CN101517233B - 用于变速驱动器中电力跨越的系统和方法 - Google Patents

用于变速驱动器中电力跨越的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于变速驱动器中电力跨越的系统和方法。其中公开了用于提供跨越供给驱动器供电的电力的中断的系统和方法,该驱动器用于控制诸如井下潜水泵的设备。在一个实施例中,变速驱动器包括整流器和变频器部分、电容器组和控制系统。在检测到AC输入电的中断时,驱动器关闭整流器部分并通过利用电容器组中存储的能量而继续产生输出电。当AC输入电返回(或开始返回)到正常时,驱动器(例如通过预置整流器中SCR的开通角度以匹配跨过电容器组的电压)重新开始整流器部分在受控方式下的工作。因此驱动器限制对电容器组再充电的电流并防止会损坏驱动器的突然涌流。

Description

用于变速驱动器中电力跨越的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及电控系统,更具体涉及用于控制与井下石油生产设备一起使用的那类变速驱动器的系统和方法。
背景技术
一般通过钻井到储油层中并通过油井将石油泵出储油层来生产原油。通常,使用电潜泵将石油泵出油井。在油井的地面将电源提供给电驱动系统,而这些驱动器系统转而将所期望的电源提供给泵。
通常,诸如发电机的单电源将用于给驱动器提供电源,该驱动器用于许多不同油井中的泵。由于由不同的泵作为电源的负载以及多种其它因素,供给泵的驱动器的电力可能易于发生变化,甚至中断。
虽然供给泵驱动器的电力中的变化可能相对较小,并且中断相对短暂,但它们对于泵的工作可能非常有破坏性,尤其当泵是在深井中工作的潜水泵时更是如此。原因在于,因为潜水泵必须安装在油井中,所以它们必须长而窄。因此,它们具有很小的惯性,并且当有电力变化/中断时,这些泵与诸如地面泵的具有更大惯性的泵相比会非常迅速地减缓和停止。由于泵上面的大流体柱,泵的减速在深井中甚至更显著。而且,随着泵减缓,将存在某RPM,低于该RPM则由泵产生的压力不足以支持流体柱。由于这种情况,流体开始通过泵回落,这会动态增加继续向前转动所期望的扭矩。这使得必须停止泵并等待流体柱排回。在某些情况下流体柱流回到地层中需要花费几分钟,而在其它情况下可能花费多于一小时。重新启动泵期间的延迟可能甚至更长,因为如果多个泵停止了,就有必要错开每个泵的重新启动。
因为每个井通常一天可生产几百甚至几千桶石油,所以与泵停止和不得不重新启动相关的费用可能相当高。因此需要在生产过程中避免由于提供给泵的驱动器的输入电力中的变化和中断引起的这种中断。在这种中断期间维持泵的工作一般被称为“跨越(ride-through)”。
按照惯例,通过增大在DC总线中已存在的电容量并确保用于控制的电源在所期望的时间量内维持额定工作电压已经解决了对跨越的需要。如果负载具有足够的惯性从而速度不会落到低于某可恢复的RPM,则该方法能够起作用。不过,当电力系统恢复时,将需要偿还在事件期间从DC总线消耗的能量。由于未受控的整流器部分,这会导致足以烧断保险丝或损坏组件的涌流。通过在AC线和驱动器的输入端之间增加阻抗可取得该问题的一定缓解,但这仅有助于相对浅度的线瞬变。
因此期望提供用于提供跨越供给泵的驱动器的电力的中断的系统和方法,同时避免传统的跨越机制的缺点。
发明内容
本公开旨在用于提供跨越供给驱动器的电力的中断的系统和方法,其中驱动器用于给例如井下潜水泵供电。在一个特定实施例中,适用于例如提供电力来驱动电潜泵的变速驱动器并有用以跨越供给驱动器的电源的中断并持续给泵供电的手段。变速驱动器包括整流器(converter)和变频器(inverter)部分,以及电容器组和控制系统。在检测到AC输入电的中断(跨越事件)时,驱动器关闭整流器部分,并通过汲取电容器组中存储的能量继续为泵产生输出电。当AC输入电返回(或开始返回)到正常时,驱动器重新开始整流器部分在受控方式下的工作(例如通过预置整流器中SCR的开通角度或预置部分积分控制器中的扭矩积分来匹配跨过电容器组的电压)。因此驱动器限制对电容器组再充电的电流并防止会损坏驱动器的突然涌流。如果在预定时间量内或在跨过电容器组的电压达到最小阈值之前,AC输入电没有返回,则驱动器自己关闭。
另一实施例包含在用于诸如井下潜水泵的电设备的驱动器中实施的方法。驱动器具有整流器部分、电容器组和变频器部分,以及控制系统。该方法包含检测跨越事件的开始,使驱动器的整流器部分不工作,使用电容器组中存储的能量继续操作变频器部分,检测跨越事件的结束,和重新开始整流器部分在受控方式下的工作以防止到电容器组的突然涌流。可通过对比AC输入电压的当前RMS值与历史的(滤波的)RMS值并检测例如大于10%的下降来检测跨越事件的开始。可将跨越事件的结束例如检测为返回到历史RMS值的90%,或检测为在至少三个循环(cycle)中当前RMS值的增大。重新开始整流器部分的受控工作可例如包含预置整流器的SCR开通角度或积分控制器信号来限制由整流器产生的电流量。这些参数被预置的值可以基于跨过电容器组的电压。
多种其它实施例也是可行的。
附图说明
阅读下面的详细介绍并参考附图,本发明的其它目的和优点将变得显而易见。
图1示出根据一个实施例的电潜泵和控制系统的图示。
图2A和图2B示出根据一个实施例的变速驱动器的一般结构的图示。
图3示出根据一个实施例在变速驱动器中硬件和软件的相互关系的方块图。
图4示出根据一个实施例在跨越事件开始时跨越算法器的工作的流程图。
图5示出根据一个实施例在跨越事件结束时跨越算法器的工作的流程图。
图6示出根据一个实施例用于锁相环(PLL)的可能状态和状态转换的状态图。
尽管本发明易受到多种修改和可选形式,但是其特定实施例以附图中的示例和伴随的详细介绍的方式示出。不过应理解,附图和详细描述并不旨在将本发明限制于所介绍的特定实施例。而是,本公开旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的范围内的所有修改、等价物和可选物。
具体实施方式
下面介绍本发明的一个或多个实施例。应该注意到下面介绍的这些和任何其它实施例都是示例性的并旨在是本发明的示例而非限制。
如本文所述,本发明的不同实施例包含用于提供跨越给驱动器供电的电力的中断的系统和方法,该驱动器用于控制诸如井下潜水泵的泵。
在一个实施例中,使用变速驱动器来控制电潜泵,其中变速驱动器并有用以跨越提供给驱动器的电源的中断的手段。变速驱动器包括整流器(concverter)和变频器(inverter)部分,以及电容器组和控制系统。驱动器接收AC输入电(易于发生中断和/或变化)并产生适于驱动泵的输出电。驱动器被配置成检测所供给的AC电的中断,如果有可能则跨越这些中断,并因此防止在泵的正常工作中会另外经历的至少一些中断。
在该实施例中,驱动器监测输入电线来检测线上的中断或变化。如果输入电被中断,或如果存在超过阈值电平的电压降,则这意味着跨越事件的开始。在检测到跨越事件的开始时,驱动器的控制系统切断驱动器的整流器部分并从电容器组汲取能量以继续使变频器部分工作并因此继续给泵供电。如果输入线上的中断结束(或如果输入线开始返回到其正常电压),则这意味着跨越事件结束。如果跨越事件短得足以维持泵的工作,则控制系统使整流器以受控方式重新开始工作,以便避免否则会损坏驱动器的突然涌流。控制系统使驱动器对电容器组缓慢再充电并返回到正常工作状态。
参考图1,示出根据一个实施例的电潜泵和控制系统的图示。在该实施例中,变速驱动器110与电潜泵120相连。泵120位于井筒130内,其中井筒130已经钻入含石油地质结构140中。井筒130被下套管并在油井的下端打孔以允许石油从地层流入油井中。
泵120与管柱150的末端相连。泵120和管柱150被降低到井筒中以将泵定位在油井的生产部分(即,打孔的部分)中。然后使泵120工作以便通过管柱150将石油从油井的生产部分泵到井口151。然后石油通过生产流水线152流出并流入存储罐(图中未示出)中。
泵120包括电机部分121和泵部分122。(应该注意到泵120可包括多种其它组件,在本文中将不详细介绍这些组件,因为它们是本领域中众所周知的并且对于本发明的讨论不重要。)电机部分121工作以驱动泵部分122,该泵部分122实际上通过管柱将石油泵出油井。在该实施例中,电机部分121使用受变速驱动器110驱动的感应电机。变速驱动器110经由输入线111接收来自诸如发电机(图中未示出)的外部电源的AC(交流)输入电力。驱动器110对AC输入电力进行整流并接着产生适于驱动泵120的驱动电机部分121的输出电力。经由驱动器输出线112将该输出电提供给电机部分121,其中该驱动器输出线112沿着管柱150下伸到井筒。
参考图2A和图2B,示出根据一个实施例的变速驱动器的一般结构的一组图示。图2A示出如在PWM模式中使用的驱动器,而图2B示出六步模式中使用的驱动器。应该注意到该图中示出的结构是简化的,且驱动器可包括未明确描述的组件,或可具有更复杂的结构。例如,在美国专利号6,043,995中介绍了一种类似的变速驱动器结构。还应该注意到,图2示出了驱动器的一部分,其包括传统变速驱动器通用的组件。
变速驱动器110包括整流器部分210和变频器部分220。整流器部分210的目的是对从线111上的AC电源205接收的电压进行整流。整流器部分210产生DC(直流电流)电力,该DC电力通过由电感器231和电容器232组成的LC滤波器。由整流器部分210产生的DC电压将电容器组240充电到所期望的电压。通过控制整流器部分210的工作来获得所期望的电压。电容器组240上的电压(母线电压)接着用于驱动变频器部分220。变频器部分220的目的是以规定方式把母线电压连接到输出端以产生不同的输出波形。在美国专利号6,043,995中对可由变频器部分220产生的输出波形类型的示例进行了详细介绍。由变频器部分220产生的输出电力通过PWM滤波器(一种LC滤波器)以PWM模式进行滤波,该PWM滤波器由电感器233和电容器234组成。接着经由输出线112将滤波的输出提供给泵120以驱动其工作。
整流器部分210和变频器部分220根据从变速驱动器的控制部分接收的控制信号进行工作。例如,控制部分确定开启或“开通”整流器部分(例如211和212)的SCR(硅控整流器)的时刻。该时刻确定何时将输入线111上的电压施加到母线以及施加多长时间,并由此控制母线电压。如果输入线电压一变正就开启SCR,则将花最大时间量接通SCR,致使母线电压向其最大值移动。如果延迟SCR的接通,则将花小于最大时间量来接通SCR,并将获得较低母线电压。变速驱动器的控制部分类似地控制变频器部分220的工作。控制部分选择所期望的输出模式(例如标准PWM模式,六步模式,或混合模式)并通过改变适当的因子来调节输出电压。例如,在PWM模式中,通过在最早时刻开通SCR而将母线电压设置成最大值并通过调节被称为调制系数的输出波形的比例因子来控制输出电压。在混合或六步模式中,比例因子被设置成100%,并通过由SCR的开通控制的母线电压来确定输出电压。在所有三种模式中,输出频率(以及由此泵的速度)都是输出电压的函数。
参考图3,示出根据本发明一个实施例的变速驱动器中硬件和软件的相互关系的方块图。在该图中,驱动器的组件被分解成硬件和软件组件。硬件组件包括整流器部分210和变频器部分220,通过母线将其连接在一起。软件组件包括PLL(锁相环)控制器310、跨越算法器320、α控制器330、比例积分控制器340和控制算法器350。应该注意到,在传统驱动器中可找到PLL控制器310、α控制器330、比例积分控制器340和控制算法器350。不过,跨越算法器320和该算法器与这些其它软件组件相合的方式是独特的。
正如上面所注意到的,控制器部分210对在输入线上接收的AC电压进行整流并产生DC母线电压。正如上面还注意到的,通过调节开启整流器的SCR的时刻来控制DC母线电压。关于输入AC电压的过零点(zero crossing)来定义该时刻。过零点是AC电压从负电压到正电压而跨过零的点。如图3中所示,输入AC电压被提供给PLL控制器310,所以该PLL控制器310可以关于输入AC电压而锁定相位。仅当相位被锁定时,PLL控制器310才能准确控制开启SCR的时刻。
通过控制α来调节开启整流器部分210的SCR的时刻,其中α是AC输入线电压的过零点与开启相应SCR的时刻之间的相位角。因此,如果α为零,则AC线电压一过零并变正就开启SCR。因此,在正弦输入电压的全部正半周,都将开启SCR。另一方面,如果α为180度,则SCR将与正弦输入电压完全不同相,所以事实上将从不开启SCR。如果将α设置成零和180度之间的一个值,则在正输入电压的某部分上将开启SCR。通过适当设置α,可以控制由整流器产生的母线电压。
按照惯例,根据比例积分控制器340的输出来调节α。比例积分控制器340的输出转而取决于从控制算法器350接收的扭矩误差信号。基于所期望的泵速度(由用户设置)和实际泵速度来产生需求误差信号。因此,实际泵速度和所期望的泵速度之差影响α的计算。(或根据模式,调制系数。)这会影响由整流器产生的母线电压。如果实际泵速度小于所期望的速度,则需求误差信号可使α降低,由此增大母线电压并增大泵速度。如果实际泵速度大于所期望的速度,则需求误差信号会使α增大,由此降低母线电压以及从而降低泵速度。反之,在PWM模式中,泵速度中的变化会使调制系数改变而母线电压维持不变。可以看出在所有模式中,输出电压和频率是比例积分控制器340的输出的函数,而母线电压是α的函数。
PLL控制器310、α控制器330、比例积分控制器340和控制算法器350控制变速驱动器在正常输入电力状态下的工作。如果输入AC电压中没有中断或显著变化(例如,RMS电压下降未超过10%),则跨越算法器320不会开始起作用。不过,如果输入电源中有中断或显著变化,则跨越算法器320检测这些中断/变化并控制整流器210允许驱动器在输入电力返回(或开始返回)到正常时安全地重新开始工作。
参考图4和图5,示出跨越算法器320的工作的一对流程图。图4描述相应于跨越事件的开始的算法器的工作,而图5描述相应于跨越事件的结束的算法器的工作。在图4的顶部开始,算法器首先确定驱动器是否正在运行(块405)。如果驱动器正在运行,则算法器确定输入线电压的RMS值是否小于滤波的RMS线电压的90%(块415)。滤波的RMS线电压表示输入线电压的“历史”值。通过利用长得足以提供缓慢变化值的时间常数对RMS线电压进行简单的低通滤波来产生该“历史”值,其中对当前线电压与缓慢变化值进行比较以确定电压中是否有中断或变化。如果在块415处,线电压至少为滤波的线电压的90%,则算法器退出(410)而驱动器持续正常工作。应该注意到,虽然如果线电压正常则算法器如图4中所示退出,但算法器在每个循环中都被重新启动,所以可以该情况可被可选地示为循环回到判定块405。如果在判定块405处驱动器不运行,则算法器退出(410),并可用传统方式重新开始驱动器的工作。
如果在判定块415处算法器检测到RMS输入线电压小于滤波的RMS线电压的90%,则跨越事件已经开始。因此设置跨越位来指示该事件(块420)。驱动器还将PLL状态机复位到初始状态(下面将详细讨论PLL状态机),而驱动器的整流器部分关闭(420)。如果驱动器不处于PWM模式(块425),则需求误差积分被设置成零(块430),而算法器等待跨越事件结束(参见图5)。另一方面,如果驱动器处于PWM模式,则α被设置成最大值以有效关闭整流器的SCR(块435)。如果在判定块440处,实际母线电压大于以调制系数为100%或更小来维持适当输出电压所需的电压,则算法器仅仅等待跨越事件结束(参见图5)。相反,如果实际母线电压小于所需电压,则算法器将驱动器切换到混合模式(块445)并接着等待跨越事件结束。
参考图5,驱动器已经切断整流器部分而正在等待跨越事件结束。在该点,算法器监测RMS输入线电压并确定输入线电压是否已经返回、或正开始返回到正常(块505)。这可通过下列步骤确定,即,对RMS输入线电压与滤波的RMS电压进行比较并确定当前值是否大于滤波的RMS值的90%,或当前RMS线电压是否已经三个连续循环增大。这些条件中的第一个指示线电压已经返回到正常,而第二个指示输入线电压开始返回到正常。
如果在判定块505处,指示跨越事件结束的条件都没有为真,则算法器确定是否应该继续等待,或因为事件已经持续太久以至于不能跨越而退出。在块515处做出该确定,在块515处算法器确定两个条件的任一个是否已被满足。这些条件指示跨越事件已经持续太久以至于不能避免使驱动器和泵停止。这些条件中的第一个是已经具有多于30个过零点。第二个条件是母线电压已经下降到低于100伏。而且,在该实施例中,一旦母线电压已经降减少到该电平,则驱动器不能维持泵的工作,所以不能避免泵的工作的中断。如果满足这两个条件的任一个,则算法器指示故障(块520)然后退出(块525)。如果没有满足任一条件,则假定在跨越事件始终仍可以维持驱动器和泵的工作。如图中所示,算法器在该点退出,但应该注意到该退出对应于返回到块505,在块505中算法器继续监测输入线电压以检测跨越事件的结束。这可以可选地被示为直接返回到块505。
应该注意到,判定块515中指示的条件对应于特定实施例,而指示故障已经发生的条件可以在可选实施例中改变。特别是,值得注意到,为与电潜泵相关的应用来确定所述的条件(大于30个过零点或母线上小于100伏)。如上所述,这种类型的泵具有非常小的惯性。因此,可以经历并仍旧能够重新开始正常工作的时间量受到辅助母线电容器240中存储的能量的量的限制。地面泵通常具有更大的惯性,所以使用这些泵的应用的故障条件基本上在持续时间上更长和/或在电压上更低。
再次返回到判定块505,如果指示跨越事件结束的任一条件为真,则跨越位被复位,指示跨越事件的结束(块510)。如上所述,利用输入线电压建立锁相对于驱动器的整流器部分的正确工作是必需的。如果相位未被锁定,则驱动器不能准确确定何时开通整流器部分的SCR来产生所期望的母线电压。因此,必须确定PLL是否被锁相(块530)。如果PLL未被锁相,则算法器退出(块550)。此时,退出算法器可包含直接返回到块530以继续检查锁相,或可包括其它步骤,诸如检查自从跨越事件开始的过零点的数量。如果在判定块530处,PLL被锁相,则算法器接着确定驱动器是否处于PWM模式(块535)。如此进行,所以算法器可准备重新开始整流器部分的工作。如果驱动器处于PWM模式,则母线电压被确定,而α被预置成匹配母线电压(块545)。如此进行以避免当输入线电压返回/增大时到达电容器组的突然涌流。在缺少该步骤时,α要处于其最小值(或处于非常低的值),因为母线电压已经拉下,而线电压的突然返回会引起可能损坏系统的相应的突然涌流。通过将α预置成仅稍微高于实际母线电压的相应电平,对可开启整流器的SCR的时间量(和相应的潜在涌流)进行限制。然后驱动器可使母线电压缓慢提高到其正常工作电平。返回到判定块535,如果驱动器不处于PWM模式,则算法器使比例积分控制器(需求误差积分器)被预置成匹配测量的母线电压(块540)以取得与在PWM模式中预置α相同的效果。在α或比例积分控制器被预置且整流器部分重新开始工作之后,算法器退出(块550)。
参考图6,示出在一个实施例中用于锁相环(PLL)的可能状态和状态转换的状态图。如上所述,利用输入线电压进行锁相是重要的,使得驱动器可准确地开通驱动器的整流器部分的SCR。只要驱动器被启动,PLL状态机就开始处于初始化状态(INIT_STATE)。另外,只要检测到跨越事件,PLL状态机就返回到初始化状态。当PLL处于初始化状态中时,确定输入线电压的连续过零点之间的时间间隔。在图中这被称为周期试验。如果没有过零点,就不能确定过零点之间的时间间隔(周期),所以周期试验失败。如果有过零点,则周期(过零点之间的时间间隔)被确定,所以周期试验通过。然后状态机进入PHASE_UNLOCKED状态。
在PHASE_UNLOCKED状态中,驱动器继续确定连续过零点之间的周期。如果从一个周期到下一个周期的变化太大,则输入线电压不稳定,而PLL维持在PHASE_UNLOCKED状态中。如果不能确定周期(因此周期试验失败),或如果跨越位被设置,则PLL维持在PHASE_UNLOCKED状态中(虽然在其它实施例中,这些条件会使PLL返回到初始化状态)。当连续过零点周期之间的变化落到阈值电平之下并且跨越位未被设置时,PLL向PHASE_LOCKED状态移动。当PLL向PHASE_LOCKED状态移动时,α和/或比例积分控制器被预置。然后驱动器的整流器部分开始工作。
当PLL处于PHASE_LOCKED状态中时,锁相位被设置成指示锁相。如果在驱动器的正常工作期间,PLL的相位误差超过第一阈值,则通过增加过零点记数并将比例积分控制器箝位到第一阈值来记录该事件。如果相位误差低于第一阈值,则过零点记数被复位。如果过零点记数超过预定值(在该实例中为4),则PLL移动到PHASE_PSEUDO_LOCKED状态。当PLL处于PHASE_PSEUDO_LOCKED状态中时,如果相位误差超过第二阈值,则增加过零点记数并将比例积分控制器箝位到第二阈值。如果过零点记数超过第二预定值(在该示例中为10),则PLL返回到初始化状态。另一方面,如果相位误差落到低于第一阈值,则PLL返回到PHASE_LOCKED状态。如果跨越位被设置,则PLL移动到初始化状态,无论其当前状态如何。
应该注意到,上述介绍内容提供了旨在为示例性的实施例的细节。在可选实施例中许多变化都是可行的。例如,虽然上述实施例主要用于驱动井下潜水泵,但是其它实施例也可为不同类型的泵或完全不同类型的设备提供电源中断的跨越。在这种可选实施例中,可能期望改变工作参数,诸如用于检测跨越事件的开始或结束的阈值,或在其之后驱动器将被关闭的时间量。可选实施例还以不同方式限制涌流,以不同方式控制整流器部分的重新启动等。
本领域技术人员将意识到结合本文中公开的实施例介绍的一些示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实施为电子硬件、计算机软件(包括固件)或其组合。为了清楚示出这种可互换性,已经在上面根据其功能一般性地介绍了多种示例性组件、块、模块、电路和步骤。是否将这种功能实施为硬件或软件取决于特定应用和施加于整个系统的设置约束。对于每个特定应用,本领域技术人员可用不同方式实施所介绍的功能,但这种实施方案不应该被看作是引起对背离本发明的范围的解释。
可由本发明提供的益处和优点已经关于特定实施例进行了上述介绍。这些益处和优点以及可使它们发生或变得更显著的任何元素或限制不能被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或实质的特征。正如本文中所使用的,旨在将术语“包含”、“包括”或其任何其它变化解释为非独占性包括遵循这些术语的元素或限制。从而,包含一组元素的系统、方法或其它实施例不会仅仅限制到这些元素,而是可包括未明白列出的或对于所要求的实施例是固有的其它元素。
虽然已经参考特定实施例对本发明进行了介绍,但应该理解实施例是示例性的而本发明的范围不限于这些实施例。对于上述实施例的许多变化、修改、添加和改进都是可能的。本发明旨在使这些变化、修改、添加和改进都落入如所附权利要求中详述的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种在用于电设备的驱动器中实施的方法,所述驱动器具有整流器部分、电容器组、变频器部分和控制部分,所述方法包括:
检测跨越事件的开始;
使所述驱动器的所述整流器部分不工作以响应检测到所述跨越事件的开始,其中使所述整流器部分不工作包括根据从所述控制部分接收到的控制信号控制所述整流器部分以阻止所述整流器部分将输入线上的AC电压转换为所述电容器组处的DC电压;
在所述跨越事件期间从所述电容器组汲取电力以维持所述变频器部分的工作;
检测所述跨越事件的结束;和
重新开始所述驱动器的所述整流器部分的工作以响应检测到所述跨越事件的结束,其中重新开始所述整流器部分的工作包括根据从所述控制部分接收到的控制信号控制所述整流器部分以使得所述整流器部分将所述输入线上的AC电压转换为所述电容器组处的DC电压,并且限制流到所述电容器组的电流。
2.如权利要求1所述的方法,进一步包括,在重新开始所述整流器部分的工作时,预置AC输入线电压的过零点与开启所述整流器部分中的相应硅控整流器SCR的时刻之间的相位角,其中所述相位角被预置成基于所述跨越事件结束时跨过所述电容器组的电压所确定的值。
3.如权利要求1所述的方法,进一步包括,在重新开始所述整流器部分的工作时,将比例积分控制器的需求误差积分器预置成基于所述跨越事件结束时跨过所述电容器组的电压所确定的值。
4.如权利要求1所述的方法,进一步包括维持输入到所述整流器部分的线电压的滤波的RMS值,并且其中检测所述跨越事件的开始的步骤包括检测所述线电压减少到小于所述线电压的所述滤波的RMS值的90%,并且其中检测所述跨越事件的结束的步骤包括检测所述线电压大于所述线电压的滤波的RMS值的90%。
5.如权利要求1所述的方法,其中检测所述跨越事件的结束包括检测输入到所述整流器部分的线电压已经在预定数量的连续循环中增大。
6.如权利要求1所述的方法,进一步包括,响应于检测到在预定数量的循环之后所述跨越事件尚未结束,关闭所述驱动器的工作。
7.如权利要求1所述的方法,进一步包括,响应于检测到跨过所述电容器组的电压已经下降到低于预定电压,关闭所述驱动器的工作。
8.如权利要求1所述的方法,进一步包括利用由所述驱动器的所述变频器部分产生的输出电力来驱动井下泵。
9.一种用于给电设备供电的驱动器系统,所述系统包括:
整流器部分;
电容器组;
变频器部分;
控制部分;和
控制系统,被配置成
检测跨越事件的开始,
使所述整流器部分不工作以响应检测到所述跨越事件的开始,其中所述控制系统被配置成,通过根据从所述控制部分接收到的控制信号控制所述整流器部分以阻止所述整流器部分将输入线上的AC电压转换为所述电容器组处的DC电压从而使所述整流器部分不工作,
在所述跨越事件期间从所述电容器组汲取电力以维持所述变频器部分的工作,
检测所述跨越事件的结束,和
重新开始所述驱动器的所述整流器部分的工作以响应检测到所述跨越事件的结束,其中所述控制系统被配置成,通过根据从所述控制部分接收到的控制信号控制所述整流器部分以使得所述整流器部分将所述输入线上的AC电压转换为所述电容器组处的DC电压,并且限制流到所述电容器组的电流,从而恢复所述整流器部分的工作。
10.如权利要求9所述的驱动器系统,其中所述控制系统被配置成,在重新开始所述整流器部分的工作时,预置AC输入线电压的过零点与开启所述整流器部分中的相应硅控整流器SCR的时刻之间的相位角,其中所述相位角被预置成基于所述跨越事件结束时跨过所述电容器组的电压所确定的值。
11.如权利要求9所述的驱动器系统,其中所述控制系统被配置成,在重新开始所述整流器部分的工作时,将比例积分控制器的需求误差积分器预置成基于所述跨越事件结束时跨过所述电容器组的电压所确定的值。
12.如权利要求9所述的驱动器系统,其中所述控制系统被配置成维持输入到所述整流器部分的线电压的滤波的RMS值,并通过检测所述线电压减少到小于所述线电压的所述滤波的RMS值的90%来检测所述跨越事件的开始,以及通过检测所述线电压大于所述线电压的所述滤波的RMS值的90%来检测所述跨越事件的结束。
13.如权利要求9所述的驱动器系统,其中所述控制系统被配置成通过检测输入到所述整流器部分的线电压已经在预定数量的连续循环中增大来检测所述跨越事件的结束。
14.如权利要求9所述的驱动器系统,其中所述控制系统被配置成,响应于检测到在预定数量的循环之后所述跨越事件尚未结束,关闭所述驱动器的工作。
15.如权利要求9所述的驱动器系统,其中所述控制系统被配置成,响应于检测到跨过所述电容器组的电压已经下降到低于预定电压,关闭所述驱动器的工作。
16.如权利要求9所述的驱动器系统,其中所述变频器部分被连接到井下泵并配置成驱动所述井下泵。
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