CN103928977A - 用于变频驱动装置的热备电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于变频驱动装置的热备电源。提供了一种用于浮船的变频驱动装置的热备电源。所述变频驱动装置能够给所述浮船的电动机供电。所述热备电源具有用于从所述浮船的主电源接收电力的电力输入端。它进一步具有配置成以第一电压电平将电力供应给所述变频驱动装置的转换器电力输入端的第一电连接和配置成以第二电压电平将电力供应给所述变频驱动装置的控制电力输入端的第二电连接。所述第一电压电平高于所述第二电压电平。变压器被进一步提供用于将接收到的电力变换为所述第一电压电平或者变换为所述第二电压电平。

Description

用于变频驱动装置的热备电源
技术领域
本发明涉及一种用于浮船的尤其是动力定位船的变频驱动装置的热备电源（hot standby power supply）。本发明进一步涉及一种包括这种热备电源的对应驱动系统，并且涉及一种操作热备电源的方法。
背景技术
诸如钻井船、浮式平台、钻井半潜水船、FPSO (浮式生产存储和卸载船)等等之类的一些类型的浮船使用其中螺旋桨被电动机驱动的电推进系统。示例包括船的方位推进器，其包括布置在罐中的电动机，所述电动机被直接地连接到螺旋桨。电力一般地例如通过耦合到柴油发动机或燃气轮机的一个或多个发电机在这种船上产生，并且通过船载电网被传送到电动机以便驱动推进器。这种船能够包括对于操作需要电能的另外的电驱动装置，包括起锚机驱动装置、钻井应用的驱动装置、绞车的驱动装置等等，并且此外能够包括操作辅助设备的电动机。
采用这种类型的电驱动装置的海船一般地包括船载发电装置，所述船载发电装置例如通过上面提到的耦合到发电机的柴油发动机和燃气轮机来产生所需要的电能。这种装置为船提供主电源。如果发电装置经历断电，或者如果在船载电网中或在耦合到其的部件中存在故障，则船将丧失其主电源。
尤其是推进器的电动机能够被变频驱动装置驱动以便使得能实现速度控制。如果主电源的断电发生了，则这些频率转换器将一般地在欠压上跳闸，并且将不能工作持续该断电的持续时间。此外，在船载发电装置恢复操作之后，变频驱动装置需要特定启动时间以恢复联机并且以开始将电力供应给电动机。重新启动变频驱动装置一般地还包括诸如冷却泵、风扇、润滑泵等等之类的所有辅助设备的启动。用于重新启动变频驱动装置的持续时间可能是显著的。
尽管这种船的发电装置被一般地设计成尽可能快地恢复电力，并且电驱动装置被设计成尽可能快地重新启动，但是在电驱动装置能够继续操作之前可能存在显著的延迟。长延迟特别对于具有电推进系统的海船来说是不合需要的，因为推进器驱动装置的不可操作性可以导致位置和机动性的丢失。因此需要诸如设备类2 (DP2，例如DYNPOS-AUTR)或设备类3 (DP3，例如DYNPOS-AUTRO)等等(见IMO MSC/Circ.645，“Guidelines for vessels with dynamic positioning systems”)之类的较高分类的船操作动力定位系统在发电系统中具有特定冗余。发电系统可以例如被分成数个单独的且独立的子系统。对于DYNPOS-AUTRO分类或DPS3-分类，主接线被例如分成两个或更多个不同的段，每段都被连接到发电机。在主配电母线的段之间提供的汇流条断路器在3类操作期间应该是打开的，以便使得一个段不被另一段中的断电影响。
一般地由于推进器用于在断电之后恢复联机所需要的时间太长而做出这个努力，原因之一是频率转换器需要启动时间。用电力系统的分割段操作船使操作变得非常效率低的并且导致较高的燃料消耗以及因此导致增加的操作费用。所以期望即使在设备类3(DP3)操作中也用闭合的汇流条断路器来操作。此外，同样在具有配电母线的分割段和电网的这种系统中，期望在电网段中的断电之后尽可能快地使频率转换器恢复联机以便恢复船的安全操作。
发明内容
因此，存在一种需要，即用于减轻上面所提到的缺点中的至少一些并且用于使在这期间变频驱动装置在断电之后是不可用的时间尽可能短，即以便改善电气驱动装置在船的电力系统的断电之后的恢复时间。
这个需要通过独立权利要求的特征来满足。从属权利要求描述本发明的实施例。
本发明的实施例提供了用于浮船的变频驱动装置的热备电源，所述变频驱动装置给浮船的电动机尤其是推进器的电动机供电。浮船可以尤其是动力定位船。所述热备电源包括：电力输入端，其用于从浮船的主电源接收电力；第一电连接，其被配置成以第一电压电平将电力供应给变频驱动装置的转换器电力输入端；第二电连接，其被配置成以第二电压电平将电力供应给变频驱动装置的控制电力输入端，其中所述第一电压电平高于所述第二电压电平；以及变压器，其用于将接收到的电力变换为第一电压电平或者变换为第二电压电平。所述热备电源进一步包括用于存储并且供应电力的电力存储单元。所述电力存储单元被电力地连接以便能够将电力供应给第一电连接和第二电连接两者。第一和第二电连接中的一个经由用于分别提供第一电压电平或第二电压电平的变压器被从电力存储单元供应。所述热备电源进一步包括适配成以这样的方式来控制热备电源的控制单元，即在操作中，在电力输入端处接收到的电力经由第一和第二电连接被提供给变频驱动装置的转换器电力输入端并且提供给变频驱动装置的控制电力输入端，以及在采用来自主电源的电力的供应中的中断时，电力经由第一和第二电连接被从电力存储单元供应给变频驱动装置的转换器电力输入端并且供应给变频驱动装置的控制电力输入端。
所述热备电源因此提供了用于变频驱动装置(VFD)的电源，所述变频驱动装置需要来自主电源的仅一个电力输入端，并且能够将适当的电力提供给变频驱动装置的转换器和控制器两者。进一步地，如果供应给热备电源的电力例如由于主电源的断电而失败了，则热备电源(HSPS)继续将电力提供给转换器和控制器两者，借此能够确保变频驱动装置的持续的可用性。这允许VFD保持在备用状态下，这确保VFD在恢复了主电源时的迅速重新启动。
在实施例中，所述变压器可以是配置成提供从第一电压电平到第二电压电平的电压转换的降压变压器。在这种配置中，所述变压器因此可以配备有在第一电压电平处的电压，所述电压被同样提供给用于转换器电力输入端的第一电连接，并且可以将这个电压变换为被提供给用于VFD的控制电力输入端的第二电连接的第二电压电平。在另一配置中，所述变压器可以是提供从第二电压电平到较高的第一电压电平的电压转换的升压变压器。可以依据在HSPS的电力输入端处接收到的电压电平来选择配置。
第一电压电平可以例如位于约300 V至约1,000 V的范围内，它可以特别位于在约350 V与约700 V之间的范围内。示例是400 V或690 V。第二电压电平可以位于在约100 V与约700 V之间尤其是在约100 V与约400 V之间的范围中。第二电压电平的特定示例包括110 V、230 V、240 V或400 V。
在实施例中，HSPS可以进一步包括连接到HSPS的电力输入端的第二变压器，第二变压器被配置成将在电力输入端处接收到的电力从接收电压电平转换为第一电压电平或第二电压电平。作为示例，在其电力在电力输入端处被接收的接收电压电平可以是约690 V，其中所述电压被第二变压器转换为约400 V的电平，并且被第一变压器转换为约230 V的电平。所述电力存储单元可以被电力地耦合到第二变压器的二次侧（secondary side）。由所述电力存储单元所供应的电力因此可能不需要再次通过第二变换器来转换。
因此可以以不同于第一和第二电压电平的电压电平从主电源接收电力。
在实施例中，HSPS可以进一步包括到变频驱动装置的辅助设备电力输入端的第三电连接，其中辅助设备电力输入端可以被电力地耦合到包括至少冷却单元的变频驱动装置的一个或多个辅助设备。所述热备电源可以被配置成经由第三电连接以第一电压电平或者以第二电压电平将电力供应给辅助设备电力输入端以便将电力提供给VFD的冷却单元。因此，如果需要使VFD的部件例如包括在VFD中的转换器冷却，则能够甚至在主电源的断电之后操作提供这种冷却的对应冷却单元。甚至这种VFD因此能够在断电期间保持在备用模式下并且能够在主电源的返回之后立即重新启动。优选地，HSPS被配置成以第一电压电平将电力提供给VFD的辅助设备电力输入端。
在实施例中，从主电源接收到的电力是AC电力，并且电力存储单元包括DC电力存储元件和转换器。所述转换器能够被配置成将接收到的AC电力转换为DC电力以便对电力存储单元的存储元件进行充电，并且配置成当电力存储单元将电力供应给第一和第二电连接时，即当VFD被从电力存储单元馈给时在主电源的断电期间将由存储元件所供应的DC电力转换为AC电力。
DC电力存储元件(简称：存储元件)例如可以是电池、电容器组或其组合。电力存储单元的转换器可以是逆变器/整流器，其在一个操作模式下作为用于对电力存储元件进行充电的整流器，并且在另一操作模式下当从存储元件汲取电力时作为逆变器。在其他实施例中，它可以是具有中间DC链路的全转换器(包括镇流器和逆变器)，所述电力存储元件被耦合到所述中间DC链路，并且通过所述中间DC链路在电力输入端处接收到的电力在HSPS的正常操作期间流动。
在实施例中，HSPS进一步包括朝变频驱动装置的控制器的通信链路，所述通信链路被配置成使得能实现HSPS的控制器与VFD的控制器之间的通信。借助于这种通信链路，例如可以确保在主电源的中断时，VFD停止积极地驱动相关电动机但以最小功率消耗保持在备用状态下。此外，在主电源恢复联机之后能够控制VFD的重新启动。HSPS的控制器能够被配置成交换相应的信息和指令以实现这些功能。在其他实施例中，仅单个控制器可以被提供用于控制HSPS和VFD两者，从而使这种通信链路成为可以省略的。
作为示例，HSPS的控制器可以被配置成在经由通信链路接收到VFD的转换器的DC链路上的电压降在电压门限以下的指示时开始将电力从电力存储单元供应给VFD。作为示例，VFD的控制器可以将其转换器的DC链路上的电压电平传送到HSPS的控制器，或者它可以传送错误消息、触发消息等等。另一方面，HSPS的控制器还能够被配置成在它本身例如通过检测电力输入端上的电压电平、或者通过从船电力网络或电网接收对应的指示(例如消息)来确定主电源的中断时开始从电力存储单元供应电力。在其他实施例中，所述电力存储单元可以在没有控制器交互的情况下，例如当所述电力存储单元包括具有电力存储元件(像上面所描述的那样)被耦合到的中间DC链路的转换器并且在中间DC链路上的电压由于主电源中的中断而下降时开始自动地供应电力。
同时，HSPS的控制器可以经由通信链路将对应的消息发送到VFD的控制器以停止将电力供应给连接到VFD的电动机。结果，由HSPS在第一电连接上供应给VFD的电力能够被用来将VFD的转换器的DC链路上的电压电平维持在门限电压以上，以便使得能实现VFD的快速重新启动。
在实施例中，HSPS的控制器可以被配置成在第一时间量之后或者在预定条件满足了之后终止电力从电力存储单元到VFD的转换器电力输入端或控制电力输入端中的至少一个的供应。所述第一时间量例如可以是预设的固定时间段，其可以通过由HSPS所供应的VFD的类型和电力存储单元的存储容量来确定。预定条件可以通过特定事件，例如通过下降至特定门限以下(例如在约25 %、20 %、15 %、10 %等等的充电电平以下)的电力存储单元的充电电平来动态地确定。这再次可能取决于在电力存储单元中使用的存储元件的类型和容量，并且取决于由VFD在热备操作期间所汲取的电力，在所述热备操作中电力存储单元将电力供应给VFD。确定在其之后电力从存储单元的供应被停止的时间的量或条件的其他可能性是同样可以想象的。特别地，可以最晚在存储在电力存储单元中的电能的量仍然足够大到使得能够从所存储的电力重新启动VFD处在的时间点处停止采用电力的供应(它当然可以较早地停止)。在其他实施例中，所述控制器可以被配置以便使得电源仅当在电力存储单元中存储的电力已耗尽时被停止。
在另一实施例中，执行上面描述的功能的控制器可以未被包括在HSPS中，但可以被布置在VFD中。特别地，所述控制器可以是能够被配置成提供所描述的功能性的VFD控制器。
所述控制器可以被配置成在接收到采用来自主电源的电力的供应将恢复的指示时、尤其是在接收到关于正被供应给主电源的发电机的启动信号的指示时重新启动将电力从电力存储单元供应给至少变频驱动装置的转换器电力输入端。HSPS因此已经能够与主电源恢复联机并行地重新启动VFD。它特别能够将电力供应给转换器电力输入端以便对VFD的转换器的DC链路的电容进行预充电，以便使得在电力在电力输入端处从主电源被再次接收到之后VFD的操作能够立即恢复。因此能够避免在常规系统中可能是显著的VFD的附加的重新启动时间。通过电力网络被发送到发电机的启动命令是主电源不久将恢复联机的特别好的指示。
在实施例中，HSPS此外可以包括用于从主电源接收辅助设备电力的辅助设备电力输入端，并且此外可以包括到VFD的非必要辅助设备输入端的另外的电连接，所述HSPS被配置成将经由另外的电连接在辅助设备电力输入端处接收到的电力提供给VFD的非必要辅助设备输入端。
HSPS此外可以包括用于接收关闭信号的通信输入端，并且可以被配置成在经由所述接口接收到关闭命令时至少断开电力存储单元的能量存储元件，并且可以优选地被配置成在接收到这种命令时关闭HSPS。
HSPS可以包括用于以第二电压电平将电力提供给另外的用电设备、尤其是用于将电力提供给另外的设备的控制器的另外的电连接，所述控制器诸如VFD变压器的控制器、连接到VFD的电动机的控制器等等。出于这个目的，HSPS可以包括用于提供这种电连接的附加的连接端子。在内部，HSPS的这些端子能够被并联连接到第二电连接。其他配置是无疑可以想象的，例如另外的电连接从在HSPS外部的第二电连接的分支。
根据本发明的另外的实施例，提供了包括用于给浮船的电动机尤其是浮船的推进器的电动机供电的变频驱动装置的驱动系统。所述变频驱动装置包括具有DC链路的转换器、用于控制变频驱动装置的控制器、用于将电力供应给转换器并且供应给DC链路的转换器电力输入端、以及用于将电力供应给变频驱动装置的控制器的控制器电力输入端。所述驱动系统进一步包括根据上面概述的配置中的任一个的热备电源。热备电源的第一电连接被电力地连接到转换器电力输入端，并且热备电源的第二电连接被电力地连接到控制器电力输入端。因此可以实现紧凑且易于连接的驱动系统，这能够在主电源的中断情况下在特定时间段期间将变频驱动装置维持在备用状态下。此外，在主电源的中断情况下所需要的不同类型的电源之间不存在切换。此外，采用到热备电源的仅单个电力连接，变频驱动装置的转换器(尤其是其DC链路)和控制器能够配备有电力。
在实施例中，所述驱动系统是动力定位船的驱动系统，并且变频驱动装置被配置成将电力供应给动力定位船的推进器的电动机。这在动力定位船的电源的断电之后允许推进器的快速重新启动，从而确保船的安全定位。此外，为变频驱动装置提供热备可以用电力系统的诸段之间的闭合汇流条断路器使得能实现这种动力定位船在设备类3 (DP3)模式下的操作，因为能够显著地降低在电力系统的断电之后重新启动动力定位船的推进器所需要的时间。
在实施例中，所述变频驱动装置进一步包括连接在转换器电力输入端与该转换器之间的充电变压器。所述充电变压器因此可以供应适于对转换器的DC链路中的电容进行充电的电压。在其他实施例中，这种充电变压器可以不被提供，或者可以被提供在不同的单元中，例如在HSPS中。
在另外的实施例中，所述变频驱动装置包括特别用于使转换器的部件冷却的冷却单元，其中驱动系统包括热备电源与变频驱动装置之间的电连接从而使得能实现电力从电力存储单元到冷却单元的供应。该电连接可以是附加的第三电连接，或者它可以是经由其电力被传送到冷却单元的第一或第二电连接。在主电源的断电之后使VFD的转换器保持可操作或者重新启动转换器可能需要冷却单元的操作，所述冷却单元能够包括冷却泵和/或冷却单元控制器，以及用于在断电情况下操作这些的电力可以经由电连接通过HSPS尤其是通过HSPS的电能存储单元来提供。取决于配置，经由电连接所提供的电力能够在第一电压电平或第二电压电平处，或者它可以在得自第一或第二电压电平的第三电压电平处。在正常操作中，冷却单元可以经由HSPS和HSPS的电力输入端并且经由所述电连接来接收电力。
在实施例中，VFD可以进一步包括冷却单元控制器，并且所述驱动系统可以被配置成能够以第二电压电平将电力从HSPS供应给VFD控制器和冷却单元控制器两者。VFD的冷却系统的控制器可以例如经由第二电连接而供应有电力。
在实施例中，VFD包括用于在操作中使VFD冷却的冷却单元以及冷却单元控制器，其中HSPS的控制器被配置成在HSPS经由第一和第二电连接将电力从其电力存储单元提供给VFD时停止冷却单元的操作。这可以例如通过经由上面提到的通信链路发送对应的指令来实现。因此可以降低电能通过VFD在备用模式下的使用。
在一些实施例中，HSPS的控制器可以被布置在容纳HSPS的主部件的相同物理单元内。在其他实施例中，HSPS控制器可以被布置在另一单元中，例如在HSPS被连接到的VFD内。在一些实施例中，HSPS的控制器可以与VFD的控制器相同，或者可以是VFD的控制器的一部分。单个控制器因此可以被提供用于控制VFD和HSPS，并且这种控制器可以位于单元中或者在另一位置处，例如在控制室等等中。
在实施例中，所述驱动系统进一步包括变频驱动装置柜，变频驱动装置被安装在所述变频驱动装置柜中。它进一步包括热备电源柜，热备电源被安装在所述热备电源柜中。热备电源柜被安装与变频驱动柜相邻。具有小占位面积并且易于连接的紧凑驱动系统因此能够被实现以便给浮船的电动机尤其是推进器的电动机供电。VFD柜和HSPS柜能够被安装在公共框架上。
在实施例中，所述驱动系统此外可以被配置成在主电源的中断时提供动能缓冲。VFD例如可以被配置成接收由耦合到VFD的电动机所生成的电力，以便转换所接收到的电力并且以便将它提供给转换器的DC链路以便将该DC链路上的电压维持在预定电压电平以上。因此可以增加在这期间能够在备用模式下操作VFD的持续时间。
在另外的实施例中，HSPS的控制器可以被配置成在主电源的中断之后和在电力通过动能缓冲给VFD的供应已经下降至预定电平以下或者已经停止之后开始将电能从电力存储单元供应给VFD。因此可以延长用于VFD的备用操作的时间。再次，在其他实施例中，VFD的控制器可以被配置以便提供这个功能性。
注意，转换器电力输入端在优选实施例中不是VFD的主操作电力输入端，经由VFD的主操作电力端电力被供应给VFD以便操作连接到其的电动机。相反地，VFD的转换器电力输入端被耦合到VFD的转换器的DC链路以便对DC链路进行预充电。它可以在这种实施例中还被称作转换器预充电电力输入端。HSPS因此可以构成将辅助电力供应给VFD的电源，而不是主操作电源。
在另一实施例中，提供了操作热备电源以便将电力供应给变频驱动装置的方法。所述方法包括以下步骤：在热备电源的电力输入端处从主电源接收电力；经由第一电连接以第一电压电平将电力提供给变频驱动装置的转换器电力输入端；经由第二电连接以第二电压电平将电力提供给变频驱动装置的控制器电力输入端，所述第一电压电平高于所述第二电压电平；以及借助于变压器将所接收到的电力变换为第一电压电平或者变换为第二电压电平。所述方法包括以下另外的步骤：将接收到的电力提供给电力存储单元以便对该电力存储单元进行充电；检测采用通过主电源的电力的供应中的中断；以及经由所述第一电连接和所述第二电连接将电力从电力存储单元供应给变频驱动装置的转换器电力输入端并且供应给变频驱动装置的控制器电力输入端，第一和第二电连接中的一个经由用于提供相应的第一电压电平或第二电压电平的变压器而供应有电力。
借助于这个方法，可以实现与相对于热备电源或驱动系统的实施例上面进一步概述的优点类似的优点。在所述方法的实施例中，方法可以包括另外的步骤，包括相对于HSPS和驱动系统上面所描述的步骤。可以在HSPS或驱动系统上用上面概述的配置中的任一个来执行所述方法。
在实施例中，所述方法可以进一步包括借助于动能缓冲在从电力存储单元将电力提供给VFD之前将电力提供给VFD的转换器(尤其是给转换器的DC链路)的步骤。所述方法可以进一步包括将电力提供给VFD的转换器电力输入端直到耦合到转换器电力输入端的转换器的DC链路的电压已经达到预定预充电电压设定点为止，以及在DC链路上的电压电平已经达到预充电电压设定点之后停止电力给转换器电力输入端的供应的步骤。所述方法可以进一步包括在DC链路上的电压电平下降到预定电压门限时开始将电力从电力存储单元提供给VFD的转换器电力输入端的步骤。所述方法可以进一步包括在预定时间量之后或者当预定条件满足了时例如在电力存储单元中剩余的电能下降到预定电平之后停止将电力从电力存储单元供应给VFD的步骤。
在实施例中，所述方法可以进一步包括在接收到采用来自主电源的电力的供应将恢复的指示、尤其是接收到关于正被供应给主电源的发电机的启动信号的指示时重新启动以将电力从电力存储单元供应给VFD的转换器电力输入端的步骤。这样，VFD能够被带进其中它与主电源被恢复联机并行地为操作做好准备的状态。
除非相反地指出，否则上面所提到的实施例和仍然待在下面说明的那些的特征能够与彼此组合。
附图说明
本发明的上述及其他特征和优点从结合附图阅读的以下具体实施方式中将变得更显而易见。在图中，相同的附图标记指的是相同的元件。
图1是示出了根据本发明的实施例的浮船的电力系统的示意图。
图2是示出了在主电源中的断电时转换器的DC链路上的DC电压下降的图。
图3是示出了当动能缓冲是可用的时在主电源的断电之后转换器的DC链路上的电压的图。
图4是图示了根据本发明的实施例的方法的流程图。
图5是图示了根据本发明的实施例的方法的流程图。
图6是示出了依据本发明的实施例的驱动系统和热备电源的示意图。
图7是示出了依据本发明的实施例的热备电源的示意图。
图8是示出了依据本发明的实施例的驱动系统的物理配置的示意图。
图9是示出了依据本发明的实施例当电力被从热备电源供应时随着时间的推移转换器的DC链路的电压的图。
图10是示出了依据本发明的实施例当转换器被与主电源的启动并行地带进操作状态时在主电源的断电之后转换器的DC链路上的电压的图。
图11是图示了根据本发明的实施例的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述本发明的实施例。应当理解的是，实施例的以下描述被给出仅用于说明的目的，并且将不在限制性意义上进行。
图仅仅将被认为是示意表示，并且图中的元件彼此未必按比例绘制。相反地，各种元件的表示被选择以便使得它们的功能和通用目的对于本领域的技术人员而言变得显而易见。同样应当理解的是，如在图中所示出和在下文所描述的物理或功能单元的耦合未必需要为直接连接或耦合，而是还可以是间接连接或耦合，即采用一个或多个附加的中间元件的连接或耦合。技术人员将进一步领会，相对于不同的实施例在本文中图示和描述的物理或功能单元未必需要被实现为物理上单独的单元。一个或多个物理或功能块或单元可以被实现在公共电路、芯片、电路元件或单元中，然而其他物理或功能块或单元可以被实现在单独的电路、芯片、电路元件或单元中。
图1示出了浮船的电网的示意图，并且应该注意的是，该电网实际上可以依赖待服务的目的而显著地变化。电力系统100包括发电机101，所述发电机101可以例如被耦合到柴油发动机或燃气轮机(注意这种发电机中的数个例如四个、六个、八个或更多个可以被包括在电力系统中)。发电机101经由断路器(CB)被连接到高压开关装置102。在其他实施例中，开关装置可以是中压或低压开关装置。这种开关装置中的数个可以被包括在电力系统100中。经由开关装置102，由发电机101所生成的电力跨越船被分配。电力系统100进一步包括作为船的推进器的电动机的AC电动机104。电动机104可以例如被包括在方位推进器的纵槽中，并且船可以包括这种电动机中的数个，例如四个、八个或更多个。为了使得能够控制电动机104的旋转速度，电动机104从变频驱动装置20接收用于操作的电力。三绕组变压器103将电力从高压开关装置102提供给变频驱动装置(VFD) 20。可以在其他实施例中使用其他类型的变压器。变压器103、VFD 20以及电动机104可以是变频驱动系统(VFDS)或简称驱动系统的一部分。
部件103、20以及104一般地以在高压范围内(例如，在约1,000 V与约15,000 V之间的范围内)的电压来操作。然而这些元件一般地将包括以例如在约20 V与约1,000 V之间的较低电压范围被操作的部件，诸如控制器、冷却设备以及其他辅助设备。出于这个目的，提供了将开关装置102上的高压变换成较低电压的配电变压器105，所述较低电压然后经由低压配电106例如借助于包括配电母线等等的低压配电面板而被分配。在正常操作中，由发电机101所生成的电力被提供给电动机104，所述电动机104使船的推进器的螺旋桨转动，以及因此推进船。如果船是动力定位船，则它包括允许船将其位置维持在预定义限制内的控制系统。这一般地需要推进器驱动装置的连续操作以抵抗波浪、海流、风力等等。特别地在诸如钻井之类的关键操作期间，位置保持是特别重要的，以便使得必须确保电动机104的操作性。如果主电源的断电发生了，则期望尽可能快地使电动机104恢复到操作状态中。
VFD 20可以包括用于对由三绕组变压器103所供应的AC电压进行整流的整流器段、具有用于去除失真(例如谐波)的电容的中间DC链路以及用于以所期望的频率提供AC电压的逆变器级。VFD 20一般地包括允许DC链路的电容器被预充电以便当启动VFD 20时避免高浪涌电流的预充电单元。在正常操作中，DC链路上的电压具有特定电压电平，其在图2中被描绘。在正常操作中，DC链路上的电压(VDC链路)是在100 %处。在时间201处发生主电源的断电之后，DC链路上的电压开始下降。如果电压下降到特定电平205 (DC链路跳闸电平)，则VFD 20将跳闸并且因此停止操作，断路器打开(见标号202)。如上面所提到的那样，在VFD 20已经从操作出来之后，它将需要大量时间来重新启动VFD。如果来自主电源的电力在达到DC链路跳闸电平205之前返回，则VFD 20能够恢复操作。
其中动能缓冲在驱动系统中是可用的情形在图3中被描绘。动能缓冲是基于在供应给电动机104的电力停止之后，电动机104由于存储在连接到该电动机的转子中的动能而将继续转动的事实的。当电动机104被这个存储的动能旋转时，被供应给VFD 20的电能被生成。因此，DC链路上的电压能够借助于由电动机104所供应的电力而被维持在定义电平处。因此能够延长直到DC链路上的电压达到DC链路跳闸电平205为止的时间。如果主电源在这个时间内被恢复了，则VFD 20能够恢复操作(见标号203)。
即使动能缓冲是可用的，直到VFD跳闸为止的时间也一般地是非常短的并且常常比恢复主电源所需要的时间短。此外，在VFD的跳闸之后，在主电源被恢复之后需要大量时间来使VFD恢复到操作状态。本发明因此提供了热备电源，所述热备电源允许扩展在这期间VFD在主电源的断电之后保持操作的时间，并且进一步降低VFD在主电源已被恢复之后是可操作的时间。图4是示出了在馈电电网的断电时典型的一系列事件的流程图。在图4的示例中，动能缓冲是可用的。在步骤401中的正常操作和步骤402中的主电源的断电之后，在步骤403中动能缓冲被激活。只要在驱动系统中存在可用的动能，所述动能缓冲将使VFD的转换器的DC链路上的电压维持在跳闸电平之上。当动能已被消耗了时，HSPS将在步骤404中接管并且将使DC电路电压维持在DC链路跳闸电平之上持续尽可能长久(例如，直到HSPS中的能量存储被放电到特定电平或者完全耗尽为止)。HSPS的能量存储单元能够被调整大小以便使得用于大多数断电情形，能够在达到DC链路跳闸电平之前恢复主电源。在恢复了主电源之后，在步骤405中正常操作被恢复。
图5是示出了其中无动能缓冲是可用的情形的流程图。因此，HSPS将在断电发生之后立即维持DC链路电压。因此还能够在没有动能缓冲的特征的情况下使用HSPS。
图6示出了依据本发明的实施例包括变频驱动装置20和热备电源30的变频驱动系统10。如示意性地图示的那样，用于操作电动机104的主要能量经由三绕组变压器103被供应给VFD 20的转换器21。VFD 20包括对于操作需要电力的数个其他系统，包括VFD控制器22、充电变压器23、包括冷却单元24的必要辅助设备以及非必要辅助设备25。用于这些部件的电力由HSPS 30来提供。HSPS 30因此还可以被称作VFD预充电和辅助设备电源。HSPS 30具有被例如连接到图1的低压配电面板106的电力输入端31。它可以经由电力输入端31 (接收电压电平)来接收在约200 V与约1,000 V之间的AC电压，例如690 V AC。可选变压器33能够被提供用于将所接收到的电力变换为另一电压电平，例如较低的电压电平，例如400 V。HSPS 30进一步包括在图6的示例中被电力地连接到变压器33的二次侧的电力存储单元40。电力存储单元(简单地说：存储单元) 40包括DC电力存储元件(简称：存储元件) 41，其可以例如包括电池或电容器组。因为AC电力在输入端31处被接收，所以转换器42被提供在存储单元40中。转换器42可以是可控的以当对存储元件41进行充电时可操作为整流器并且当对存储元件41放电时作为逆变器。在其他配置中，转换器42可以包括整流器级、中间DC链路以及逆变器级，存储元件41被耦合到中间DC链路。这个配置在图7中被示意性地图示。HSPS 30可以进一步包括旁路开关(手动的和/或静态的)，所述旁路开关能够被适配成在电力存储单元40的故障情况下绕过电力存储单元40 (未示出旁路开关)。
变压器33可以例如以第一电压电平提供电力。HSPS 30包括将电力变换为第二电压电平的另外的变换器34 (“第一变压器”)。HSPS 30进一步具有朝VFD 20的转换器电力输入端26 (还可以被称作预充电输入端)的第一电连接36，以及到VFD 20的控制器电力输入端27的第二电连接37。HSPS 30经由第一连接36以第一电压电平并且经由第二电连接37以第二电压电平来提供电力。还可以提供朝VFD 20的冷却单元/辅助设备电力输入端28的第三电连接38。注意在其他配置中，可以省略第三电连接38，并且可以从VFD 20内的转换器电力输入端26取得用于冷却单元/辅助设备的电力。
可以提供另外的电连接39，所述电连接39针对诸如VFD空间加热器等等之类的非必要用电设备25给VFD 20供应电力。出于这个目的，HSPS 30可以具有连接到相应低压配电系统的附加的电力输入端35。
HSPS 30进一步包括HSPS控制器32，所述HSPS控制器32例如控制存储单元40的操作。通信链路50被提供，经由所述通信链路50 HSPS控制器32能够与VFD控制器22进行通信。它可以进一步包括朝电力网络即主电源的通信链路，以便使得它能够接收关于主电源的状态的信息和在该电力网络内发出的命令/指令的指示。
VFD 20包括转换器21，所述转换器21为了操作电动机104经由两个相移输入端从三绕组变压器103接收电力并且以可控AC频率输出电力。转换器21被VFD控制器22控制。为了启动VFD 20的操作，它包括充电变压器23，经由所述充电变压器23转换器21的DC链路的电容能够被预充电。它进一步包括冷却单元和其他必要辅助设备24，诸如润滑泵等等。冷却单元包括用于使转换器21的部件(诸如功率电子装置等等)冷却的冷却泵。当VFD 20被启动并且在正常操作期间时，HSPS 30分别经由电连接36、37以及38和输入端26、27以及28将电力供应给VFD 20。电力一般地仅在VFD 20的启动阶段期间经由第一电连接36和转换器电力输入端26被提供用于对转换器21的DC链路进行预充电。
VFD 20和HSPS 30能够被安装在公共底座11上，如图8中所图示的那样。VFD 20可以被包括在一个或多个柜中，并且HSPS 30可以被包括在临近VFD柜安装的单独的柜中。因此能够容易地在短连接距离情况下建立电连接和通信链路。预组装是同样可能的。驱动系统10的安装和连结因此被促进了，因为仅电力输入端31需要被连接到低压配电106。如果被提供了，则此外可以建立经由输入端35用于非必要辅助设备25的低压连接。
HSPS控制器32和VFD控制器22被配置成在主电源的断电发生之后使VFD 20维持在备用模式下。能够以各种方式来检测断电的发生，包括输入电压通过HSPS控制器32或VFD控制器22的测量、通过所述控制器中的任一个从船的电力网络接收测量转换器21的DC链路上的电压的消息。相应的指示可以例如通过VFD控制器22经由通信链路50而被提供给HSPS控制器32。在检测到断电时，HSPS控制器32现在能够控制存储单元40以便使得存储单元40通过对存储元件41放电来供应电力。取决于配置，电力经由第一电连接36和充电变压器23被提供给转换器21的DC链路。与预充电操作类似，DC链路因此能够被保持在预定义电压电平以上。此外，电力经由第二电连接37被提供给VFD控制器22以使得VFD 20能够“保持活动”。取决于VFD 20的配置，冷却单元24可能需要在备用期间被操作并且因此还可以从HSPS 30接收电力，或者可以被断开。
取决于存储单元40的尺寸尤其是存储元件41的容量，VFD 20现在能够被保持在备用模式下持续特定时间段，在所述特定时间段期间转换器21的DC链路上的电压被保持在预定电压电平以上。主电源一恢复联机，VFD 20就因此能够恢复操作。因此能够显著地降低继续电动机104的操作所需要的时间。相对于图9至11在下文中更详细地描述了操作HSPS 30的不同可能性。
图7中所图示的驱动系统10被与图6的驱动系统10类似地配置。除非另外指出，否则上面给出的说明因此相应地适用于图7的驱动系统10。
在图7中，HSPS 30看管给VFD 20的所有内部辅助设备的电力。作为示例，VFD 20可以被连接到总体电网的外部电路，包括到690 V电路、三相AC (还能够使用诸如400、440、480 等等之类的其他电压)，并且连接到在230 V，一相下用于空间加热的一个通用功率电路和其他非必要用电设备。供应全部可以是大地绝缘（insulated terra）(IT)供应。在断电情况下，通用电源电路中的全部必须被认为是失效的。HSPS 30替换到VFD 20的所有这些进来者。诸如空间加热器等等之类的非必要用电设备保持直接地被从总体电网激励，相应的连接仅可以在HSPS处的端子块中被端接(并且然后像描绘的那样通过)。
在图7的示例中，存储单元40包括包含朝其存储元件41被耦合的DC链路的转换器42。存储单元40进一步包括断路器43，所述断路器43能够经由输入端44来操作。HSPS可以被配置成经由通信输入端44允许能量存储元件41的和/或HSPS的紧急关闭。尽管未在图7中图示，但是输入端44可以被连接到HSPS控制单元32，这在图7中未被示出。
图7进一步图示了每个连接的不同相。电连接39将电力提供给VFD空间加热器并且包括一个相和中性点。它们可以由230 V IT或其他适用的电压来馈给。电连接36和38每个都包括三个相和中性点，并且可以通过400 V AC经由变压器33来提供。电连接36可以馈给VFD预充电以及可能地冷却风扇，然而连接38可以馈给冷却单元泵和其他必要辅助设备。如上面所提到的那样，可以省略电连接38。电连接37包括一个相和中性点，并且它们中的一个可以馈给VFD控制器22 (例如以230 V IT)，然而另一个可以馈给冷却单元控制器(同样以例如230 V IT)。此外，HSPS可以装配有附加的馈电电路37，所述馈电电路37可以被连接到例如其他部件的控制器，诸如VFD变压器(例如103)、VFD电动机(例如104)等等的控制器。
应该清楚的是，图7示出了VFD和HSPS的简化图示，并且图6中所示出的部件还可以被包括在图7的VFD和HSPS中。
图8示出了包括驱动系统10的不同部件的柜。注意，冷却单元(柜16)是可选的并且在其他实施例中可以不被提供。进一步地，在其他实施例中，HSPS 30可以是独立单元。驱动系统10包括线路柜13、逆变器柜14、控制柜15 (包括VFD控制器22)以及冷却柜16 (包括冷却单元24)。所有柜都被安装在包括HSPS 30的柜17的公共框架11上。VFD 20部件到柜中的不同分离是无疑可以想象的。
图9图示了VFD 20如何能够借助于HSPS 30在总体电网断电情况下保持可用。在时间点91处，主电源被中断。如能够看到的，DC链路电压下降。当达到了较低电压门限93时，HSPS将电力供应给VFD的转换器电力输入端，从而使DC链路电压恢复直到预充电电压电平92。电源然后再次被断开，从而重复这个循环。在时间点94处，主电源被恢复了。因为DC链路电压被维持在高于跳闸电平205的较低电压电平93以上，所以VFD 20被维持在“热备模式”下并且为馈电断路器的立即关闭和操作的继续作好准备。DC链路上的电压能够被维持在较低电压电平93以上持续取决于存储单元40的容量的给定时间ΔT1。如果主电源在ΔT1内被恢复了，则DC链路电压返回到100%并且操作继续，耦合到VFD的电动机准备立即供应转矩。
注意，HSPS控制器的功能性在一些实施例中可以被实现在VFD控制器中。HSPS控制器可以例如不被布置在HSPS内，但可以被布置在VFD内或者可以是VFD控制器的一部分。
预充电电压电平92能够被设置以便使得VFD在热备期间的能量消耗被最小化并且ΔT1因此被最大化。在ΔT1期间，HSPS进一步将电力供应给VFD控制器并且供应给必要辅助设备。
VFD控制器22的适当配置能够确保VFD 20在ΔT1期间不产生任何故障信号或者陷入任何故障条件。图10图示了其中断电的持续时间比ΔT1更长的情形。HSPS 30的控制器32被配置成如果满足了预定条件，例如在ΔT1的期满之后或者在存储单元41被放电到特定电平之后，则停止将电力供应给至少VFD 20的转换器电力输入端。这样，能够确保一定量的电能被保持在存储元件41中以便与主电源的恢复并行地对VFD 20进行预充电。
在95处在停止了将电力供应给转换器电力输入端之后，DC链路上的电压可以下降到零，如图10中所图示的那样。主电源中的故障在时间周期ΔT2期间被清除。在接收到主电源将恢复联机的指示时，在时间点96处HSPS 30启动VFD 20的预充电。这个指示例如可以是被给予电力系统100的主发电机的启动信号。电力系统100能够被配置以便使得被给予主发电机的相同信号或命令被同样给予驱动系统10，例如给VFD 20或HSPS 30，尤其是经由相应的通信链路给予它们相应的控制器。使用在存储元件41中已经保持的电能，HSPS现在开始对VFD 20的转换器21进行预充电，以便使得转换器21的DC链路上的电压在时间周期ΔT3期间朝预充电电压电平92回升。在时间点94处，主电源恢复联机。因此，DC链路电压返回到100%并且VFD能够继续操作。因此，能够在主电源的恢复之后立即关闭VFD 20的馈线断路器，并且能够降低在这期间VFD 20不是可用的时间。与船的电网的重新供能并行地对频率转换器进行预充电因此显著地降低了启动时间。
关于存储单元40的容量，它能够被选择以便使得对于大多数情形来说，能够实现在大多数情况下比主电源的断电更长的ΔT1。此外，当确定容量时能够考虑用于在时间周期ΔT3 期间对VFD进行预充电所必需的后备能量。此外，在ΔT2期间，控制电力可以连续地被供应给VFD的控制器，并且同样给HSPS控制器。当确定存储元件的容量时还能够考虑用于将电力提供给这些部件所需要的电能。
系统10能够被配置以便使得对冷却泵和其他辅助设备的功率消耗要求能够被保持到最小。这样能够确保存储单元40的容量以及因此HSPS单元的尺寸能够被保持为小的。作为示例，可以在不用运行冷却泵的情况下实现在ΔT1期间的热备，相应的部件例如IGBT功率晶体管可以在没有水冷却的情况下被保持在备用下。另一选项是部件被不需要主动冷却的可替换的部件的替换。因此可以显著地降低对HSPS尺寸的要求。
图11示出了依据发明的实施例的流程图。注意，该方法可以由上面概述的驱动系统10、VFD 20以及HSPS 30的实施例中的任一个来执行。在第一步骤S1中，VFD从主电源在正常操作条件下被操作。在步骤S2中主电源的断电发生。如图4中先前所图示的那样，动能缓冲在步骤S3中被用来将DC链路上的电压维持在跳闸电平以上。如果主电源在动能缓冲步骤S3期间被恢复了，则该方法继续如由虚线箭头所指示的步骤S9。
在动能已被用尽了之后，方法继续步骤S4，其中电力例如经由电连接36-38而被从HSPS的电力存储单元供应给VFD转换器电力输入端、VFD控制器电力输入端以及可能地给VFD的冷却单元/冷却单元控制器。能够完成这个以便将DC链路电压维持在较低电压门限以上同时像在图9中所图示并且相对于图9所说明的那样最大化ΔT1。这个被继续直到达到了在存储单元40中存储的电力的门限值为止(判定步骤S5)。如果达到了门限，则HSPS停止将电力供应给VFD (步骤S6；还见图10)，尤其是给VFD的转换器电力输入端。VFD控制器可以通过HSPS连续地供应有电力。在步骤S7中在接收到指示主电源正在恢复联机的发电机或VFD启动命令之后，HSPS将电力从电力存储单元供应给VFD控制器电力输入端以对VFD转换器的DC链路进行预充电(步骤S8)。此外，在步骤S8中电力可以被供应给VFD的冷却单元或其他必要辅助设备。VFD因此被恢复到热备条件中。在步骤S9中，主电源被恢复并且VFD的完全操作被恢复。再次，如果在步骤S4期间，主电源被恢复了，则方法继续步骤S9，如由虚线箭头所指示的那样。
如能够从以上看到的，本发明的实施例为VFD 20提供了迅速重新启动和热备，从而在主电源的断电情况下维持VFD的可用性。HSPS需要连接的仅一个连接点用于必要辅助设备和控制电力电缆，并且因此易于安装。此外，能够消除对用于供应相关UPS用电设备的单独的UPS的需要，因为HSPS还可以将控制电压供应给其他用电设备。尤其是当被用在具有主HV配电系统的闭环配置在设备类3 (DP3)模式下操作的动力定位船的推进器驱动应用中时，本发明的实施例可以提高系统的可用性。并且，能够避免可能需要与外部UPS系统一起使用的切换开关和用于这种开关的控制系统。甚至对于持续更长的断电，对于其来说VFD不能够在整个持续时间期间被维持在热备中，系统的恢复时间通过实现VFD的并行预充电来缩短。
虽然在本文中公开了特定实施例，但是在不背离本发明的范围的情况下能够做出各种改变和修改。本实施例将在所有方面被认为是说明性的和非限制性的，并且落入所附权利要求的意义和等同范围内的所有改变旨在被包括在其中。

Claims (15)

1.一种用于浮船的变频驱动装置(20)的热备电源，所述变频驱动装置(20)给所述浮船的电动机(104)尤其是推进器的电动机供电，所述热备电源包括：
- 电力输入端(31)，其用于从所述浮船的主电源接收电力，
- 第一电连接(36)，其被配置成以第一电压电平将电力供应给所述变频驱动装置的转换器电力输入端(26)，
- 第二电连接(37)，其被配置成以第二电压电平将电力供应给所述变频驱动装置的控制电力输入端(27)，其中所述第一电压电平高于所述第二电压电平，
- 变压器(34)，其用于将接收到的电力变换为所述第一电压电平或者变换为所述第二电压电平，
其中，所述热备电源(30)进一步包括：
- 用于存储并且供应电力的电力存储单元(40)，所述电力存储单元被电力地连接以便能够将电力供应给所述第一电连接(36)和所述第二电连接(37)两者，所述第一和第二电连接(36, 37)中的一个经由用于分别提供所述第一电压电平或所述第二电压电平的所述变压器(34)来供应，以及
- 控制单元(32)，其被适配成以这样的方式来控制所述热备电源，即在操作中，在所述电力输入端(31)处接收到的电力经由所述第一和第二电连接(36, 37)被提供给所述变频驱动装置(20)的所述转换器电力输入端(26)并且提供给所述变频驱动装置(20)的所述控制电力输入端(27)，以及在采用来自所述主电源的电力的所述供应中的中断时，电力经由所述第一和第二电连接(36, 37)被从所述电力存储单元(40)供应给所述变频驱动装置(20)的所述转换器电力输入端(26)并且供应给所述变频驱动装置(20)的所述控制电力输入端(27)。
2.根据权利要求1所述的热备电源，其中所述变压器(34)是配置成提供从所述第一电压电平到所述第二电压电平的电压变换的降压变压器。
3.根据权利要求1或2所述的热备电源，进一步包括连接到所述热备电源的所述电力输入端(31)并且配置成将接收到的电力从接收电压电平变换为所述第一或第二电压电平的第二变压器(33)，所述电力存储单元(40)被电力地耦合到所述第二变压器的二次侧。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热备电源，进一步包括到所述变频驱动装置(20)的辅助设备电力输入端(28)的第三电连接(38)，所述辅助设备电力输入端被电力地耦合到包括至少冷却单元(24)的所述变频驱动装置的一个或多个辅助设备，所述热备电源(30)被配置成以所述第一电压电平或第二电压电平将电力供应给所述辅助设备电力输入端以便将电力提供给所述冷却单元(24)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热备电源，其中所述接收到的电力是AC电力，所述电力存储单元(40)包括DC电力存储元件(41)和转换器(42)，所述转换器被配置成当对所述存储元件进行充电时将接收到的AC电力转换为DC电力，并且配置成当所述电力存储单元(40)将电力供应给所述第一和第二电连接(36, 37)时将由所述存储元件(41)所供应的DC电力转换为AC电力。
6.根据权利要求5所述的热备电源，其中所述DC电力存储元件(41)是电池或电容器组中的至少一个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热备电源，进一步包括配置成使得能实现所述热备电源的所述控制器(32)与所述变频驱动装置的所述控制器(22)之间的通信朝所述变频驱动装置(20)的控制器(22)的通信链路(50)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的热备电源，其中所述热备电源的所述控制器(32)被配置成在第一时间量(T1)之后或者在预定条件满足了之后终止电力从所述电力存储单元到至少所述变频驱动装置的所述转换器电力输入端(26)的所述供应。
9.根据权利要求8所述的热备电源，其中所述控制器(32)被配置成在接收到采用来自所述主电源的电力的所述供应将恢复的指示时，尤其是在接收到关于正被供应给所述主电源的发电机(101)的启动信号的指示时，重新启动将电力从所述电力存储单元(40)供应给所述变频驱动装置的所述转换器电力输入端(26)。
10.一种驱动系统(10)，其包括用于给浮船的电动机(104)尤其是所述浮船的推进器的电动机供电的变频驱动装置(20)，所述变频驱动装置包括：
- 转换器(21)，其具有DC链路，
- 控制器(22)，其用于控制所述变频驱动装置，
- 转换器电力输入端(26)，其用于将电力供应给所述转换器以对所述DC链路进行预充电，以及
- 控制器电力输入端(27)，其用于将电力供应给所述变频驱动装置的所述控制器，
其中所述驱动系统进一步包括根据前述权利要求中任一项所述的热备电源(30)，所述热备电源的所述第一电连接(36)被电力地连接到所述转换器电力输入端(26)，所述热备电源的所述第二电连接(37)被电力地连接到所述控制器电力输入端(27)。
11.根据权利要求10所述的驱动系统，其中所述驱动系统是动力定位船的驱动系统，所述变频驱动装置(20)被配置成将电力供应给所述动力定位船的推进器的电动机(104)。
12.根据权利要求10或11所述的驱动系统，其中所述变频驱动装置(20)包括连接在所述转换器电力输入端(26)与所述转换器(21)之间的充电变压器(23)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的驱动系统，其中所述变频驱动装置(20)包括冷却单元(24)，所述驱动系统(10)包括在所述热备电源与所述变频驱动装置之间的电连接(36, 38)从而使得能实现电力从所述电力存储单元(40)到所述冷却单元(24)的所述供应。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的驱动系统，进一步包括：变频驱动装置柜(13, 14, 15)，所述变频驱动装置被安装在所述变频驱动装置柜中；以及热备电源柜，所述热备电源被安装在所述热备电源柜中，所述热备电源柜与所述变频驱动装置柜一起被安装公共底座(11)上。
15.一种操作热备电源(30)以便将电力供应给变频驱动装置(20)的方法，包括以下步骤：
- 在热备电源的电力输入端(31)处从主电源接收电力，
- 经由第一电连接以第一电压电平将电力提供给所述变频驱动装置的转换器电力输入端(26)，
- 经由第二电连接以第二电压电平将电力提供给所述变频驱动装置的控制器电力输入端(27)，其中所述第一电压电平高于所述第二电压电平，
- 借助于变压器(34)将接收到的电力变换为所述第一电压电平或者变换为所述第二电压电平，
- 将接收到的电力提供给电力存储单元(40)以便对所述电力存储单元进行充电，
- 检测采用通过所述主电源的电力的所述供应中的中断，
- 经由所述第一电连接和所述第二电连接(36, 37)将电力从所述电力存储单元(40)供应给所述变频驱动装置的所述转换器电力输入端(26)并且供应给所述变频驱动装置的所述控制器电力输入端(27)，所述第一和第二电连接中的一个经由用于提供所述相应的第一电压电平或第二电压电平的所述变压器(34)而供应有所述电力。
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