[发明专利]切换过程以及关联控制设备

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。本发明还涉及一种用于控制关联电动引擎的电源的设备。

背景技术

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 No.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。

发明内容

本发明中，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；