切换过程以及关联控制设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在来自可调速驱动器（ASD）的供电与来自电网的供电之间切换交流电动引擎的电源的过程，其中所述过程包括以下阶段：确定所述电动引擎的理想转动速度；以及将所述ASD所输送的电压与所述电网所输送的电压的相位和幅度同步。

【技术实现步骤摘要】
切换过程以及关联控制设备
本专利技术涉及在来自可调速驱动器(ASD)与电网的供电之间切换以交流电操作的电动引擎(electric engine)的电源的过程。本专利技术还涉及一种用于控制关联电动引擎的电源的设备。
技术介绍
电动引擎将电能转化成机械能。电动引擎主要由电动机(motor)组成。对于某些应用，针对电动引擎的电动机具有特定速度要求。在石油或者气体压缩领域中，尤其出现这种情况。在这类情况中，所希望的是，可将电动机的电源从电网快速切换到可调速驱动器(Adjustable Speed Drive ;简称ASD),反之亦然。ASD尤其适于对电动机进行起动。一旦已起动，电动机就必须通过电网提供电力，并且另外通过ASD提供电力。这就要求ASD与电网所供应的电压同步。这用来防止切换瞬间在电压或电流中出现可能对电动引擎的电动机有害的浪涌(surge)。已知的是，用于起动电动机的过程包括两个阶段:初始步骤，在所述初始步骤中，使电动机加速，直到使其达到所要求的速度；接着是第二步骤，在所述第二步骤中，将ASD与电网所供应的电压电平同步。根据黑泽尔(Hazel)于2000年在施耐德电气技术通报第196号(SchneiderElectric Technical Bulletin N0.196)中公布的标题为“在工业场地和商业建筑中的集成发电(Integrated Electrical Generation in Industrial Sites and CommercialBuildings)”的文档,这种同步通过同步设备实现,所述同步设备由同步单元和同步检查继电器组成。同步检查继电器是测量ASD所提供的电压与电网电压之间幅度和相位差的装置。同步检查可以检验所测量的幅度和相位与同步准则的符合度。如果并不满足同步准则，那么激活同步。此单元将指令发送到ASD控制器，以使ASD控制器能够校正所测量的差值。指令通常是以电脉冲形式发送。当这种技术用于进行起动时，加速阶段持续长达10秒，并且同步阶段处于激活状态20秒。因此，整个过程耗时30秒。这对向电动机供电的某些ASD来说时间较长。在某些情况中，此时段的长度足以使得ASD的发热要求通过水或加大尺寸(oversizing)而来进行冷却。因此，需要一种在ASD与电网的供电之间切换电动引擎的电源的方法，所述切换被更快速地激活。
技术实现思路
本专利技术中，这种需要通过一种过程满足:在来自可调速驱动器(ASD)的供电与来自电网的供电之间切换交流电动引擎的电源。所述过程包括阶段:确定所述电动引擎所要求的理想转动速度，以及所述可调速驱动器所供应的电压与所述电网所供应的电压的相位和幅度的进行同步。所述同步阶段包括步骤:对所述可调速驱动器所供应的电压和所述电网所供应的电压进行测量，并且计算分别表示两个测得电压之间幅度差和相位差的信号。另外，所述过程包括步骤:确定所述电动引擎的理想流量(flow)。所述同步阶段还包括步骤:基于所述理想流量来针对所述ASD的电压产生控制信号。随后，将表示所计算幅度差的信号添加到这个控制信号上。根据个别表现，所述过程包括以下特征中一个或多个，这些特征采用分开的或者技术上有可能的任何组合的方式:激活(或实现)在所述ASD的电压下产生命令的所述阶段，同时也考虑到理想转动速度，向所述电压命令中添加了表示所计算相位差的信号；所述产生阶段使用矢量命令(或控制)方法激活；所使用的矢量命令(或控制)方法是调节所述流量和所述速度的幅度；如果并不满足以下条件中的一个或两个，那么重复所述同步阶段:表示相位差的所述信号的绝对值小于2度，并且表示所计算幅度差的所述信号的绝对值小于所述电网所供应(或输送)电压的2% ；所述电网通过第一开关连接到所述电动引擎上，并且所述可调速驱动器通过第二开关连接到所述电动引擎上；所述电动引擎最初仅由所述电网提供电力，并且所述过程还包括阶段:如果满足所述两个条件，那么闭合所述第二开关，从而将命令发送到ASD并控制ASD以使电网供应到电动引擎的电流减少并使所述第一开关断开；所述电动引擎最初仅由所述ASD提供电力，并且所述过程还包括阶段:如果满足所述两个条件，那么闭合所述第一开关，从而将命令发送到ASD并控制ASD以使电网供应到电动引擎的电流增加并使所述第二开关断开；所述过程还包括阶段:将命令发送到所述ASD并控制所述ASD的电压，以便在所述电动引擎的转动速度的范围内使所述电动引擎的转动速度增加，测量所述电动引擎的所述转动速度，并且一旦所述电动引擎的转动速度达到理想转动速度的90%，就激活所述同步阶段；一旦所述电动引擎的转动速度达到理想转动速度的96%，就激活所述同步阶段。另外，本专利技术还涉及一种控制交流电动引擎的电源的设备，其中所述电动引擎可由ASD和电网提供电力，其中所述设备包括测量所述电网和所述ASD所供应的电压的传感器和能够如上所述激活切换过程的控制设备。【附图说明】通过阅读对本专利技术的表现的描述，将更清楚本专利技术的其他特征以及优点，其中本专利技术的表现仅仅借助实例并且参照以下附图给出:图1示出包括根据本专利技术的切换设备和电动引擎的电气系统的示意性表示，图2示出在起动图1电动引擎时根据本专利技术的切换过程激活实例的流程图，以及图3示出在停止图1电动引擎时根据本专利技术的切换过程激活实例的流程图。【具体实施方式】在下文中，将电流方向定义为上游-下游。图1中的电气系统10包括电源12、用于控制电源12的设备14和交流电动引擎16。电源12通过接线17连接到电动引擎16上。电源12包括输入端18和输出端20。输入端18连接到电网22上。电网22能够供应电压并且在称为电网频率的频率下运作。在图1的情况中，电网22所供应的电压是三相电压。电源12包含2个电路24和26，以将输入端18连接到输出端20上。第一电路24仅仅包括一个开关28。这个开关在下文中称作电网开关28。实际来说，电网开关28具有断开位置和闭合位置，在断开位置中，输入端18和输出端20不通过第一电路24相连接，在闭合位置中，输入端18与输出端20处于直接电接触。在这后一种情况中，输出端20连接到电网22上。第二电路包括处于串联中的分离变压器30、ASD32和开关34。变压器30设计方式为使得它引起其作为一方面的一个初级电路或多个初级电路与其作为另一方面的一个次级电路或多个次级电路之间的有效分离。可调速驱动器32通常以缩写ASD表示。ASD32能够起动交流电动引擎16。第二电路26中的开关34在下文将被称作可调速驱动器(ASD)开关34。实际来说，ASD开关34具有断开位置和闭合位置，在断开位置中，ASD32和电源12的输出端20不通过第二电路26相连接，在闭合位置中，ASD32与电源12的输出端20处于直接电接触。因此，电源12能够根据三个配置进行操作。在第一配置中，电源12能够通过电网22独立输送电压。在这种情况中，电网开关28闭合并且ASD开关34断开。在第二配置中，电源12能够通过ASD32独立输送电压。在这种情况中，电网开关28断开并且ASD开关34闭合。在第三配置中，电源12能够通过电网22和ASD32输送电压。在这种情况中，两个开关28和34都闭合。用于控制电源12的设备14包括用于电动引擎16的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在可调速驱动器（32）与电网（22）之间切换交流电动引擎（16）的电源（12）的过程，其中所述过程包括以下阶段：确定所述电动引擎（16）的理想转动速度，将所述可调速驱动器（32）所输送的电压的相位和幅度与所述电网（22）所输送的电压的相位和幅度同步，并且其中所述同步阶段包括以下阶段：测量所述可调速驱动器（32）所输送的所述电压和所述电网（22）所输送的所述电压，计算分别表示两个测得电压之间幅度差和两个测得电压之间相位差的信号，并且其中上述过程还包括确定阶段，所述确定阶段用于确定所述电动引擎（16）的理想流量，并且所述同步阶段还包括产生阶段，所述产生阶段基于所述理想流量来针对所述可调速驱动器（32）的所述电压产生命令信号，向所述命令信号中添加表示所计算幅度差的信号。

【技术特征摘要】
2012.12.27 FR 12628831.一种用于在可调速驱动器(32)与电网(22)之间切换交流电动引擎(16)的电源(12)的过程，其中所述过程包括以下阶段: 确定所述电动引擎(16)的理想转动速度， 将所述可调速驱动器(32)所输送的电压的相位和幅度与所述电网(22)所输送的电压的相位和幅度同步， 并且其中所述同步阶段包括以下阶段: 测量所述可调速驱动器(32)所输送的所述电压和所述电网(22)所输送的所述电压， 计算分别表示两个测得电压之间幅度差和两个测得电压之间相位差的信号， 并且其中上述过程还包括确定阶段，所述确定阶段用于确定所述电动引擎(16)的理想流量， 并且所述同步阶段还包括产生阶段，所述产生阶段基于所述理想流量来针对所述可调速驱动器(32)的所述电压产生命令信号，向所述命令信号中添加表示所计算幅度差的信号。2.根据权利要求1所述的过程，其中激活所述针对所述可调速驱动器(32)产生电压命令的阶段，同时还考虑到所述理想转动速度，向所述电压命令中添加表示所计算相位差的所述信号。3.根据上述权利要求1或2所述的过程，其中通过使用矢量命令方法激活所述产生阶段。4.根据上述权利要求3所述的过程，其中所使用的矢量命令方法用于对所述流量和所述速度的幅度进行调节。5.根据前述权利要求1至4中任一权利要求所述的过程，其中如果以下条件中的一个或者两个得不到满足，那么重复所述同步阶段: 表示所述相位差的所述信号的绝对值小于2度，以及 表示所述幅度差的所述信号的绝对值小于所述电网(22)所输送的所述电压的2%。6.根据前述权利要求1至5中任一权利要求所述的过程，其中所述电网(22)通过第一开关(28 )连接到所述电动引擎(16 )上，并且所述可调速驱动器(32 )通过第二开关(34)连接到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S西亚拉，BP雷迪，
申请(专利权)人：通用电气能源能量变换技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB