本发明专利技术的目的是减小在故障情况下小型电力网络的频率变化，使得在其电力产生和需求之间的相对短的不平衡期间不需要保护操作。通过根据主要权利要求的用于把电力导向电动机（７）的供电装置（２１）来实现该目的。根据本发明专利技术的装置监测网络的频率。在网络的频率充分变化的情况下，该装置通过改变被导向电动机的电量来作出反应。因此，目的就是保持电能的需求等于电能的产生。为电力网络提供了以受控方式改变电能的产生量使得电力网络持续工作的机会。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电动机的供电装置。本专利技术尤其涉及一种设计为把电力导向 位于船舶中的电动机的供电装置。
技术介绍
通过与电力传输网络连接的发电机来产生电力。传输网络将产生的电力传输给用 电设备，例如电动机、照明设备等。由于没有储备电力的经济方法，所以产生的电力必须在 产生的同时被消耗。换言之，能量的消耗量必须与能量的产生量相匹配。发电机是被设计用于产生电力的电动机，其转子以一定的速度旋转。通常发电机 的旋转速度同电力传输网络的频率相同。通常传输网络的频率是50Hz。然而，由于电力网 络的需求经常波动，即网络处于动态，所以电力网络必须能够适应产生的电能和消耗的电 能之间的一定量的不平衡。这种不平衡可被看作是网络频率的小波动。发电机和使用电力 的电动机的旋转质量能够用于补偿小的和持续时间短的不平衡情况，这是因为能量被以惯 性的形式储存在旋转质量中。如果电力的产生和电力的需求之间的不平衡更大和/或持续时间更长，那么网络 频率趋于更大的变化。这在网络中引起保护操作，例如将网络的一部分与网络的其余部分 隔开或者将备用电力连接到网络。保护操作的目的是在故障期间使电力传输网络中尽可能 大的部分保持处于使用中。例如，如果网络中的需求突然增加并持续相对长的时间，则发电 机不能像所要求的那样快地产生必须的电力，并且电机的旋转质量不能足够长时间地补偿 需求的增加。因此电力网络频率开始下降。由于频率的下降，一部分网络与网络的其余部 分隔开，直到发电机能够产生所需的附加电力，随后这部分网络能够再次被连接到网络的 其余部分。相应的操作可发生在网络的大型发电机突然关闭并且其他发电机必须代替不工 作的发电机发电的情况下。以上提及的涉及主网络和小型独立的电力网络，例如船舶的电 力网络。现在变频器被应用在许多场合。凭借变频器，供电的大小可与电动机或其他用电 器具的需求完全相应。例如，如果对于大部分操作时间部分旋转速度已经足够，那么鼓风机 的鼠笼式电动机没有必要总是被全速驱动。通过使用变频器可以节省很多能量。在常见的变频器中交流电压被转换成直流电压，然后该直流电压再被转换为另一 交流电压。第二交流电压用于向例如电动机的负载供应电力。第二交流电压是可控的。然 而，频率控制驱动器切断电动机和电力的产生之间的直接连接，由此电动机的旋转惯性不 再参与补偿网络中较小的负荷变化。然而，不管网络的频率和相位如何，电动机的电力需求 趋于暂时保持恒定。图1示出了船舶中的具有发电机2、3、4的电力网络1的示例。电动机7、8通过电 机专用变频器5、6连接到网络。电动机的轴连接到船舶的推进器9、10。船舶上的电动机很 大，特别是当电动机的功率与船舶上的电力网络的规模相比较时。船舶上的电力网络相对较小。由此，船舶上多个发电机中的甚至一个发电机的故障也是相当严重的故障情况，并且它被看作是网络频率的变化。例如，如果船舶上多个发电 机中的一个发电机发生故障，那么在其他发电机能够补偿故障发电机的电力之前要花费几 秒钟的时间。通常，柴油工作的发动机被用作船舶的发电机。安装在变频器5、6之后的大 型电动机的惯性不能参与保持网络频率。因此即保护操作快速断开部分网络或全部网络， 电力网络1也容易发生故障。如果网络故障，推进器9、10的旋转速度降低。在推进器驱动 中，旋转速度和使用的电力之间的联系是即时的，以至于在电力需求中，甚至旋转速度的微 小变化能够清楚地被发现，反之亦然。因此，由于电力网络中的故障，船舶的机动性迅速下 降，并且船舶停止。倘若网络部分电力的持续时间足够长，则网络频率的大幅下降使得启动 网络的保护操作。在最糟糕的情况中，船舶上的整个网络必须关闭，由此船舶上的推进器不 能够提供推进力，并且船舶变得几乎不能够驾驶。这会带来灾难性的后果。
技术实现思路
本专利技术的目的是减小在故障情况下小型电力网络的频率变化，使得在电力产生和 需求之间相对短的不平衡期间不需要保护操作。该目的是通过根据主要权利要求的向用于 把电力导向电动机的供电装置来实现的。根据本专利技术的装置监控网络的频率。倘若网络的 频率大幅变化，该装置通过改变被导向电动机的电力量来作出反应。因此，目的是使电能的 产生量与电能的需求相等，由此网络的频率被保持在允许的操作范围。为电力网络提供了 以受控方式改变电能的产生量使得电力网络持续工作的机会。附图说明下面将参照附图更加详细地描述本专利技术，在附图中图1示出了船舶上的电力网络的示例；以及图2示出了根据本专利技术的装置的示例。具体实施例方式图2示出了根据本专利技术的供电装置的示例。电动机的供电装置21包括AC/DC转 换器22 (交流/直流转换器)和DC/AC转换器23 (直流/交流转换器)。转换器的直流侧 是相互连接的。可以控制DC/AC转换器23的交流侧，以形成期望的交流电流。该装置包括 用于监测AC/DC转换器22的交流侧的频率的监测装置24、用于比较监测装置24的频率和 基准频率28的比较单元25、用于形成补偿控制信号210作为对比较单元25的比较的响应 的补偿单元26、以及根据外部设置信号29和补偿控制信号210来形成用于DC/AC转换器 23的控制信号的控制信号单元27。从图2中可以看出，AC/DC转换器22在交流侧被连接到电力网络1并且DC/AC转 换器23在其交流侧被连接到电动机7。电动机7被连接以旋转推进器9，即示例示出了船 舶环境。例如，如果船舶上多个发电机中的一个发电机突然出现故障并且它不再产生电 能，那么船舶上电动机和其他电气设备的需求超过了船舶上发电机所产生的电能。因此电 力网络的频率趋于下降。在小型网络中频率的下降是迅速的，尤其是当处于变频器之后的 电动机不能用它们的惯性来补偿网络频率的波动。供电装置21的监测装置24检测频率的下降。比较单元25比较检测到的频率和 基准频率28。基准频率可从供电装置21的外部获得，即从外部源，如图2所示，或者它可以 被设置为供电装置中的内部源。例如，内部源可以是该装置中的包含与基准频率有关的数 据的存储器。基准频率是电力网络的正常频率。通常，在电力网络中采用50Hz。一种方法 是将比较单元25设置为形成被监测频率和基准频率29之间的差作为比较的值。补偿单元26形成补偿控制信号210作为对比较单元25的比较信号的响应。控制 信号单元27使用补偿控制信号来改变DC/AC转换器23的交流侧的控制信号，从而减少被 导向电动机7的电能。(在该情况下，能量的输入减少。)目的是对电力网络频率的变化立 即作出反应，以保持电力网络工作。这样将为电力网络的其他发电机赢得足够的时间来代 替故障发电机的发电。在同时增加其余发电机的发电的同时，电动机7的能耗能够平滑地 返回到正常水平。(补偿信号趋于增加能量的输入量。)电力网络总是工作的并且没有出 现有害的电力中断。因为在操作过程中电力网络中非常小的频率变化是很正常的并且它们同样没有 害处，所以对电力网络中非常小的频率变化作出反应是没有道理的。因而更好的是将补偿 单元26设置为使用一定的一个阈值或多个阈值，使得当比较单元25的比较值超过该阈值 时补偿单元形成补偿信号210。补偿信号可以线性地、非线性地或动态地取决于补偿单元25的比较值。例如，如 果被监测的频率和基准频率29之差e与阈值k的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动机的供电装置（２１），该装置包括ＡＣ／ＤＣ转换器（２２）和ＤＣ／ＡＣ转换器（２３），所述转换器的直流侧彼此连接并且所述ＤＣ／ＡＣ转换器（２３）的交流侧是可控的，用于形成期望的交流电流，其特征在于，所述装置包括：监测装置（２４），其用于监测所述ＡＣ／ＤＣ转换器（２２）的交流侧的频率；比较单元（２５），其用于比较所述监测装置（２４）监测到的频率和基准频率（２８）；补偿单元（２６），其用于形成补偿控制信号（２１０）作为对所述比较单元（２５）的比较的响应；以及控制信号单元（２７），其用于根据外部设置信号（２９）和所述补偿控制信号（２１０）形成用于所述ＤＣ／ＡＣ转换器（２３）的交流侧的控制信号，所形成的控制信号是这样的类型：该控制信号改变要提供给所述电动机的电力的量，并且因此还是这样的类型：该控制信号改变电力传输网络的负载，所述电力的改变使所述电力传输网络的频率向所述基准频率转变。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FI 2008-1-9 20085014一种电动机的供电装置(21)，该装置包括AC/DC转换器(22)和DC/AC转换器(23)，所述转换器的直流侧彼此连接并且所述DC/AC转换器(23)的交流侧是可控的，用于形成期望的交流电流，其特征在于，所述装置包括监测装置(24)，其用于监测所述AC/DC转换器(22)的交流侧的频率；比较单元(25)，其用于比较所述监测装置(24)监测到的频率和基准频率(28)；补偿单元(26)，其用于形成补偿控制信号(210)作为对所述比较单元(25)的比较的响应；以及控制信号单元(27)，其用于根据外部设置信号(29)和所述补偿控制信号(210)形成用于所述DC/AC转换器(23)的交流侧的控制信号，所形成的控制信号是这样的类型该控制信号改变要提供给所述电动机的电力的量，并且因此还是这样的类型该控制信号改变电力传输网络的负载，所述电力的改变使所述电力传输网络的频率向所述基准频率转变。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿单元(26)被设置为使用特定 阈值，使得当所述比较单元(25)的比较值超过该阈值时所述补偿单元形成补偿控制信号 (210)。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述补偿控制信号线性地取决于所述补 偿单元(25)的所述比较的值。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述补偿控制信号非线性地取决于所述 补偿单元(25)的所述比较的值。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰彭萨尔，
申请(专利权)人：瓦锡兰芬兰有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]
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