本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)及壓縮機(jī)的控制方法，尤其涉及一種可以使在入口引導(dǎo)葉片的控制與抗喘振閥的控制之間互相產(chǎn)生的影響最小化并能夠使壓縮機(jī)穩(wěn)定地操作的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)及壓縮機(jī)的控制方法。

背景技術(shù)：

在用于控制液體或氣態(tài)的流體的流體控制系統(tǒng)中，使用到用于將流體進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)盡可能地被設(shè)計(jì)成能夠?qū)挿秶呐懦鰤毫傲髁扛咝н\(yùn)行，壓縮機(jī)的效率固然是流體控制系統(tǒng)的重要性能參數(shù)，運(yùn)行區(qū)域也作為流體控制系統(tǒng)的重要性能參數(shù)而發(fā)揮作用。

以渦輪壓縮機(jī)為例，如果壓縮機(jī)無(wú)法產(chǎn)生出比整個(gè)流體控制系統(tǒng)的壓力阻抗更大的壓力，則壓縮機(jī)的內(nèi)部將會(huì)發(fā)生周期性的流動(dòng)逆流現(xiàn)象，這被稱(chēng)為“喘振(surge)”。

如果發(fā)生喘振現(xiàn)象，則因周期性逆流而使壓力與流量擾動(dòng)。這種擾動(dòng)作用引發(fā)機(jī)械振動(dòng)，并損壞軸承、葉輪等附屬要素。這樣的喘振現(xiàn)象不僅降低壓縮機(jī)的性能，而且還可能縮短壓縮機(jī)的壽命，因此在運(yùn)用壓縮機(jī)的過(guò)程中，用于防止喘振現(xiàn)象的功能(抗喘振；anti-surge)對(duì)用于控制渦輪壓縮機(jī)的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)抗喘振功能，如果利用抗喘振閥(anti-surgevalve；asv)，則可以減小流體系統(tǒng)的阻力，從而防止喘振現(xiàn)象的發(fā)生。

并且，壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中不僅設(shè)置有抗喘振閥，而且還為了控制壓縮機(jī)的運(yùn)用區(qū)域而在壓縮機(jī)的入口設(shè)置有入口引導(dǎo)葉片(inletguidevane；igv)。

圖1為一般壓縮機(jī)的性能圖。

圖1中縱軸表示壓力，橫軸表示流量。在喘振控制中，以如下方式設(shè)定喘振控制線(surgecontrolline)：從喘振線起留下約為10％的盈余(margin)。當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)到達(dá)喘振控制線時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)igv或asv等，而實(shí)施用于使運(yùn)行點(diǎn)遠(yuǎn)離喘振線的控制。

在運(yùn)行點(diǎn)(operatingpoint)到達(dá)喘振線之前，asv并不運(yùn)行，因此不會(huì)發(fā)生耦合現(xiàn)象，但如果運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入到可引發(fā)喘振現(xiàn)象的喘振區(qū)域中，則igv和asv均運(yùn)行。由于igv和asv都使壓縮機(jī)的流量及壓力改變，因此igv和asv的一同運(yùn)行可能引發(fā)耦合現(xiàn)象。

圖2為用于說(shuō)明圖1的現(xiàn)有壓縮機(jī)中的igv和asv中發(fā)生的耦合現(xiàn)象的曲線圖。

例如，假設(shè)在圖2中以a表示的運(yùn)行點(diǎn)處對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制，則用于控制igv的方向與用于控制asv的方向可能相互沖突。即，igv為了降低壓力而需要朝縮小(封閉)igv的開(kāi)放程度(igv的開(kāi)度)的方向被控制。如果通過(guò)控制而使igv的開(kāi)度縮小，則流量和壓力減小，因此圖2中igv的控制點(diǎn)朝左下方移動(dòng)。

然而，asv卻需要為了防止喘振現(xiàn)象而朝開(kāi)放asv的開(kāi)度變大的方向得到控制以增加流量。如果朝向開(kāi)放asv的開(kāi)度的方向控制，則流量上升且壓力減小，因此圖2中asv的控制地點(diǎn)朝右下方移動(dòng)。如此，igv與asv的控制操作之間會(huì)發(fā)生沖突，因此發(fā)生壓力的振蕩現(xiàn)象，從而使不穩(wěn)定的流動(dòng)反復(fù)，因此壓縮機(jī)的操作變得不穩(wěn)定。

發(fā)生如上所述的耦合現(xiàn)象的原因在于，基于igv的運(yùn)行而使壓縮機(jī)的排出壓力得到控制，然而流量因igv的操作而使受到影響，并且基于asv的運(yùn)行而可實(shí)現(xiàn)利用到壓縮機(jī)的流量的控制，然而因asv的操作而使壓力受到影響。因此，在喘振區(qū)域中，因?yàn)閕gv和asv這兩個(gè)閥門(mén)相互之間阻礙操作，導(dǎo)致壓縮機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)的控制變得困難。

為了避免如上所述的asv與igv的控制操作相互沖突的問(wèn)題，也會(huì)使用如下的方法：將用于控制igv和asv的pid調(diào)節(jié)器的控制增益設(shè)定成互不相同，而且將igv與asv中的某一個(gè)的控制增益設(shè)定成占據(jù)支配地位，從而緩解喘振區(qū)域的沖突。但是，對(duì)于這種增益調(diào)節(jié)方法而言，控制器的協(xié)調(diào)操作復(fù)雜并困難，其存在無(wú)法理想地應(yīng)對(duì)耦合現(xiàn)象的局限性。

例如，如果將igv增益設(shè)定為相對(duì)大于asv增益，則雖然可以使壓力得到穩(wěn)定化，然而運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入到喘振區(qū)域，因此導(dǎo)致引發(fā)喘振現(xiàn)象的可能性變大，或者難以應(yīng)對(duì)壓縮機(jī)后端的消耗流量的急劇變化。

而且，如果將asv增益設(shè)定為相對(duì)大于igv增益，則當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入到喘振區(qū)域時(shí)，asv被迅速開(kāi)放，因此壓力降幅度變大。在這種情況下，雖然可以應(yīng)對(duì)急劇的消耗流量的變動(dòng)，但卻可能因壓力降幅度增大而使壓縮機(jī)的運(yùn)行變得不穩(wěn)定。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)]

韓國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)第2012-0096748號(hào)(2012.08.31)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供一種能夠使壓縮機(jī)穩(wěn)定操作的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)及壓縮機(jī)的控制方法。

本發(fā)明的實(shí)施例的另一目的在于提供一種可以使入口引導(dǎo)葉片的控制與抗喘振閥的控制之間互相產(chǎn)生的影響最小化并控制壓縮機(jī)的操作的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)及壓縮機(jī)的控制方法。

根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，提供一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，具有：壓縮機(jī)，用于將流體壓縮；抗喘振閥，布置于將所述壓縮機(jī)的入口與出口進(jìn)行連接的線路，并基于第一信號(hào)而運(yùn)行，從而防止所述壓縮機(jī)的逆流；入口引導(dǎo)葉片，布置于所述壓縮機(jī)的所述入口，并基于第二信號(hào)而運(yùn)行，從而調(diào)節(jié)所述入口的開(kāi)放面積；以及控制部，與所述抗喘振閥及所述入口引導(dǎo)葉片連接，并生成用于控制所述抗喘振閥的所述第一信號(hào)，且生成用于控制所述入口引導(dǎo)葉片的葉片調(diào)節(jié)信號(hào)，并生成用于控制所述入口引導(dǎo)葉片的壓力補(bǔ)償信號(hào)以對(duì)基于所述第一信號(hào)的所述壓縮機(jī)的出口處的壓力變化進(jìn)行補(bǔ)償，并將所述壓力補(bǔ)償信號(hào)與所述葉片調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行合并，從而生成所述第二信號(hào)。

并且，所述第二信號(hào)的絕對(duì)值的大小可以比所述葉片調(diào)節(jié)信號(hào)的絕對(duì)值的大小更小。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種壓縮機(jī)的控制方法，包括如下步驟：第一信號(hào)生成步驟，用于生成第一信號(hào)，該第一信號(hào)用于使抗喘振閥運(yùn)行，該抗喘振閥布置在用于連接壓縮機(jī)的入口與出口的線路而防止所述壓縮機(jī)的逆流，所述壓縮機(jī)用于將流體進(jìn)行壓縮；壓力補(bǔ)償信號(hào)生成步驟，生成用于控制入口引導(dǎo)葉片的壓力補(bǔ)償信號(hào)以補(bǔ)償基于所述第一信號(hào)的所述壓縮機(jī)的所述出口處的壓力變化；葉片調(diào)節(jié)信號(hào)生成步驟，用于生成葉片調(diào)節(jié)信號(hào)，該葉片調(diào)節(jié)信號(hào)用于控制所述入口引導(dǎo)葉片，該入口引導(dǎo)葉片布置于所述壓縮機(jī)的所述入口，并用于調(diào)節(jié)所述入口的開(kāi)放面積；以及第二信號(hào)生成步驟，將所述壓力補(bǔ)償信號(hào)與所述葉片調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行合并，從而生成用于運(yùn)行所述入口引導(dǎo)葉片的第二信號(hào)。

而且，所述第二信號(hào)生成步驟中，將所述壓力補(bǔ)償信號(hào)與所述葉片調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行合并，并可以使所述第二信號(hào)的絕對(duì)值的大小比所述葉片調(diào)節(jié)信號(hào)的絕對(duì)值的大小更小。

根據(jù)關(guān)于如上所述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)及壓縮機(jī)的控制方法，可以使入口引導(dǎo)葉片與抗喘振閥這兩個(gè)要素的控制操作的影響性中的抗喘振閥的控制的影響力占據(jù)支配地位，從而消除入口引導(dǎo)葉片與抗喘振閥這兩個(gè)要素的控制操作的耦合現(xiàn)象，從而能夠穩(wěn)定地控制壓縮機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1為一般壓縮機(jī)的性能圖。

圖2是用于說(shuō)明圖1的現(xiàn)有壓縮機(jī)中的igv和asv中發(fā)生的耦合現(xiàn)象的曲線圖。

圖3是表示關(guān)于一實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的概略構(gòu)成的模塊圖。

圖4是概略地表示圖3的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的控制信號(hào)流的模塊圖。

圖5a和圖5b是表示因外界擾動(dòng)而改變的現(xiàn)有的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行例的曲線圖。

圖6a和圖6b是表示因外界擾動(dòng)而改變的圖3的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行例的曲線圖。

圖7是概略地表示關(guān)于另一實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制方法的諸步驟的順序圖。

符號(hào)說(shuō)明

10：壓縮機(jī)21：asv驅(qū)動(dòng)部

11：入口30：控制部

12：出口31：asv控制部

15：旁通線32：igv控制部

45：第一壓力計(jì)33：補(bǔ)償信號(hào)生成部

16：第二壓力計(jì)34：運(yùn)算部

17：流量計(jì)40：入口引導(dǎo)葉片

20：抗喘振閥41：igv驅(qū)動(dòng)部

100：供應(yīng)配管200：排出配管

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可被加以多樣的變換，并可具有多種實(shí)施例，特定實(shí)施例被示例性地圖示于附圖中，并在說(shuō)明書(shū)中得到詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的效果、特征及用于實(shí)現(xiàn)它們的方法可參考與附圖結(jié)合而詳細(xì)闡述的實(shí)施例而明確了解。然而，本發(fā)明并不局限于以下公開(kāi)的實(shí)施例，其可以由多樣的形態(tài)實(shí)現(xiàn)。

以下，參考附圖而詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，在參考附圖進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，對(duì)相同或?qū)?yīng)的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，并省略與之相關(guān)的重復(fù)說(shuō)明。

在以下的實(shí)施例中，第一、第二等術(shù)語(yǔ)并非旨在限定，而是旨在將一個(gè)構(gòu)成要素與其他構(gòu)成要素加以區(qū)分。

在以下的實(shí)施例中，除非在文章中明確表示不同含義，單數(shù)形態(tài)的表述包括復(fù)數(shù)形態(tài)的含義。

在以下的實(shí)施例中，“包括”或“具有”等術(shù)語(yǔ)用于表示說(shuō)明書(shū)中記載的特征或構(gòu)成要素的存在，其并不預(yù)先排除一個(gè)以上的其他特征或構(gòu)成要素的可附加性。

在以下的實(shí)施例中，當(dāng)提到膜、區(qū)域、構(gòu)成要素等部分位于其他部分上方或上部時(shí)，其不僅包括位于其他部分的緊鄰的上側(cè)的情形，而且還包括其中間夾設(shè)有其他膜、區(qū)域、構(gòu)成要素等的情形。

在附圖中為了便于說(shuō)明而可能夸大或縮小示出構(gòu)成要素的大小。例如，附圖中示出的各個(gè)構(gòu)成要素的大小及厚度被任意示出以便于說(shuō)明，因此本發(fā)明并不局限于圖示情形。

在以下的實(shí)施例中，x軸、y軸及z軸并不局限于正交坐標(biāo)系中的三個(gè)軸，而可以被解釋為包含此情形的廣義的概念。例如，x軸、y軸與z軸固然可以相互正交，然而也可以指代互不正交的不同方向。

在某些實(shí)施例能夠以其他方式實(shí)現(xiàn)的情況下，特定的工藝順序也可以以不同于被說(shuō)明的順序得到執(zhí)行。例如，連續(xù)說(shuō)明的兩個(gè)工序可以實(shí)質(zhì)上同時(shí)執(zhí)行，也可以與說(shuō)明順序相反地執(zhí)行。

圖3為表示關(guān)于一實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的概略構(gòu)成的模塊圖。

與圖3所示的實(shí)施例相關(guān)的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)具有：壓縮機(jī)10；抗喘振閥(antisurgevalve；asv)20，布置在用于連接壓縮機(jī)10的入口11與出口12的旁通線15；入口引導(dǎo)葉片(inletguidevane；igv)40，布置于壓縮機(jī)10的入口11；控制部30，用于控制抗喘振閥20和入口引導(dǎo)葉片40。

壓縮機(jī)10執(zhí)行如下功能：將具有預(yù)定入口條件的流體吸入，并使壓力上升，然后將壓縮的流體供應(yīng)到運(yùn)用中的流體系統(tǒng)或設(shè)備。壓縮機(jī)10可采用具有離心式或軸流式等多樣的形態(tài)的壓縮機(jī)。

通常，在壓縮機(jī)10的入口11連接有供應(yīng)配管100，并在壓縮機(jī)10的出口12連接有排出配管200，因此壓縮機(jī)10可將通過(guò)供應(yīng)配管100得到供應(yīng)的流體吸入并將壓縮的流體通過(guò)排出配管200排出。

在實(shí)施例中，作為經(jīng)過(guò)包括壓縮機(jī)10在內(nèi)的各種流體機(jī)械要素的流體使用了氣體，然而實(shí)施例并不局限于這種流體形態(tài)，例如也可以使用液體。

旁通線15不經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)10而將壓縮機(jī)10的出口與壓縮機(jī)10的入口連接。即，當(dāng)旁通線15被開(kāi)放時(shí)，從壓縮機(jī)10流出的流體流向壓縮機(jī)10的入口，于是壓縮機(jī)10的出口側(cè)的壓力與入口側(cè)的壓力之差減小，而且流入到壓縮機(jī)的流量增加。

因此，抗喘振閥20通過(guò)控制旁通線15的開(kāi)閉而起到防止壓縮機(jī)10的逆流的功能。抗喘振閥20例如可由螺線管閥門(mén)(solenoidvalve)之類(lèi)的電磁閥實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)電磁控制。

抗喘振閥20連接于asv驅(qū)動(dòng)部21，該asv驅(qū)動(dòng)部21借助于由控制部30的asv控制部31施加的第一信號(hào)ca而被運(yùn)行。于是，抗喘振閥20基于第一信號(hào)ca而運(yùn)行，從而執(zhí)行防止壓縮機(jī)10的逆流的功能。

入口引導(dǎo)葉片40布置于壓縮機(jī)10的入口11而執(zhí)行調(diào)節(jié)入口11的開(kāi)放面積的功能。入口引導(dǎo)葉片40具有多個(gè)葉片，可以通過(guò)調(diào)節(jié)所述多個(gè)葉片的角度而調(diào)節(jié)入口11的開(kāi)放面積。而且，入口引導(dǎo)葉片40也例如可以由螺線管閥門(mén)(solenoidvalve)之類(lèi)的電磁閥實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)電磁控制。

入口引導(dǎo)葉片40連接于igv驅(qū)動(dòng)部41，該igv驅(qū)動(dòng)部41借助于由控制部30施加的第二信號(hào)ci而運(yùn)行。于是，入口引導(dǎo)葉片40基于由控制部30施加的第二信號(hào)ci而運(yùn)行，從而可以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)10的入口11的開(kāi)放面積。

控制部30與抗喘振閥20及入口引導(dǎo)葉片40電連接。控制部30具有：asv控制部31，生成用于控制抗喘振閥20的第一信號(hào)ca；igv控制部32，生成用于控制入口引導(dǎo)葉片40的葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv；補(bǔ)償信號(hào)生成部33，用于生成壓力補(bǔ)償信號(hào)cc，該壓力補(bǔ)償信號(hào)cc用于補(bǔ)償基于第一信號(hào)ca的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化；運(yùn)算部34，用于將補(bǔ)償信號(hào)生成部33與葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv進(jìn)行合并，從而生成第二信號(hào)ci。

控制部30例如可以?xún)?nèi)置在安裝于壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的控制用計(jì)算機(jī)的電路板、或安裝于電路板的計(jì)算機(jī)芯片、或安裝于計(jì)算機(jī)芯片，或者可以由內(nèi)置于控制用計(jì)算機(jī)的軟件等形態(tài)實(shí)現(xiàn)。

壓縮機(jī)10的入口11處可連接有：流量計(jì)17，用于對(duì)壓縮機(jī)10的入口11側(cè)的流體的流量進(jìn)行測(cè)量，并將流量信號(hào)f1傳遞給控制部30；第一壓力計(jì)45(pi)，用于對(duì)壓縮機(jī)10的入口11側(cè)的流體的壓力進(jìn)行測(cè)量，并將壓力信號(hào)p1傳遞給控制部30。

并且，在壓縮機(jī)10的出口12處連接有：第二壓力計(jì)16(po)，用于對(duì)壓縮機(jī)10的出口12側(cè)的流體的壓力進(jìn)行測(cè)量，并將壓力信號(hào)po傳遞給控制部30。

圖4為概略地表示圖3的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的控制信號(hào)流的模塊圖。

參考圖3和圖4，asv控制部31生成第一信號(hào)ca，并將第一信號(hào)ca傳遞給asv驅(qū)動(dòng)部21。而且，asv控制部31將第一信號(hào)ca傳遞給補(bǔ)償信號(hào)生成部33。

補(bǔ)償信號(hào)生成部33利用接收到的第一信號(hào)ca以及壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化而生成壓力補(bǔ)償信號(hào)cc。如果基于第一信號(hào)ca而使抗喘振閥20的開(kāi)度量發(fā)生變化，則使流體的流量變化，因此壓縮機(jī)10的出口12處的壓力也變化。補(bǔ)償信號(hào)生成部33將基于第一信號(hào)ca而變化的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化進(jìn)行補(bǔ)償，從而生成用于調(diào)節(jié)入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度量的壓力補(bǔ)償信號(hào)cc。即，壓力補(bǔ)償信號(hào)cc是如下的信號(hào)：為了實(shí)現(xiàn)基于第一信號(hào)ca而變化的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化的最小化，而對(duì)入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

補(bǔ)償信號(hào)生成部33可利用抗喘振閥20的開(kāi)度量的變化與壓縮機(jī)10的出口12處的壓力之間的關(guān)系式、以及入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度量變化與壓縮機(jī)出口12處的壓力之間的關(guān)系式而執(zhí)行計(jì)算。所述關(guān)系式可以是抗喘振閥20和入口引導(dǎo)葉片40的特征方程。

而且，補(bǔ)償信號(hào)生成部33可由存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)計(jì)算出壓力補(bǔ)償信號(hào)cc。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部(未圖示)存儲(chǔ)有如下數(shù)據(jù)：關(guān)于基于抗喘振閥20的開(kāi)度量變化的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化的數(shù)據(jù)；以及關(guān)于基于入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度量變化的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化的數(shù)據(jù)。補(bǔ)償信號(hào)生成部33可利用所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)而計(jì)算出壓力補(bǔ)償信號(hào)cc，該壓力補(bǔ)償信號(hào)cc用于實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化的最小化。

igv控制部32生成葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv，并將葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv傳遞到運(yùn)算部34。運(yùn)算部34可以將葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv與壓力補(bǔ)償信號(hào)cc進(jìn)行合并，從而生成第二信號(hào)ci。

第二信號(hào)ci被疊加壓力補(bǔ)償信號(hào)cc，因此可以使由抗喘振閥20的開(kāi)度量變化引起的壓力變化預(yù)先被補(bǔ)償。壓縮機(jī)10的出口處的壓力并不受到抗喘振閥20的開(kāi)度量的影響，并可通過(guò)入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度量進(jìn)行控制。即，asv控制部31與igv控制部32能夠以相互去耦合(decoupling)的方式運(yùn)行。

圖5a和圖5b為表示因外界擾動(dòng)而變化的現(xiàn)有的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行例的曲線圖，圖6a和圖6b為表示因外界擾動(dòng)而變化的圖3的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行例的曲線圖。

在igv和asv都得到使用的現(xiàn)有的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中，可基于igv而控制壓縮機(jī)的排出壓力，然而igv的操作使流量(或者流量控制用電流信號(hào))受到影響。并且，asv可利用流量(或者流量控制用電流信號(hào))而控制壓縮機(jī)，然而壓力受到asv的操作的影響。因此，在壓縮機(jī)的喘振區(qū)域中，因?yàn)閕gv與asv這兩個(gè)閥門(mén)同時(shí)妨礙彼此的運(yùn)行，所以使壓縮機(jī)的控制變得困難。

如圖5a和圖5b所示，當(dāng)處于正常狀態(tài)的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中發(fā)生外界擾動(dòng)(disturbance)而使壓縮機(jī)的出口處的壓力增大時(shí)，入口引導(dǎo)閥門(mén)的開(kāi)度減小。而且，為了防止發(fā)生喘振，通過(guò)增加抗喘振閥的開(kāi)度而減小經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的流量。

直到壓縮機(jī)控制系統(tǒng)重新回到正常狀態(tài)為止，發(fā)生時(shí)間延遲。如圖5a所示，發(fā)生了約為30秒的時(shí)間延遲。這樣的時(shí)間延遲不僅涉及到外界擾動(dòng)，而且因?yàn)橥饨鐢_動(dòng)使入口引導(dǎo)葉片和抗喘振閥的開(kāi)度變化，這種變化作為新的外界擾動(dòng)而作用，從而延長(zhǎng)時(shí)間延遲。

由于發(fā)生外界擾動(dòng)，使流量和壓力急劇變動(dòng)。如圖5b所示，如果發(fā)生外界擾動(dòng)a，則為了重新收斂b到正常狀態(tài)，而發(fā)生壓力變化，而且發(fā)生顯著的流量變化。

如圖6a和圖6b所示，當(dāng)處于正常狀態(tài)的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中發(fā)生外界擾動(dòng)(disturbance)而使壓縮機(jī)10的出口12處的壓力增大時(shí)，可能發(fā)生喘振現(xiàn)象。為了防止喘振，asv控制部31通過(guò)發(fā)送出第一信號(hào)ca而增加抗喘振閥20的開(kāi)度，并使壓縮機(jī)10的出口12處的流量減小。并且，igv控制部32為了降低壓縮機(jī)10的出口12處的壓力而減小開(kāi)度。

抗喘振閥20的急劇的開(kāi)度變化會(huì)使壓縮機(jī)10的出口12的壓力變動(dòng)，因此可作為外界擾動(dòng)而作用于壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。然而，壓力補(bǔ)償信號(hào)cc預(yù)先調(diào)節(jié)了入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度，據(jù)此可以補(bǔ)償因抗喘振閥20的開(kāi)度變化而發(fā)生的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化。

即，補(bǔ)償信號(hào)生成部33通過(guò)將壓力補(bǔ)償信號(hào)cc加到葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv而生成第二信號(hào)ci，由此可以實(shí)現(xiàn)因抗喘振閥20的開(kāi)度變化而發(fā)生的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化的最小化。對(duì)于第二信號(hào)ci而言，由抗喘振閥20引起的壓力變化已得到補(bǔ)償，因此控制部30可以?xún)H通過(guò)第二信號(hào)ci調(diào)節(jié)壓力。

第二信號(hào)ci的絕對(duì)值的大小可以小于葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv的絕對(duì)值的大小。壓力補(bǔ)償信號(hào)cc的符號(hào)可不同于葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv。壓力補(bǔ)償信號(hào)cc因第二信號(hào)ci而防止急劇的開(kāi)度變化，因此壓力補(bǔ)償信號(hào)cc與葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv的符號(hào)不同。

因此，第二信號(hào)ci的絕對(duì)值大小可以小于葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv的絕對(duì)值大小。由于第二信號(hào)ci的絕對(duì)值大小變小，因此即使入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度發(fā)生變化，也可以減少對(duì)系統(tǒng)的影響。壓力補(bǔ)償信號(hào)cc可以減少因急劇的壓力變化而在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的外界擾動(dòng)。

如圖5b的igv％開(kāi)啟(open)曲線圖，由于發(fā)生外界擾動(dòng)，igv％開(kāi)啟(open)的開(kāi)度量因葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv而成為大約(-2)，但卻因壓力補(bǔ)償信號(hào)cc而使第二信號(hào)變化成(-1)左右。由于入口引導(dǎo)葉片40和抗喘振閥20的開(kāi)度不會(huì)急劇變動(dòng)，因此可以縮短返回到正常狀態(tài)為止所需的時(shí)間延遲。如圖5b所示，當(dāng)發(fā)生外界擾動(dòng)時(shí)，發(fā)生15秒左右的時(shí)間延遲。

如圖5b所示，即使發(fā)生外界擾動(dòng)a，重新收斂b到正常狀態(tài)為止并不發(fā)生顯著的壓力變化，而且流量也并不顯著地變化，因此可迅速達(dá)到正常狀態(tài)。

借助于壓力補(bǔ)償信號(hào)cc，壓縮機(jī)10的流量基于asv控制部31的第一信號(hào)ca而得到調(diào)節(jié)，壓縮機(jī)10的壓力基于igv控制部32的第二信號(hào)而得到調(diào)節(jié)。

根據(jù)如上所述地構(gòu)成的實(shí)施例，可實(shí)現(xiàn)抗喘振閥20與入口引導(dǎo)葉片40之間的相互影響的最小化，從而可以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的穩(wěn)定的操作。即，可利用用于控制抗喘振閥20的第一信號(hào)ca而補(bǔ)償入口引導(dǎo)葉片40的關(guān)閉量，因此在抗喘振閥20執(zhí)行操作時(shí)，可以減小入口引導(dǎo)葉片40的關(guān)閉量，從而提高抗喘振控制功能的穩(wěn)定性。

如果將考慮到基于抗喘振閥20的開(kāi)度(表示開(kāi)放程度的第一信號(hào))的壓縮機(jī)10的出口12處的壓力變化的壓力補(bǔ)償信號(hào)cc相加到入口引導(dǎo)葉片40的葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv，則入口引導(dǎo)葉片40的急劇的開(kāi)度變更可以被減弱，因此入口引導(dǎo)葉片40能夠以協(xié)助抗喘振閥20的抗喘振(anti-surge)操作的形態(tài)執(zhí)行操作。

即，在入口引導(dǎo)葉片40的運(yùn)動(dòng)迅捷的情況下，壓力補(bǔ)償信號(hào)cc通過(guò)降低葉片調(diào)節(jié)信號(hào)cv的絕對(duì)值大小，從而防止入口引導(dǎo)葉片40的開(kāi)度變化，于是不會(huì)發(fā)生壓力振蕩，并迅速脫離喘振區(qū)域。

圖7為概略地表示關(guān)于另一實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制方法的步驟的順序圖。

關(guān)于圖7所示實(shí)施例的壓縮機(jī)的控制方法包括如下步驟：第一信號(hào)生成步驟s110，用于生成第一信號(hào)，該第一信號(hào)用于使抗喘振閥運(yùn)行，該抗喘振閥布置在用于連接壓縮機(jī)的入口與出口的線路(line)而防止所述壓縮機(jī)的逆流，所述壓縮機(jī)用于將流體進(jìn)行壓縮；壓力補(bǔ)償信號(hào)生成步驟s120，生成用于控制入口引導(dǎo)葉片的壓力補(bǔ)償信號(hào)，以補(bǔ)償基于第一信號(hào)的壓縮機(jī)的出口處的壓力變化；葉片調(diào)節(jié)信號(hào)生成步驟s130，用于生成葉片調(diào)節(jié)信號(hào)，該葉片調(diào)節(jié)信號(hào)用于控制入口引導(dǎo)葉片，該入口引導(dǎo)葉片布置于壓縮機(jī)的入口，并用于調(diào)節(jié)入口的開(kāi)放面積；第二信號(hào)生成步驟s140，對(duì)所述壓力補(bǔ)償信號(hào)與所述葉片調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行合并，從而生成用于運(yùn)行所述入口引導(dǎo)葉片的第二信號(hào)。

根據(jù)上述壓縮機(jī)的控制方法，入口引導(dǎo)葉片的調(diào)節(jié)以如下方式實(shí)現(xiàn)：補(bǔ)償因抗喘振閥的開(kāi)度變化而發(fā)生的壓縮機(jī)出口的壓力變化。通過(guò)消除在入口引導(dǎo)葉片與抗喘振閥這兩個(gè)要素的控制操作之間可能發(fā)生的耦合現(xiàn)象，可以穩(wěn)定地控制壓縮機(jī)。

關(guān)于如上所述的實(shí)施例的構(gòu)成及效果的說(shuō)明僅止于示例性層次，如果是本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中具有基本知識(shí)的人員，則能夠由此實(shí)現(xiàn)多樣的變形及等價(jià)的其他實(shí)施例，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易理解的。因此，本發(fā)明的真正的技術(shù)保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求書(shū)而予確定。