[发明专利]用于得出交流电机驱动系统中公用电源信号特性的方法和设备

说明书

                     发明背景

本发明涉及交流电机在来自不同的源的电力(诸如，来自公用市电电源的供电干线的电力)与来自电机驱动器(诸如变频交流电动机驱动器)的电力之间进行的切换。更具体地，本发明涉及用于得出线路传送参考信号来确定公用电源或其它电源的特性(诸如相位和幅度)的方法，以便同步两种电源的相位和幅度，而不需要外部的传感器。

在许多应用中，希望把直接从供电干线接收电力的交流电机切换到从驱动器接收电力，反之亦然。这里使用的词组“供电干线”是指具有由公用电源决定的频率的、任何交流电功率的源。这里使用的术语“驱动器”是指具有由除公用电源以外的源(诸如三相交流变频电机驱动器，智能电机启动器等)产生的频率的、任何交流电源。这里使用的术语“交流电机”是指任何交流旋转电机，诸如感应电机，同步电机，发电机，电动发电机等等。

例如，在燃气轮机静态启动器中，变频电机驱动器常常被使用来使得发电机马达提升到自保持速度，此后发电机马达可以以这个速度被切换到供电干线。在其它应用中，诸如变频电扇和泵浦，希望用变频装置达到可变的速度，以后把电机切换到供电干线，以恒定的高速度稳定运转。另外，在电机驱动器故障的情形下，希望把电机切换到供电干线继续运转。同样地，常常希望把电机从供电干线切换到电机驱动器，减慢电机运转，或改变电机的速度或转矩。

众所周知，使得来自供电干线和驱动器的信号的相位和幅度达到同步，完成“无冲击”转移。然而，已知的用于同步的技术需要外部传感器，用来检测公用电源信号的零交叉点或幅度和相位。当然，外部传感器的使用增加系统的成本和复杂性。另外，外部传感器本身提供相位差使得系统进一步复杂化。美国专利5,587,474揭示了一种控制系统，其中倒相器的输入PLL和输出PLL的相位差被驱动为零，以便把倒相器的输出同步到供电干线的输出。然而，这个系统极复杂。另外，在有些应用项中，同步应当在电机驱动器的输出和除供电干线以外的、给电机驱动器供电的源之间被完成。美国专利5,587,474公开的系统不适合于这样的同步。电动机从电机驱动器切换到供电干线，在这里称为“转移”，以及电动机从供电干线切换到电机驱动器，在这里称为“捕获”。

                     发明概要

本发明的第一方面是用于得出交流电机驱动系统中来自公用电源的信号的特性的方法，包括以下步骤：在驱动器是空闲时将输入信号加到驱动器，把来自公用电源的信号加给被耦合到驱动器的输出端的交流电机，在驱动器是空闲时检测在驱动器输出端处的信号的特性，检测来自公用电源的信号的特性，比较在驱动器输出端处的信号的特性与来自公用电源的信号的特性以便确定特性调节，以及对来自公用电源的信号的特性实施特性调节，得出由于公用电源的、在交流电机处的信号的特性。

本发明的第二方面是能够使得交流电机在来自驱动器的功率与来自公用电源的功率之间进行切换的驱动系统，包括公用电源；驱动器；交流电机；被耦合在公用电源与交流电机之间的公用电源接触器，用来把公用电源的输出有选择地耦合到交流电机；被耦合在驱动器与交流电机之间的驱动接触器，用来把驱动器的输出有选择地耦合到交流电机；控制器，用来当驱动器空闲和公用电源接触器和驱动接触器闭合时，检测由于来自公用电源的功率的、在驱动器的输出端的信号的特性；控制器也用来检测馈送到交流电机的公用电源的特性，以及比较在驱动器输出端处的信号的特性与来自公用电源的信号的特性以便确定特性调节。

本发明的第三方面是用于得出交流电机驱动系统中来自公用电源的信号的特性的设备，包括用于把来自公用电源的信号提供给被耦合到驱动器的输出端的交流电机的装置，用于检测由于来自公用电源的功率的、在驱动器输出端处的信号的特性的装置，用于检测来自公用电源的信号的特性的装置，用于比较在驱动器输出端处的信号的特性与来自公用电源的信号的特性以便确定特性调节的装置，以及用于对来自公用电源的信号的特性实施特性调节，得出由于公用电源的、在交流电机上的信号的特性的装置。

                     附图简述

这里，通过优选实施例和附图描述本发明，其中：

图1是按照本发明的优选实施例的驱动切换系统的示意图；

图2是用于确定对于优选实施例的同步的比例系数和相移的程序过程的流程图；

图3是优选实施例的相移确定子程序过程和比例系数确定子程序过程的流程图。

                     发明详细描述