壓縮機(jī)系統(tǒng)及控制該壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法
【專利摘要】提供一種壓縮機(jī)系統(tǒng)及控制該壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。所述壓縮機(jī)系統(tǒng)，包括：導(dǎo)葉；壓縮機(jī)，壓縮從導(dǎo)葉流入的流體；驅(qū)動單元，連接到壓縮機(jī)并驅(qū)動壓縮機(jī)；引導(dǎo)流徑，連接壓縮機(jī)和外部裝置；分支流徑，從引導(dǎo)流徑分支；流量控制閥，打開和關(guān)閉分支流徑；傳感器單元，測量驅(qū)動單元的電流和引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)；控制單元，控制導(dǎo)葉、驅(qū)動單元和流量控制閥中的至少一個，計算壓縮機(jī)的操作點(diǎn)，將壓縮機(jī)的操作點(diǎn)與第一防喘振控制線和第二防喘振控制線中的較大的一個進(jìn)行比較并根據(jù)所述比較控制流量控制閥。
【專利說明】壓縮機(jī)系統(tǒng)及控制該壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法
[0001] 本申請要求于2013年4月19日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2013-0043816號 韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開內(nèi)容通過引用全部包含于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 與示例性實(shí)施例一致的設(shè)備和方法涉及壓縮機(jī)系統(tǒng)及控制該壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 在潤輪壓縮機(jī)（turbo compressor)中，當(dāng)壓縮機(jī)不產(chǎn)生比系統(tǒng)的壓力阻力更大的 壓力時，在壓縮機(jī)內(nèi)發(fā)生被設(shè)計為喘振的周期性流體逆流。當(dāng)發(fā)生喘振時，流體以這樣的方 式定期地流回，即，壓力或流量的微小改變引起可損害軸承和葉輪的機(jī)械振動。上述的喘振 使得壓縮機(jī)的性能劣化并減少了壓縮機(jī)的壽命。因此，防止喘振是控制渦輪壓縮機(jī)的重要 方面。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)系統(tǒng)中，為了防止這樣的喘振，在壓縮機(jī)的功能表中設(shè)置喘 振控制線，并且通過喘振控制線控制壓縮機(jī)系統(tǒng)。由三菱重工業(yè)有限公司提交的名稱為渦 輪制冷機(jī)及其控制方法的第2007-212040號日本專利特許公開公開了一種控制壓縮機(jī)系 統(tǒng)的方法，在所述壓縮機(jī)系統(tǒng)中，通過設(shè)置具有到喘振線大約10%的裕度的喘振控制線并 通過使用熱氣旁通和入口葉片的打開率(開口率）來執(zhí)行控制，其中，喘振線對應(yīng)于壓縮機(jī) 的喘振發(fā)生的條件，在功能表中設(shè)置喘振控制線以防止喘振。
[0005] 此外，由川崎造船公司提交的名稱為LNG船只中的低占空（low duty)壓縮機(jī)控制 方法的第2005-226561號日本專利特許公開公開了一種除了通過設(shè)置喘振控制線之外，還 通過設(shè)置喘振控制區(qū)以不允許操作點(diǎn)位于喘振控制區(qū)中來防止喘振的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] -個或多個示例性實(shí)施例提供一種能夠執(zhí)行有效防喘振的壓縮機(jī)系統(tǒng)及控制該 壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。
[0007] 根據(jù)示例性實(shí)施例的一方面，提供一種壓縮機(jī)系統(tǒng)，包括：導(dǎo)葉；壓縮機(jī)，被配置 為壓縮從導(dǎo)葉流入的流體；驅(qū)動單元，連接到壓縮機(jī)并被配置為驅(qū)動壓縮機(jī)；引導(dǎo)流徑，連 接壓縮機(jī)和外部裝置；分支流徑，從引導(dǎo)流徑分支；流量控制閥，被配置為打開和關(guān)閉分支 流徑；傳感器單元，被配置為測量驅(qū)動單元的電流和引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)；控制單元，被配置為 控制導(dǎo)葉、驅(qū)動單元和流量控制閥中的至少一個，被配置為基于驅(qū)動單元的電流和引導(dǎo)流 徑的壓強(qiáng)來計算壓縮機(jī)的操作點(diǎn)，被配置為將壓縮機(jī)的操作點(diǎn)與第一防喘振控制線和第二 防喘振控制線中的較大的一個進(jìn)行比較并被配置為根據(jù)所述比較控制流量控制閥，其中， 第一防喘振控制線被確定為與操作點(diǎn)偏移第一喘振裕度，第二防喘振控制線被確定為與喘 振發(fā)生線偏移第二喘振裕度。
[0008] 控制單元可被配置為預(yù)先確定第一喘振裕度和第二喘振裕度中的至少一個。
[0009] 第一防喘振控制線可響應(yīng)于操作點(diǎn)的變化而變化。
[0010] 第一防喘振控制線可響應(yīng)于預(yù)定速率限制而變化。
[0011] 控制單元可響應(yīng)于操作點(diǎn)位于第一防喘振控制線與第二防喘振控制線之間而控 制流量控制閥使操作點(diǎn)超過第一防喘振控制線上的第一控制點(diǎn)。
[0012] 第一控制點(diǎn)可包括引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線與第一防喘振控制線之間的交叉點(diǎn)。
[0013] 控制單元可響應(yīng)于操作點(diǎn)小于第二防喘振控制線而控制流量控制閥使操作點(diǎn)超 過第二防喘振控制線上的第二控制點(diǎn)。
[0014] 第二控制點(diǎn)可包括引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線與第二防喘振控制線之間的交叉點(diǎn)。
[0015] 傳感器單元可包括：第一傳感器單元，被配置為測量驅(qū)動單元的電流；第二傳感 器單元，被配置為測量引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)。
[0016] 控制單元可被配置為控制流量控制閥使操作點(diǎn)沿引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線移動。
[0017] 根據(jù)另一不例性實(shí)施例的一方面，提供一種控制壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法，所述方法包 括：確定與壓縮機(jī)的操作點(diǎn)偏移第一喘振裕度的第一防喘振控制線和與喘振發(fā)生線偏移第 二喘振裕度的第二防喘振控制線；確定第一防喘振控制線和第二防喘振控制線中的較大的 一個；將壓縮機(jī)的操作點(diǎn)與第一防喘振控制線和第二防喘振控制線中的較大的一個進(jìn)行比 較；控制導(dǎo)葉和流量控制閥中的至少一個以允許壓縮機(jī)的操作點(diǎn)大于第一防喘振控制線和 第二防喘振控制線中的較大的一個。
[0018] 所述方法還可包括預(yù)先確定第一喘振裕度和第二喘振裕度中的至少一個。
[0019] 第一防喘振控制線可響應(yīng)于操作點(diǎn)的變化而變化。
[0020] 第一防喘振控制線可響應(yīng)于由控制單元確定的預(yù)定速率限制的變化而變化。
[0021] 控制的步驟包括：響應(yīng)于操作點(diǎn)位于第一防喘振控制線與第二防喘振控制線之間 而控制流量控制閥以允許操作點(diǎn)超過第一防喘振控制線上的第一控制點(diǎn)。
[0022] 第一控制點(diǎn)可以是引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線與第一防喘振控制線之間的交叉點(diǎn)。
[0023] 控制的步驟可包括：響應(yīng)于操作點(diǎn)小于第二防喘振控制線而控制流量控制閥使操 作點(diǎn)超過第二防喘振控制線上的第二控制點(diǎn)。
[0024] 控制的步驟可包括：控制流量控制閥使操作點(diǎn)沿引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線移動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 通過參照附圖詳細(xì)描述本公開的示例性實(shí)施例，本公開的上述和/或其它特征和 優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在附圖中：
[0026] 圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的控制壓縮機(jī)系統(tǒng)的流動的概念視圖；
[0027] 圖2是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1的壓縮機(jī)系統(tǒng)的第一操作狀態(tài)的曲線圖；
[0028] 圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1的壓縮機(jī)系統(tǒng)1的第二操作狀態(tài)的曲線圖；
[0029] 圖4是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1的壓縮機(jī)系統(tǒng)的第三操作狀態(tài)的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 參照將結(jié)合附圖詳細(xì)描述的本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，本發(fā)明構(gòu)思將更清楚地 被理解。然而，本發(fā)明構(gòu)思將不限于以下描述的示例性實(shí)施例而可以以許多不同的形式被 實(shí)現(xiàn)。提供示例性實(shí)施例僅理想地公開本發(fā)明構(gòu)思并使得普通技術(shù)人員充分地理解本發(fā)明 構(gòu)思。
[0031] 說明書中使用的術(shù)語為了描述示例性實(shí)施例，而不限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。在說 明書中，如果沒有特別提及，則單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)形式。說明書中使用的"包括"和/或"包 含"排除或不排除存在或添加除了提及的元件、步驟、操作和/或裝置之外的一個或多個其 它元件、步驟、操作和/或裝置。諸如"第一"和"第二"的術(shù)語可用于描述各種元件，但是 元件不受限于所述術(shù)語。所述術(shù)語僅將一個元件與另一元件進(jìn)行區(qū)分。
[0032] 圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的控制壓縮機(jī)系統(tǒng)100的流動的概念視圖。圖2是 示出根據(jù)示例性實(shí)施例的壓縮機(jī)系統(tǒng)1〇〇的第一操作狀態(tài)的曲線圖。圖3是示出根據(jù)示例 性實(shí)施例的壓縮機(jī)系統(tǒng)100的第二操作狀態(tài)的曲線圖。圖4是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的壓 縮機(jī)系統(tǒng)100的第三操作狀態(tài)的曲線圖。
[0033] 參照圖1至圖4,壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括引導(dǎo)從外部流入的流體的供應(yīng)流徑110。此 夕卜，壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括安裝在供應(yīng)流徑110上的用于去除流體的異物的入口過濾器120。
[0034] 壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括安裝在供應(yīng)流徑110上的用于控制從入口過濾器120排出 的和流過供應(yīng)流徑110的流體量的導(dǎo)葉130。導(dǎo)葉130的內(nèi)部區(qū)域被改變，從而控制流過供 應(yīng)流徑110的流體量。具體地講，由于導(dǎo)葉130與現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)葉相似，因此省略對其的詳 細(xì)描述。
[0035] 壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括連接到供應(yīng)流徑110并壓縮流過導(dǎo)葉130的流體的壓縮機(jī) 140。此外，壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括連接到壓縮機(jī)140并驅(qū)動壓縮機(jī)140的驅(qū)動單元150。 在示例性實(shí)施例中，驅(qū)動單元150可包括電機(jī)。
[0036] 壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括連接到壓縮機(jī)140并將壓縮的流體引導(dǎo)到外部裝置（E)的 引導(dǎo)流徑171。在示例性實(shí)施例中，外部裝置（E)可對應(yīng)于各種裝置。例如，外部裝置（E) 可包括燃燒室。此外，外部裝置（E)可包括冷凝器。以下，為了便于描述，將詳細(xì)描述外部 裝置（E)為燃燒室的示例。
[0037] 壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括從引導(dǎo)流徑171分支出去并向外連接的分支流徑172。此 夕卜，壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括安裝在分支流徑172上并打開和關(guān)閉分支流徑172的流量控制 閥 180。
[0038] 此外，壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括用于測量驅(qū)動單元150的電流（current)和引導(dǎo)流 徑171的壓強(qiáng)的傳感器單元160。在示例性實(shí)施例中，可設(shè)置多個傳感器單元160。例如， 多個傳感器單元160可包括測量驅(qū)動單元150的電流的第一傳感器單元161和測量引導(dǎo)流 徑171的壓強(qiáng)的第二傳感器單元162。
[0039] 壓縮機(jī)系統(tǒng)100可包括控制導(dǎo)葉130、驅(qū)動單元150和流量控制閥180中的至少一 個的控制單元190。控制單元190可執(zhí)行各種功能。例如，控制單元190可基于由傳感器 單元160測量的驅(qū)動單元150的電流和引導(dǎo)流徑171的壓強(qiáng)計算壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P。 此外，控制單元190可確定與操作點(diǎn)0P偏移第一喘振裕度Λ Ml的第一防喘振控制線SCL1。 此外，控制單元190可確定與喘振發(fā)生線SL偏移第二喘振裕度Λ M2的第二反喘振控制線 SCL2。此外，控制單元190可將第一防喘振控制線SCL1與第二防喘振控制線SCL2相互比 較，以選擇其中具有較大值的一個，并可將選擇的值與操作點(diǎn)0Ρ進(jìn)行比較以控制導(dǎo)葉130 和流量控制閥180中的至少一個。
[0040] 如上所述的控制單元190可包括產(chǎn)生用于允許引導(dǎo)流徑171的壓強(qiáng)與預(yù)定壓強(qiáng)相 同的第一控制值的第一控制器191。在示例性實(shí)施例中，第一控制器191還可產(chǎn)生用于防止 過電流流過驅(qū)動單元150的第二控制值。此外，第一控制器191可通過選擇第一控制值和 第二控制值中的較小的一個來控制導(dǎo)葉130。第一控制值和第二控制值可以是用于控制打 開導(dǎo)葉130 (例如，打開率或打開面積）的程度的值。
[0041] 控制單元190可包括產(chǎn)生施加到流量控制閥180以不允許在壓縮機(jī)140發(fā)生喘振 的第三控制值的第二控制器192。在示例性實(shí)施例中，第二控制器192還可產(chǎn)生與第三控制 值不同的被施加到流量控制閥180以不允許發(fā)生喘振的第四控制值，第二控制器192可將 第三控制值與第四控制值進(jìn)行比較，并可選擇第三控制值與第四控制值中的較小的一個， 從而控制流量控制閥180。
[0042] 控制單元190不限于以上描述的控制單元，而可被不同地設(shè)計。例如，控制單元 190可以是單個單元或可被設(shè)計為如上所述的多個單元。然而，以下，為了便于描述，將詳細(xì) 描述控制單元190包括第一控制器191和第二控制器192的情況。
[0043] 考慮到操作壓縮機(jī)系統(tǒng)100的方法，外部流體可根據(jù)壓縮機(jī)系統(tǒng)100的操作經(jīng)過 供應(yīng)流徑110流至壓縮機(jī)140。在示例性實(shí)施例中，入口過濾器120可去除流體的異物，導(dǎo) 葉130可根據(jù)預(yù)定控制值控制打開供應(yīng)流徑110的程度。
[0044] 如上所述流動的流體可通過壓縮機(jī)140的操作被壓縮，并可被排到連接到壓縮機(jī) 140的引導(dǎo)流徑171。在這種情況下，第一傳感器單元161和第二傳感器單元162可分別測 量施加到驅(qū)動單元150的電流和在引導(dǎo)流徑171中的流體的壓強(qiáng)。
[0045] 測量的施加到驅(qū)動單元150的電流和測量的引導(dǎo)流徑171中的流體的壓強(qiáng)可分別 從第一傳感器單元161和第二傳感器單元162被發(fā)送到第一控制器191和第二控制器192。
[0046] 在示例性實(shí)施例中，第一控制器191可基于發(fā)送的施加到驅(qū)動單元150的電流來 計算經(jīng)過壓縮機(jī)140的流體的流量。具體地，如上所述的施加到驅(qū)動單元150的電流可與 經(jīng)過壓縮機(jī)140的流體的流量成比例。
[0047] 如上所述，當(dāng)基于發(fā)送的電流和測量的引導(dǎo)流徑171中的流體的壓強(qiáng)來計算經(jīng)過 壓縮機(jī)140的流體的流量時，第一控制器191可將經(jīng)過壓縮機(jī)140的流體的流量和引導(dǎo)流 徑171中的流體的壓強(qiáng)描述為壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P。具體地，如圖2所示，在流量-壓強(qiáng) 曲線圖中，壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的X坐標(biāo)可指示經(jīng)過壓縮機(jī)140的流體的流量，壓縮機(jī) 140的操作點(diǎn)0P的Y坐標(biāo)可指示引導(dǎo)流徑171的壓強(qiáng)。
[0048] 在示例性實(shí)施例中，第一控制器191可將壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的操作壓強(qiáng)與預(yù) 定操作壓強(qiáng)進(jìn)行比較。此外，第一控制器191可確定驅(qū)動單元150的根據(jù)壓縮機(jī)140的操 作點(diǎn)0P的電流是否超過預(yù)定電流。當(dāng)完成確定處理時，如上所述，第一控制器191可計算 第一控制值和第二控制值，并可選擇第一控制值和第二控制值中的較小的一個以根據(jù)第一 控制值和第二控制值之一控制導(dǎo)葉130。具體地，由于第一控制值通常小于第二控制值，因 此，控制單元190可根據(jù)第一控制值控制導(dǎo)葉130。在示例性實(shí)施例中，第一控制器191可控 制導(dǎo)葉130以允許引導(dǎo)流徑171中的流體的壓強(qiáng)與預(yù)定操作壓強(qiáng)相同，其中，引導(dǎo)流徑171 中的流體的壓強(qiáng)為壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的Y坐標(biāo)的值。具體地，被設(shè)置為壓縮機(jī)140的 實(shí)際操作壓強(qiáng)的預(yù)定操作壓強(qiáng)可通過第一控制器191和第二控制器192之一而被確定為具 有線性型的壓強(qiáng)線PL。因此，壓縮機(jī)140可沿如圖2所述的壓強(qiáng)線PL工作。
[0049] 當(dāng)?shù)谝豢刂破?91如上所述控制導(dǎo)葉130時，可過度打開導(dǎo)葉130。在這種情況 下，過電流可流過驅(qū)動單元150,并且由第一傳感器單元161測量的電流可超過預(yù)定電流。 在上述情況下，由第一控制器191產(chǎn)生的作為用于減小打開導(dǎo)葉130的程度的信號的第二 控制值變得小于第一控制值，并且第一控制器191可通過使用第二控制值來控制導(dǎo)葉130。
[0050] 另一方面，第二控制器192可確定在如上所述操作時壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P是否 超過第一防喘振控制線SCL1和第二防喘振控制線SCL2中的較大的一個。
[0051] 在示例性實(shí)施例中，第二控制器192可基于壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P確定第一防喘 振控制線SCL1。在這種情況下，第一防喘振控制線SCL1可被確定為與壓縮機(jī)140的操作 點(diǎn)0P偏移第一喘振裕度Λ Ml。具體地，可由第二控制器192預(yù)先確定第一喘振裕度Λ Ml。 此外，第二控制器192可確定在流量壓強(qiáng)-曲線圖中第一防喘振控制線SCL1從壓縮機(jī)140 的操作點(diǎn)0P偏移到操作點(diǎn)0P的左部。
[0052] 控制單元192還可確定第二防喘振控制線SCL2與實(shí)際上發(fā)生喘振的喘振發(fā)生線 SL偏移第二喘振裕度ΛΜ2。在示例性實(shí)施例中，可由控制單元190預(yù)先確定喘振發(fā)生線SL 和第二喘振裕度ΛΜ2,并還可由控制單元190預(yù)先確定第二防喘振控制線SCL2。
[0053] 在流量-壓強(qiáng)曲線圖中如上所述確定的第二防喘振控制線SCL2可形成在喘振發(fā) 生線SL的右側(cè)。具體地，第二防喘振控制線SCL2可被確定為與喘振發(fā)生線SL具有大約 10%的第二喘振裕度Λ M2。
[0054] 當(dāng)如上所述確定第一防喘振控制線SCL1和第二防喘振控制線SCL2時，第二控制 器192可如上所述確定第一防喘振控制線SCL1和第二防喘振控制線SCL2中的較大的一 個。在示例性實(shí)施例中，由于第一防喘振控制線SCL1通常大于第二防喘振控制線SCL2,因 此第二控制器192可選擇第一防喘振控制線SCL1并可根據(jù)第一防喘振控制線SCL1控制流 量控制閥180。
[0055] 詳細(xì)地，當(dāng)如上所述確定第一防喘振控制線SCL1時，第一防喘振控制線SCL1可位 于壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0Ρ的左側(cè)。在這種情況下，由于壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0Ρ被形成為 大于第一防喘振控制線SCL1，第二控制器192不控制流量控制閥180而第一控制器191可 控制導(dǎo)葉130,如上所述。
[0056] 另一方面，當(dāng)?shù)诙刂破?92如上所述進(jìn)行控制時，在導(dǎo)葉130、入口過濾器120、 壓縮機(jī)140、引導(dǎo)流徑171和外部裝置（Ε)中的至少一個中會發(fā)生異常，或者壓縮機(jī)140的 操作點(diǎn)0Ρ會隨著壓縮機(jī)140的操作而變化。在這種情況下，第一防喘振控制線SCL1可被 改變?yōu)榕c壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0Ρ偏移第一喘振裕度ΛΜ1。此外，第一防喘振控制線SCL1 可以以由第二控制器192先前確定的速率（rate)限制被改變。相反，壓縮機(jī)140的操作點(diǎn) 0P可被改變?yōu)槌^第一防喘振控制線SCL1的速率（rate)限制。
[0057] 當(dāng)壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P如上所述移動時，壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P可如圖3中 的箭頭所示經(jīng)過第一防喘振控制線SCL1并可位于第一防喘振控制線SCL1與第二防喘振控 制線SCL2之間。即，操作點(diǎn)可向喘振發(fā)生線SL移動。在這種情況下，第二控制器192可控 制流量控制閥180以允許壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P超過第一防喘振控制線SCL1。即，第二控 制器192允許操作點(diǎn)0P位于第一防喘振控制線SCL1的右側(cè)。
[0058] 詳細(xì)地，在如上所述的情況下，第二控制器192可產(chǎn)生第三控制值和第四控制值。 在這種情況下，第三控制值是用于在壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的Y坐標(biāo)在壓強(qiáng)線PL之外時 控制流量控制閥180使壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的Y坐標(biāo)與壓強(qiáng)線PL對應(yīng)的值。具體地， 當(dāng)壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P沿Y軸方向移動時，第三控制值通?？杀划a(chǎn)生為與壓強(qiáng)線PL對 應(yīng)，而不管喘振如何。
[0059] 此外，第四控制值是用于在壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的X坐標(biāo)小于第一防喘振控制 線SCL1和第二防喘振控制線SCL2中的一個時控制流量控制閥180使壓縮機(jī)140的操作點(diǎn) 0P的X坐標(biāo)超過第一防喘振控制線SCL1和第二防喘振控制線SCL2之一的值。
[0060] 因此，在壓縮機(jī)140發(fā)生喘振時通?？刹划a(chǎn)生第三控制值，并且第二控制器192可 通過主要產(chǎn)生第四控制值來控制流量控制閥180。
[0061] 另一方面，當(dāng)如上所述產(chǎn)生第三控制值和第四控制值時，第二控制器192可選擇 第三控制值和第四控制值中的較小的一個。在這種情況下，用于增加打開流量控制閥180 的程度的控制值可以是第三控制值和第四控制值中的較小的一個。以下，為了便于描述，將 詳細(xì)描述第四控制值為第三控制值和第四控制值中的較小的一個的情況。
[0062] 當(dāng)如上所述選擇了第四控制值時，第二控制器192可根據(jù)與第四控制值對應(yīng)的打 開流量控制閥180的程度打開流量控制閥180。在這種情況下，當(dāng)流量控制閥180被打開 時，壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P可經(jīng)過第一防喘振控制線SCL1并可移動到第一防喘振控制線 SCL1的右側(cè)。具體地，壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P可在壓強(qiáng)線PL上移動，可經(jīng)過壓強(qiáng)線PL和 第一防喘振控制線SCL1彼此交叉的第一控制點(diǎn)C1，并可移動到第一控制點(diǎn)C1的右側(cè)。
[0063] 可在第一控制器191和第二控制器192同時執(zhí)行如上所述的控制方法。具體地， 第一控制器191可如上所述進(jìn)行控制，同時，第二控制器192可如上所述解決喘振。此外， 第二控制器192可如上所述進(jìn)行控制以解決喘振，同時，第一控制器191可如上所述控制導(dǎo) 葉 130。
[0064] 另一方面，除了如上所述的情況之外，根據(jù)壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的變化，第一防 喘振控制線SCL1可變得小于第二防喘振控制線SCL2。詳細(xì)地，可將第一防喘振控制線SCL1 布置在第二防喘振控制線SCL2的左側(cè)。
[0065] 在這種情況下，第二控制器192可選擇用于控制壓縮機(jī)140以防止壓縮機(jī)140的 喘振的第二防喘振控制線SCL2。詳細(xì)地，當(dāng)選擇了第二防喘振控制線SCL2時，如圖4所示， 第二控制器192可將第二控制點(diǎn)C2與壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的X坐標(biāo)進(jìn)行比較，其中，在 第二控制點(diǎn)C2處，第二防喘振控制線SCL2與壓強(qiáng)線PL彼此交叉。
[0066] 當(dāng)壓縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P的X坐標(biāo)小于第二控制點(diǎn)C2時，第二控制器192可控 制流量控制閥180與上述相似地打開。具體地，在如上所述的情況下，第二控制器192可產(chǎn) 生用于控制流量控制閥180的第四控制值。在這種情況下，當(dāng)打開了流量控制閥180時，壓 縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P可移動為經(jīng)過第二控制點(diǎn)C2并超過第二控制點(diǎn)C2。如上所述，當(dāng)壓 縮機(jī)140的操作點(diǎn)0P超過第二控制點(diǎn)C2時，第二控制器192可控制流量控制閥180暫停。
[0067] 因此，由于壓縮機(jī)系統(tǒng)100可通過在到達(dá)第二喘振控制線SCL2之前使用第一防喘 振控制線SCL1來防止壓縮機(jī)140的喘振的發(fā)生，因此可穩(wěn)定地操作壓縮機(jī)系統(tǒng)100。此外， 由于壓縮機(jī)系統(tǒng)100可通過實(shí)驗(yàn)而允許第二控制器192精確地預(yù)先確定第一喘振裕度Λ Ml 和第一防喘振控制線SCL1的速率（rate)限制，因此可精確地控制壓縮機(jī)系統(tǒng)100。具體地， 由于壓縮機(jī)系統(tǒng)100不需要執(zhí)行附加差操作控制，因此可去除由差操作控制引起的噪聲。 [〇〇68] 雖然以上已具體示出并描述了示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解， 在不脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)上做出 各種修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種壓縮機(jī)系統(tǒng)，包括： 導(dǎo)葉； 壓縮機(jī)，被構(gòu)造為壓縮從導(dǎo)葉流入的流體； 驅(qū)動單元，連接到壓縮機(jī)并被配置為驅(qū)動壓縮機(jī)； 引導(dǎo)流徑，連接壓縮機(jī)和外部裝置； 分支流徑，從引導(dǎo)流徑分支； 流量控制閥，被配置為打開和關(guān)閉分支流徑； 傳感器單元，被配置為測量驅(qū)動單元的電流和引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)； 控制單元，被配置為控制導(dǎo)葉、驅(qū)動單元和流量控制閥中的至少一個，被配置為基于驅(qū) 動單元的電流和引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)來計算壓縮機(jī)的操作點(diǎn)，被配置為將壓縮機(jī)的操作點(diǎn)與第 一防喘振控制線和第二防喘振控制線中的較大的一個進(jìn)行比較并被配置為根據(jù)所述比較 控制流量控制閥，其中，第一防喘振控制線被確定為與操作點(diǎn)偏移第一喘振裕度，第二防喘 振控制線被確定為與喘振發(fā)生線偏移第二喘振裕度。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，控制單元被配置為預(yù)先確定第一喘振裕度和第 二喘振裕度中的至少一個。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，第一防喘振控制線響應(yīng)于操作點(diǎn)的變化而 變化。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，第一防喘振控制線響應(yīng)于由控制單元確定 的預(yù)定速率限制而變化。
5. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，控制單元響應(yīng)于操作點(diǎn)位于第一防喘振控 制線與第二防喘振控制線之間而控制流量控制閥使操作點(diǎn)超過第一防喘振控制線上的第 一控制點(diǎn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，第一控制點(diǎn)包括引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線與第一 防喘振控制線之間的交叉點(diǎn)。
7. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，控制單元響應(yīng)于操作點(diǎn)小于第二防喘振控 制線而控制流量控制閥使操作點(diǎn)超過第二防喘振控制線上的第二控制點(diǎn)。
8. 如權(quán)利要求7所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，第二控制點(diǎn)包括引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線與第二 防喘振控制線之間的交叉點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，傳感器單元包括： 第一傳感器單元，被配置為測量驅(qū)動單元的電流； 第二傳感器單元，被配置為測量引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)。
10. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中，控制單元被配置為控制流量控制閥使操作 點(diǎn)沿引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線移動。
11. 一種壓縮機(jī)系統(tǒng)，包括： 壓縮機(jī)，被配置為壓縮從導(dǎo)葉流入的流體； 驅(qū)動單元，連接到壓縮機(jī)并被配置為驅(qū)動壓縮機(jī)； 引導(dǎo)流徑，連接壓縮機(jī)和外部裝置； 分支流徑，從引導(dǎo)流徑分支； 流量控制閥，被配置為打開和關(guān)閉分支流徑； 傳感器單元，被配置為測量驅(qū)動單元的電流和引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)； 控制單元，被配置為將引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)控制在預(yù)定值內(nèi)，防止流過驅(qū)動單元的過電流， 并防止在壓縮機(jī)發(fā)生喘振。
12. -種控制壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法，所述方法包括： 確定與壓縮機(jī)的操作點(diǎn)偏移第一喘振裕度的第一防喘振控制線和與喘振發(fā)生線偏移 第二喘振裕度的第二防喘振控制線； 確定第一防喘振控制線和第二防喘振控制線中的較大的一個； 將壓縮機(jī)的操作點(diǎn)與第一防喘振控制線和第二防喘振控制線中的較大的一個進(jìn)行比 較； 控制導(dǎo)葉和流量控制閥中的至少一個以允許壓縮機(jī)的操作點(diǎn)大于第一防喘振控制線 和第二防喘振控制線中的較大的一個。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括預(yù)先確定第一喘振裕度和第二喘振裕度中的至 少一個。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，第一防喘振控制線響應(yīng)于操作點(diǎn)的變化而變化。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，第一防喘振控制線響應(yīng)于由控制單元確定的預(yù) 定速率限制的變化而變化。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，控制的步驟包括：響應(yīng)于操作點(diǎn)位于第一防喘振 控制線與第二防喘振控制線之間而控制流量控制閥使操作點(diǎn)超過第一防喘振控制線上的 第一控制點(diǎn)。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，第一控制點(diǎn)包括引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線與第一防喘 振控制線之間的交叉點(diǎn)。
18. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，控制的步驟包括：響應(yīng)于操作點(diǎn)小于第二防喘振 控制線而控制流量控制閥使操作點(diǎn)超過第二防喘振控制線上的第二控制點(diǎn)。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，第二控制點(diǎn)包括引導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線與第二防喘 振控制線之間的交叉點(diǎn)。
20. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，控制的步驟包括：控制流量控制閥使操作點(diǎn)沿引 導(dǎo)流徑的壓強(qiáng)線移動。
【文檔編號】F04D27/02GK104110393SQ201410047356
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月19日
【發(fā)明者】樸根閏, 金度亨 申請人:三星泰科威株式會社