[发明专利]用于组件的备用电力系统和其组装方法

说明书

本发明公开了一种用于AC供电式组件的备用电力控制系统和其组装方法。所述系统包括连接到AC总线的旁路起动器、和连接到DC总线的变频驱动器(VFD)。所述VFD可选择性地以如下模式中的每一个操作：(i)活动模式，使得所述VFD将由所述DC总线提供的DC电力转换成可选择频率AC电力信号，和(ii)备用低功率模式。

技术领域

本发明大体上涉及用于组件的备用电力系统，且更具体地说，涉及使用变频驱动器(“VFD”)以在电力运转中断期间提供备用电力。

背景技术

至少一些已知系统需要用于指定交流电(“AC”)供电式组件的备用电力。举例来说，一些此类组件需要在电力运转中断期间继续操作，且所述组件有时被称为“重要”组件。举例来说而非限制，至少一些已知燃气涡轮包括可操作以将其中定位燃气涡轮的罩壳维持为低于阈值温度的排风机，以便确保罩壳内设计成低于阈值温度而操作的传感器能继续准确地操作。此外，虽然至少一些此类系统包括用于在电力运转中断期间使用的备用AC发电机，但在至少一些情况下，有必要在备用AC发电机联机时为组件提供桥接备用电力。

为此，至少一些已知系统包括直流电(“DC”)备用系统。举例来说，至少一些已知系统包括备用DC“辅助”电动机，其在电力运转中断期间替换组件的AC供电式电动机。然而，每一AC供电式组件包括单独的DC电动机会增加初始成本、维护成本和/或系统的占用面积。对于另一实例，至少一些已知系统包括不间断电源(UPS)系统，其在正常操作期间将经调节的AC线路电压路由到选定组件，且在检测到AC线路电力运转中断时切换到由DC电池提供的经调节电力。然而，此类已知UPS系统在正常和运转中断条件期间都依赖于有源电力电子元件。有源电力电子元件甚至会在正常操作期间产生大量的额外热量，这又使得必须在设计中增加空气调节能力以偏移增加的热负载。增加空气调节会降低系统的效率，并增加系统的初始成本和/或操作成本。另外或另一选择为，至少一些此类系统需要将带有逆变器的电动机和电缆用于重要或其它选定组件，而非使用较便宜的通用AC电动机和电力电缆。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供一种用于AC供电式组件的备用电力控制系统。所述系统包括连接到AC总线(AC bus)的旁路起动器(bypass starter)、和连接到DC总线的变频驱动器(variable frequency drive，VFD)。所述VFD可选择性地以如下模式中的每一个操作：(i)活动模式，使得所述VFD将由所述DC总线提供的DC电力转换成可选择频率AC电力信号，和(ii)备用低功率模式(stand-by low-power mode)。所述系统还包括控制器，其操作性连接到所述旁路起动器和所述VFD，且被编程成：(a)当所述AC总线处于正常操作条件时，命令所述VFD到所述低功率模式，并操作性地将所述旁路起动器连接到所述AC供电式组件，以及(b)当所述AC总线处于运转中断条件(in an outage condition)时，命令所述VFD到所述活动模式(active mode)，并操作性地将所述VFD连接到所述AC供电式组件。

其中，进一步包括互锁器，所述互锁器操作性连接到所述旁路起动器和所述VFD，使得阻止所述旁路起动器和所述VFD同时驱动所述AC供电式组件。

其中，与所述AC供电式组件相关联的电动机具有额定速度，且所述控制器被进一步编程成命令所述VFD产生所述AC电力信号，来以慢于所述额定速度的速度驱动所述电动机。

其中，所述VFD可操作以在处于所述低功率模式时输出健康状态，且所述控制器被进一步编程成监视所述健康状态。