范围。在一个实施方式中，扭矩抵消组件包括表，所述表具有通过研究滚动扭矩并计算需要抵消的主模式而确定的值。基于设备605中的转子的速度以及负载汲取的电流，扭矩抵消组件640确定系统感知的振动的主频F。利用该信息，扭矩抵消组件640提供将用于抵消振动的基准扭矩的振幅值A和相位值P。然后，由扭矩抵消组件640确定的基准扭矩的频率值F、振幅值A和相位值P被发送给扭矩调节组件645。例如，对于奇点火双气缸发动机(odd fire twin cylinder engine)，当发动机速度为1400rpm，负载没有汲取电流时，主频F为11. 67Hz。在11. 67Hz下，扭矩抵消组件640将确定振幅A为23. 3560Nm、相位角P为-99. 2516°的基准扭矩。当发动机速度为2000rpm， 负载汲取的电流为3. 5kff时，主频F为16. 67Hz。然后，在16. 67Hz下，扭矩抵消组件640将确定振幅A为50. 2713Nm、相位角ρ为-89. 973°的基准P扭矩。在一些实施方式中，为了补偿从一个发动机循环到另一发动机循环的扭矩变化， 扭矩抵消组件640使用自适应或最佳控制技术来修正基准扭矩的振幅值A和相位值P。例如，在一些实施方式中，扭矩抵消组件640中的所述表存储基准扭矩的振幅和相位角，并使用这些值来确定下一发动机循环的基准扭矩的振幅和相位角在其他实施方式中，扭矩抵消组件640使用窄带干扰抑制技术。在这些实施方式中，通过研究传递的振动模式来确定主干扰的频带。曲轴角度传感器625用于将抑制主干扰频带的模式反馈给扭矩抵消组件640。然后，扭矩抵消组件640确定使设备605所引起的振动的主模式减弱的窄频带。通过仅聚焦于振动的主模式，可降低设备605为用于负扭矩所需的额定功率，因此可优化设备605的物理尺寸以及设备605的成本。已知的是，曲轴角度传感器625可被测量发动机速度以将抑制主干扰频带的模式反馈给扭矩抵消组件640的任何其他类型的传感器或传感器的组合代替。扭矩调节组件645确定将应用于扭矩分量DC电流Iq的扭矩基准电流值Iq*。例如，在一个实施方式中，使用下面的公式确定扭矩基准值Iq* = A · cosine (2 Π · F · t+P) /kt其中，F、A和P是从扭矩抵消组件640获得的扭矩基准频率值、振幅值和相位值， kt表示设备605的扭矩常数，t表示时间。然后，从所得扭矩基准电流值Iq*中减去扭矩分量DC电流Iq，将计算结果发送给比例积分控制器(“PI”)组件650a以将其转换为扭矩分量DC电压Vq。在该实施方式中，场分量DC电流Id被设为零，实际Id电流的负值被发送给 PI组件650b并被转换为场分量DC电压Vd。然而，在其他实施方式中，场分量DC电流Id 也可被调节。通过在扭矩调节组件645中聚焦于一个或几个频率分量，可降低设备605为用于负扭矩所需的额定功率，因此可优化设备605的物理尺寸以及设备605的成本。然后， 将扭矩分量DC电压Vq和场分量DC电压Vd发送给调制组件655。调制组件655接收扭矩分量DC电压Vq和场分量DC电压Vd，并产生开关指令给整流器615。在一些实施方式中，调制组件655使用正弦脉冲宽度调制技术来产生开关指令。 在其他实施方式中，使用空间矢量调制来产生开关指令。整流器615从调制组件655接收开关指令，并根据输入到系统的扭矩的最大区域来将电力负载打开和关闭。这使得电流被发送回设备605，以向设备605提供反扭矩以减小系统的振动。在图6所示的实施方式中，整流器615是图7A所示的有源双向整流器。图7A至图7C总体上示出三个示例整流器的框图。图的最左侧部分示出三相设备 10的示意图。设备10可以是任何数量的设备，包括但不限于三相PMSM或感应式电机。设备10的各支路由生成电流E的绕组组成，各绕组具有关联的阻抗R和AC电感L。三个框图的中央部分示出各整流器20的详情，右侧部分30示出储能装置34和负载36两端的总线电压Vdc 32。在第一组实施方式(图7B和图7C)中，通过打开和关闭连接到设备10的整流器 20来对监测或产生扭矩的水平进行控制。整流器20是单向整流器，在该单向整流器中，在发动机循环的特定时间将功率汲取到储能装置或制动电阻器。图7B所示的框图在三相电路中的各支路上具有AC电感器Lac 702，所述AC电感器702分别增加到设备10绕组的各支路的AC电感L上。AC电感器可以是必需的，或者可以不是必需的，这取决于设备的三相中的各支路的电感。各支路/各相并联连接在结点708处以生成三相电力。各支路的电流方向由二极管组704和706控制，二极管组704和706中的一个位于各结点708的上游，一个位于结点708的下游。单独的并联电路包含晶体管710，利用脉冲宽度调制或空间矢量调制技术通过调制组件(未示出)来控制晶体管710以将电力切换到负载36。图7C示出类似配置，其中使用了 DC电感器Ldc 720代替三个AC电感器Lac 702。同样，取决于三个 PMSM相中的每一个的电感，电感器Ldc 701可以不是必需的。在图7B和图7C中，需要增加输出滤波以将DC总线电压保持在生成经调节的AC输出的下游逆变器所需的水平。在一些实施方式中，如上所述，在设备10的输出端使用双向逆变器，从而设备10 可生成扭矩来抵消由内部摩擦和其他力引起的任何负发动机扭矩(见图7A)。图7A与图7B 类似，其中分别与二极管732和736并联连接的晶体管组730和734分别代替二极管704 和706，包含晶体管710的并联支路被去除。这些改变使得整流器20能够利用功率在系统内流动的两个方向。这里，整流器20利用脉冲宽度调制或空间矢量调制技术来切换电流在设备10的各支路中流动的方向。图7A所示的整流器20与图6所示的整流器615类似。
在一些实施方式中，如上所述的有源扭矩管理概念的应用也用于使用内部旋转制衡轴的发动机。除了导致滚动扭矩的例如气缸压力和曲柄滑块质量块之外，抗旋转平衡轴也促使产生一些振动模式。也将利用如上所述的有源扭矩抵消技术来减小这些振动模式。
图8是根据一个实施方式的控制结构800的例示图，控制结构800用于在能量被添加到储能装置中和从储能装置取走能量时，减小容纳发动机的系统所感知的振动，并且调节负载两端的DC总线电压以将总线电压保持在预定值范围内。控制结构800包括设备 805，设备805连接到电压控制单元810、扭矩控制单元820和动力电子单元830。设备805 可以是任何数量的设备，包括但不限于三相PMSM或感应式电机。动力电子单元830连接到向负载(未示出)提供功率的储能装置835。电压控制单元810包括电压基准组件812和电压控制组件814。从电压基准组件 812所生成的电压基准Vdc中减去设备805所生成的电压，将计算结果发送给电压控制组件 814。在一些实施方式中，电压基准Vdc被设为恒定值。在其他实施方式中，电压基准Vdc 在恒定值周围振荡而与扭矩抵消波形对应。电压控制组件814将结果转换为DC总线电压基准值。在一些实施方式中，电压控制组件814为PI组件。在其他实施方式中，电压控制组件814为滞环控制组件。扭矩控制单元820包括扭矩基准组件822和扭矩控制组件824。扭矩基准组件822 接收设备805的位置反馈以确定扭矩基准值。在一些实施方式中，扭矩基准组件822使用表来确定扭矩基准值，如图6中的扭矩抵消组件640 —样。将扭矩基准组件822所确定的扭矩基准值与电压控制组件814所确定的电压基准值相加，以获得总基准值。然后，从总基准值中减去设备805所产生的电流，将计算结果发送给扭矩控制组件824。使用该结果，扭矩控制组件为动力电子单元830产生开关指令。基于所述开关指令，动力电子单元830控制功率流以向设备805提供反扭矩，以减小系统振动，并且还在能量被添加到储能装置835 和从储能装置835取走能量时改变施加到负载的DC总线电压，以便将DC总线电压保持在一定范围内。应当理解的是，即使已经在上面的描述中连同实施方式的结构和功能细节一起阐述了各种实施方式的许多特点和优点，但是本公开仅是说明性的，可以在所附权利要求书所请求保护的主要实施方式的范围内，在所附权利要求书所表达的术语的宽泛的一般含义所表示的全面程度内，进行细节上，特别是部件的形状、尺寸和布置方式方面的改变。
权利要求
1.一种有源扭矩抵消系统，该系统包括发动机驱动发电机组，该发动机驱动发电机组包括内燃发动机并被安装到应用结构；和耦接到所述发动机的有源功率管理模块，该有源功率管理模块以有源方式减小所述应用结构中的振动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述有源功率管理模块包括 传感器；扭矩控制单元，该扭矩控制单元耦接到所述传感器，并向整流器提供开关信号； 所述整流器，该整流器用于向储能装置提供电压，并由所述开关信号打开和关闭，以产生负扭矩来抵消由所述发电机组所产生的扭矩。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，由所述发电机组所产生的扭矩是源于下列项中的一个或更多个的滚动扭矩气缸压力变化、曲柄滑块运动和抗旋转平衡轴。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述整流器为单向整流器，在该单向整流器中， 在发动机循环中的特定时间将功率汲取到储能装置或制动电阻器。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述整流器为有源双向整流器。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述有源功率管理模块还包括电压控制单元，该电压控制单元调节所述开关信号以将提供给所述储能装置的电压保持在最小电压值与最大电压值之间。
7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述传感器监测所述发动机当前处于发动机循环中的位置。
8.根据权利要求2所述的系统，其中，调制组件使用脉冲宽度调制技术。
9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述扭矩控制单元包括扭矩抵消组件，该扭矩抵消组件耦接到所述传感器并提供扭矩基准值； 耦接到所述扭矩抵消组件的扭矩调节组件，该扭矩调节组件调节所述发电机组所产生的电流；以及耦接到所述扭矩调节组件的调制组件，该调制组件向所述整流器提供开关信号。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述扭矩抵消组件包括用于确定所述扭矩基准值的表。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述扭矩基准值基于总滚动扭矩抵消波形的所有模式。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述扭矩基准值基于总滚动扭矩抵消波形的所有模式中的一部分模式。
13.一种位于发电机组外壳内的发动机驱动发电机组，该发电机组包括 内燃发动机；将转动能转换为电能、并将电能转换为转动能的设备；有源功率管理模块，该有源功率管理模块以有源方式减小所述发电机组外壳中的振动。
14.根据权利要求13所述的发电机组，其中，所述有源功率管理模块包括 传感器；扭矩控制单元，该扭矩控制单元电连接到所述传感器；耦接到所述扭矩控制单元的整流器，该整流器由所述扭矩控制单元打开和关闭以产生负扭矩基准来抵消所述发电机组所产生的扭矩。
15.根据权利要求14所述的发电机组，其中，所述整流器为有源双向整流器。
16.根据权利要求14所述的发电机组，其中，所述有源功率管理模块还包括电压控制单元，该电压控制单元调节所述开关信号以将提供给储能装置的电压保持在最小电压值与最大电压值之间。
17.根据权利要求14所述的发电机组，其中，所述传感器监测所述发动机当前处于发动机循环中的位置。
18.根据权利要求14所述的发电机组，其中，所述调制组件使用脉冲宽度调制技术。
19.根据权利要求14所述的发电机组，其中，所述扭矩控制单元包括扭矩抵消组件，该扭矩抵消组件耦接到所述传感器并提供扭矩基准值；耦接到所述扭矩抵消组件的扭矩调节组件，该扭矩调节组件调节所述发电机组所产生的电流；以及耦接到所述扭矩调节组件的调制组件，该调制组件向所述整流器提供开关信号。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述扭矩抵消组件包括用于确定所述扭矩基准值的表。
21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述扭矩基准值基于总滚动扭矩抵消波形的所有模式。
22.根据权利要求19所述的系统，其中，所述扭矩基准值基于总滚动扭矩抵消波形的所有模式中的一部分模式。
23.一种以有源方式减小安装有发动机驱动发电机组的应用结构的振动的方法，该方法包括以下步骤测量所述发电机组的发动机的发动机控制参数；使用所述发电机组的有源功率管理模块，利用所测量的所述控制参数来确定扭矩抵消波形；以及产生扭矩抵消波形以控制从所述发电机组汲取的电力负载，以减小所述振动。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述测量发电机控制参数的步骤包括测量曲轴角度、所述发电机组所产生的电流以及发动机循环位置。
全文摘要
提供一种有源扭矩抵消系统。所述系统包括发电机组，所述发电机组具有内燃发动机并被安装到应用结构。所述系统还包括连接到发动机的有源功率管理模块，所述有源功率管理模块以有源方式减小应用结构中的振动。
文档编号F02B63/04GK102317597SQ200880116347
公开日2012年1月11日 申请日期2008年9月17日 优先权日2007年9月17日
发明者保罗·H·普莱恩, 克日什托夫·伟杰扎诺夫斯基, 埃利阿斯·阿亚纳, 约翰·休斯, 阿布代斯拉姆·麦巴克 申请人:康明斯发电公司