BR102015007425B1

BR102015007425B1 - Método para controle de potência em tempo real, e, sistema de controle de motor

Info

Publication number: BR102015007425B1
Application number: BR102015007425-5A
Authority: BR
Inventors: Shengyi Liu; Eugene V. Solodovnik; Kamiar J. Karimi
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2022-06-28
Also published as: CA3010495A1; CN105048886A; EP2942679A2; JP2015211632A; CA2882057C; EP2942679A3; KR20150124912A; JP6470096B2; RU2015104310A3; US20150311832A1; CN105048886B; US9209721B2; CA3010495C; RU2015104310A; CA2882057A1; BR102015007425A2; RU2675419C2

Abstract

MÉTODO PARA CONTROLE DE POTÊNCIA EM TEMPO REAL, E, SISTEMA DE CONTROLE DE MOTOR Um método para controle de potência em tempo real sobre uma pluralidade de controladores de motor por pelo menos um processador sobre um sistema de computador pode incluir determinar uma demanda de carga de potência a partir de um primeiro conjunto de motores, selecionar um combinação de controladores de motor para atender a demanda de carga de potência, atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema, configurar uma rede de comutação de potência para conectar o primeiro conjunto de motores aos controladores de motor, receber de uma unidade de controle uma requisição de potência para um motor, determinar uma designação de prioridade para esse motor, atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema, determinar uma segunda demanda de carga de potência a partir de um segundo conjunto de motores, em que a segunda pluralidade de motores ativos compreende a primeira pluralidade de motores ativos e o primeiro motor, selecionar uma segunda combinação de controladores de motor necessária para atender a segunda demanda de carga de potência, e configurar a rede de comutação de potência de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a sistemas de conversão de potência elétrica, controle de motor e sistemas de distribuição.

FUNDAMENTOS

[002] Motores são usados em uma ampla variedade de aplicações. Em muitas aplicações, um motor é conectado a um controlador de motor que desempenha uma função particular para gerir as operações do motor. Por exemplo, motores em aeronaves são usados para comandar superfícies de controle, sistemas ambientais, e muitos outros sistemas. Cada um destes recebe tipicamente potência elétrica a partir de um controlador de motor dedicado conectado em linha entre o motor e uma fonte de potência. O controlador de motor pode incluir qualquer combinação de retificadores, inversores e filtros que condicionam o sinal elétrico recebido a partir da fonte de potência para uso pelo motor.

[003] Em aeronaves e outras plataformas veiculares, há tipicamente um controlador de motor dedicado instalado dentro do veículo para cada motor. Cada controlador de motor é dimensionado de acordo com a demanda de carga de potência de pico do motor que é controlado pelo controlador de motor. Por exemplo, um motor 100 quilowatts (kW) iria requerer um controlador de motor de 100 kW, que é um controlador de motor que é capaz de condicionar e fornecer 100 kW ao motor.

[004] Controladores de motor podem ser um equipamento relativamente pesado. Vários componentes dos controladores de motor, tais como filtros de entrada e saída, aumentam significantemente o peso global de cada controlador. Como o peso dos controladores de motor é substancialmente proporcional à potência nominal do controlador, quanto mais alta a potência nominal do controlador de motor, mais pesado vai ser o controlador de motor.

[005] É com respeito a estas considerações e outras que a invenção descrita aqui é apresentada.

SUMÁRIO

[006] Em um forma de realização, um método para controle de potência em tempo real sobre uma pluralidade de controladores de motor por pelo menos um processador em um sistema de computador pode incluir determinar uma primeira demanda de carga de potência a partir de uma primeira pluralidade de motores ativos, em que a primeira pluralidade de motores ativos é um subconjunto de uma pluralidade de motores; selecionar uma primeira combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessários para fornecer suficiente potência para atender a primeira demanda de carga de potência com base, pelo menos em parte, em uma saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema com base, pelo menos em parte na saída de potência máxima e na primeira demanda de carga de potência; configurar uma rede de comutação de potência de modo tal que a primeira pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à primeira série de controladores de motor de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; receber a partir de uma primeira unidade de controle uma requisição de potência para um primeiro motor, em que a requisição de potência é associada com um primeiro nível de prioridade; determinar uma primeira designação de prioridade para o primeiro nível de prioridade em relação ao primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema com base, pelo menos em parte, na primeira designação de prioridade e no primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; determinar uma segunda demanda de carga de potência a partir de uma segunda pluralidade de motores ativos, em que a segunda pluralidade de motores ativos compreende a primeira pluralidade de motores ativos e o primeiro motor; selecionar uma segunda combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessários para fornecer suficiente potência para atender a segunda demanda de carga de potência; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a segunda pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à segunda combinação de controladores de motor de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema. Em uma outra forma de realização, um sistema de controle de motor pode incluir uma pluralidade de motores; uma pluralidade de controladores de motor configurados para conexão elétrica em paralelo; uma rede de comutação de potência conectando eletricamente a pluralidade de motores à pluralidade de controladores de motor; e um conversor modular em paralelo para controlar dinamicamente a rede de comutação de potência, compreendendo um computador com pelo menos um processador e um meio de armazenamento não transitório tendo instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo que, quando executadas no computador, fazem o computador determinar uma primeira demanda de carga de potência a partir de uma primeira pluralidade de motores ativos, em que a primeira pluralidade de motores ativos é um subconjunto da pluralidade de motores; selecionar uma primeira combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessários para fornecer suficiente potência para atender a primeira demanda de carga de potência com base, pelo menos em parte em uma saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema, com base pelo menos em parte, na saída de potência máxima e na primeira demanda de carga de potência; configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a primeira pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à primeira série de controladores de motor de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; receber a partir de uma primeira unidade de controle um requisição de potência para um primeiro motor, em que a requisição de potência é associada com um primeiro nível de prioridade; determinar uma primeira designação de prioridade para o primeiro nível de prioridade em relação ao primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema com base pelo menos em parte na primeira designação de prioridade e o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; determine uma segunda demanda de carga de potência a partir de uma segunda pluralidade de motores ativos, em que a segunda pluralidade de motores ativos compreende a primeira pluralidade de motores ativos e o primeiro motor; selecionar uma segunda combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessários para fornecer suficiente potência para atender a segunda demanda de carga de potência; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a segunda pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à segunda combinação de controladores de motor de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[007] Em adicionalmente uma outra forma de realização, uma aeronave tendo um sistema de controle de motor, pode incluir uma pluralidade de motores; uma pluralidade de controladores de motor configurados para conexão elétrica em paralelo; uma rede de comutação de potência conectando eletricamente a pluralidade de motores à pluralidade de controladores de motor; e um conversor modular em paralelo para controlar dinamicamente a rede de comutação de potência, compreendendo um computador com pelo menos um processador e um meio de armazenamento não transitório tendo instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo que, quando executadas no computador, fazer o computador receber uma comunicação incluindo um modo requisitado e uma quantidade de potência de modo requisitado; calcular uma capacidade de potência máxima, com base, pelo menos em parte, em um número total de controladores de motor e uma quantidade de potência associada com cada controlador de motor; calcular um uso de potência corrente com base, pelo menos em parte em quais modos estão correntemente em atividade e qual potência está sendo consumida como um resultado desses modos em atividade; determinar uma capacidade de potência corrente que é correntemente disponível para uso tomando a diferença entre a capacidade de potência máxima e o uso de potência corrente; ativar o modo requisitado e reduzir a capacidade de potência corrente para contribuir para a ativação do modo requisitado, apenas se a capacidade de potência corrente não é menos do que a quantidade de potência de modo requisitado, mas se a capacidade de potência corrente é menor do que a quantidade de potência de modo requisitado, então determinar uma designação de prioridade de modo requisitado em relação aos ouros modos em atividade; ativar o modo requisitado em apenas a capacidade de potência corrente e então reduzir a capacidade de potência corrente para contribuir para a ativação do modo requisitado, apenas se a prioridade do modo requisitado é inferior ou igual à prioridade de todos outros modos em atividade, mas se a prioridade do modo requisitado não é inferior ou igual à prioridade de todos outros modos correntemente em atividade, então determinar se existe qualquer modos de prioridade mais baixa tendo uma designação de prioridade apenas mais baixa do que a designação de prioridade de modo requisitado, e se existem quaisquer modos de prioridade mais baixa, então determinar se os únicos modos de prioridade mais baixa que existem são primeiros modos prioridade mínima tendo uma designação de prioridade apenas um único nível mais baixo do que a designação de prioridade de modo requisitado, e se existe quaisquer primeiros modos de prioridade mínimos, então determinar uma potência total dos primeiros modos de prioridade mínima que é correntemente usada por aqueles primeiros modos de prioridade mínima, então reduzir parcialmente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, dirigir essa potência parcialmente reduzida para o modo requisitado, e definir a capacidade de potência corrente em zero, apenas se for possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, se não for possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, então reduzir completamente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, dirigir essa potência completamente reduzida para o modo requisitado, e definir a capacidade de potência corrente em zero; determinar se existe segundos modos de prioridade mínima tendo uma designação de prioridade entre o nível de designação dos primeiros modos de prioridade mínima e o nível de designação de prioridade de modo requisitado, e se existe quaisquer segundos modos de prioridade mínima, então; reduzir parcialmente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, dirigir essa potência parcialmente reduzida ao modo requisitado, apenas se é possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, se não é possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, então; reduzir completamente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima; determinar uma segunda potência total dos modos de prioridade mínima que é correntemente usada por esses segundos modos de prioridade mínima; reduzir parcialmente a potência total dos segundos modos de prioridade mínima, dirigir essa potência parcialmente reduzida ao modo requisitado, apenas se é possível fazer uma redução parcial da potência total dos segundos modos de prioridade mínima, se não é possível fazer uma redução parcial da potência total dos segundos modos de prioridade mínima, então; reduzir completamente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima e a potência total dos segundos modos de prioridade mínima, dirigir essa potência combinada completamente reduzida ao modo requisitado, e definir a capacidade de potência corrente em zero.

[008] As características, funções e vantagens que foram discutidas podem ser obtidas independentemente em várias formas de realização da presente invenção ou podem ser combinadas em adicionalmente outras formas de realização, de que mais detalhes podem ser vistos com referência à descrição que se segue, aos desenhos que acompanham e às reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] A FIG. 1 é um diagrama de blocos mostrando uma arquitetura de controlador de motor convencional.

[0010] A FIG. 2 é um diagrama de blocos mostrando uma arquitetura de controlador de motor em paralelo de acordo com várias formas de realização apresentadas aqui.

[0011] A FIG. 3 é uma carta de carga de potência mostrando um gráfico de uma requisição de carga de potência de um compressor de ar de cabine versus uma bomba de motor hidráulico durante diferentes fases do voo da aeronave de acordo com várias formas de realização apresentadas aqui.

[0012] As FIGS. 4A-4E são diagramas de blocos mostrando exemplos de arquiteturas de comutação de controlador de motor de acordo com várias formas de realização apresentadas aqui.

[0013] As FIGS. 5A-5C são diagramas de blocos mostrando implementações utilizando colocações alternativas de filtro de saída dentro de um sistema de controlador de motor de acordo com várias formas de realização apresentadas aqui.

[0014] A FIG. 6 é um fluxograma ilustrando um método da técnica anterior para controlar um grupo de motores;

[0015] A FIG. 7 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores.

[0016] A FIG. 8 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação da partida elétrica de motor de explosão principal.

[0017] A FIG. 9 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de partida elétrica de motor de explosão por unidade de potência auxiliar.

[0018] A FIG. 10 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de partida elétrica de motor de explosão por unidade de potência auxiliar com fonte de bateria.

[0019] A FIG. 11 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de taxiamento elétrico.

[0020] A FIG. 12 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação do compressor de ar de cabine.

[0021] FIG. 13 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de bomba hidráulica.

[0022] A FIG. 14 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação do sistema de geração de nitrogênio.

[0023] FIG. 15 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida uma nova lógica de operação do ventilador do sistema de controle ambiental.

[0024] A FIG. 16 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação do sistema de refrigeração de carga.

[0025] A FIG. 17 é um fluxograma ilustrando uma forma de realização preferida elaborando o controle e a operação do método da técnica anterior para controlar um grupo de motores, especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de reconfiguração e galpão de carga.

[0026] A FIG. 18 é um diagrama de arquitetura de computador mostrando uma arquitetura ilustrativa de hardware e software de computador para um sistema de computação capaz de implementar aspectos das formas de realização apresentadas aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0027] Motores tipicamente incluem um controlador de motor para configurar e fornecer potência ao motor. Em um sistema que inclui um grupo de motores, há tipicamente um número idêntico de motores e controladores de motor. Os controladores de motor são o mais frequentemente classificados para fornecer uma carga de potência de pico que é equivalente ou superior à carga de pico do correspondente motor.

[0028] Utilizando os conceitos e tecnologias descritos aqui, um sistema de motores inclui uma série de controladores de motor conectados em paralelo com uma rede de comutação de potência. Utilizando esta arquitetura como descrito abaixo, a série de controladores de motor e/ou a potência nominal, ou a capacidade de saída de potência, de cada controlador de motor podem ser reduzidas de maneira tal a reduzir o peso global do sistema de motor. Por toda esta invenção, formas de realização são descritas com respeito a motores e controladores de motor utilizados dentro de uma aeronave. Um ambiente de aeronave fornece um exemplo útil para formas de realização descritas aqui uma vez que reduzir o peso de uma aeronave é um objetivo universal, porém, deve ser entendido que os conceitos apresentados aqui são igualmente aplicáveis a sistemas de motor dentro de qualquer plataforma, incluindo navios, veículos, ou qualquer outra plataforma em que redução de tamanho e/ou peso é uma consideração.

[0029] Na descrição detalhada que se segue, são feitas referências aos desenhos que acompanham que fazem parte da mesma, e que são mostrados a título de ilustração, formas de realização específicas ou exemplos. Com referência agora aos desenhos, em que números idênticos representam elementos idênticos através das várias figuras, uma arquitetura de controlador de motor em paralelo vai ser descrita. A FIG. 1 mostra uma arquitetura convencional 100 de controladores de motor para fornecer potência a motores 108. De acordo com a arquitetura convencional 100, uma fonte de potência 102 fornece potência a um barramento 104, que dirige potência a qualquer número de controladores de motor convencionais 106.

[0030] Deve ser apreciado que por clareza, só dois controladores de motor convencionais 106A e 106B e correspondentes motores 108A e 108B são mostrados. Cada controlador de motor convencional 106 condiciona o sinal de potência recebido para uso por um único motor conectado 108. No exemplo mostrado, o controlador de motor convencional 106A fornece potência ao motor 108A, enquanto o controlador de motor convencional 106B fornece potência ao motor 108B.

[0031] Para fins ilustrativos, a arquitetura convencional 100 pode ser implementada dentro de uma aeronave. De acordo com esta implementação, a fonte de potência 102 fornece um sinal de corrente alternada (CA) ou de corrente contínua (CC) aos controladores de motor convencionais 106. Controladores de motor convencionais exemplificativos 106A e 106B incluem, mas não são limitados a, um controlador de motor de compressor de ar de cabine, um controlador de motor de bomba hidráulica de motor elétrico, um controlador de motor de partida de motor a explosão por gerador, um controlador de motor de compressor de sistema de geração de nitrogênio, um controlador de motor de ventilador e um controlador de motor de atuadores de controles de voo. Deve ser apreciado que qualquer tipo de controladores de motor 106 e motores 108 pode ser utilizado dentro de qualquer tipo de veículo ou outra plataforma sem sair do escopo desta invenção.

[0032] Olhando agora para a FIG. 2, uma arquitetura de controlador de motor em paralelo 200 vai ser descrita de acordo com várias formas de realização. Similar à arquitetura convencional exemplificativa 100 mostrada na FIG. 1, a arquitetura de controlador de motor em paralelo 200 inclui a fonte de potência 102, o barramento 104, e os motores 108. Porém, na arquitetura de controlador de motor em paralelo 200, existem múltiplos controladores de motor em paralelo 204 que são conectados em paralelo a uma rede de comutação de potência 202. A rede de comutação de potência 202 fornece potência a partir dos controladores de motor em paralelo 204 aos motores 108. A rede de comutação de potência 202 inclui um circuito elétrico que conecta eletricamente os controladores de motor em paralelo 204 aos motores 108 via uma série de comutadores elétricos que possibilitam que qualquer número de controladores de motor em paralelo 204 seja conectado a qualquer motor dado 108. A rede de comutação de potência 202 pode incluir ou ser conectada a um dispositivo de computação que controla os comutadores elétricos para acoplar controladores de motor em paralelo 204 como necessário para fornecer a potência adequada aos motores 108 de acordo com as atuais requisições de carga de dos motores 108 pois elas mudam em qualquer instante dado no tempo. As operações da rede de comutação de potência 202 vão ser descritas em maior detalhe abaixo.

[0033] No exemplo mostrado na FIG. 2, cada um dos três controladores de motor em paralelo 204 tem uma capacidade de saída de potência que é mais baixa do que aquela dos controladores de motor convencionais 106 mostrados na FIG. 1. Por exemplo, cada um dos controladores de motor em paralelo 204A, 204B, e 204C pode ser capaz de fornecer 50 kW de potência de modo tal que a capacidade de saída de potência combinada dos controladores de motor 204 é 150 kW. Em contraste, a arquitetura convencional 100 de FIG. 1 utiliza dois controladores de motor convencionais 106A e 106B, cada tendo uma capacidade de saída de potência de 100 kW para uma capacidade de saída de potência combinada de 200 kW. Como o peso dos controladores de motor é tipicamente proporcional à capacidade de saída de potência, a arquitetura controladora de motor em paralelo 200 mostrada na FIG. 2 pode pesar menos do que a arquitetura convencional 100 mostrada na FIG. 1, mesmo que três controladores de motor em paralelo 204 sejam utilizados na arquitetura de controlador de motor em paralelo 200 em oposição a dois controladores de motor em paralelo convencionais 106 utilizados na arquitetura convencional 100.

[0034] Os conceitos e tecnologias descritos aqui aproveitam as características operacionais dos motores 108 em veículo e outras implementações em que as cargas de potência de pico, ou os requisitos de potência máxima, dos motores 108 não ocorrem simultaneamente. Nestas implementações tendo cargas de potência complementares sobre os motores, múltiplos controladores de motor em paralelo menores 204 podem ser utilizados ao invés dos controladores de motor convencionais dedicados maiores 106 e ser dinamicamente reconfigurados como descrito aqui para deslocar a distribuição de potência entre os motores 108 como as demandas de potência dos motores 108 ditam.

[0035] Deve ser apreciado que o exemplo mostrado na FIG. 2 é simplificado por clareza. Embora apenas três controladores de motor em paralelo, 204A, 204B, e 204C, sejam mostrados como sendo conectados aos |dois motores, 108A e 108B, qualquer número de controladores de motor em paralelo 204 pode ser utilizado para fornecer potência a qualquer número de motores 108 de acordo com várias formas de realização. Similarmente, a rede de comutação de potência 202 é mostrada como incluindo um único comutador eletrônico simples para fins de clareza. Porém, qualquer número e tipo de mecanismos de comutação pode ser utilizado dentro da rede de comutação de potência 202 para combinar as saídas de potência dos controladores de motor em paralelo 204 para fornecimento aos motores 108.

[0036] Voltando agora à FIG. 3, uma carta de carga de potência ilustrativa 302 vai ser descrita. A carta de carga de potência 302 mostra como as formas de realização descritas aqui aproveitam os requisitos de carga de potência complementares 304 de dois diferentes motores sobre uma aeronave durante diferentes fases de voo para utilizar controladores de motor em paralelo 204 no fornecimento de potência aos motores 108. Neste exemplo, o gráfico do topo mostra o requisito de carga de potência 304 de um compressor de ar de cabine durante oito fases de voo 306, incluindo operações no solo, partida do motor de explosão, taxiamento, decolagem, subida, cruzeiro, descida e pouso. O eixo vertical representa o presente requisito de carga de potência 304 do compressor de ar de cabine.

[0037] O gráfico de baixo mostra o requisito de carga de potência 304 de uma bomba hidráulica de motor elétrico durante as mesmas oito fases de voo 306. Em seguida aos dois gráficos da esquerda para a direita através das várias fases de voo 306, pode ser visto a que potência disponível, que é a capacidade de saída de potência de todos os controladores de motor em paralelo 204 juntos para fornecer potência a cada um dos dois motores 108, permanece em 150 kW. Esta potência disponível pode ser fornecida utilizado a arquitetura de controlador de motor em paralelo 200 mostrada na FIG. 2 em que cada um dos três controladores de motor em paralelo 204 são classificados a 50 kW. Os 150 kW combinados dos três controladores de motor em paralelo 204 são dinamicamente redistribuídos entre o compressor de ar de cabine e a bomba hidráulica de motor elétrico quando as demandas operacionais correntes dos dois motores 108 mudam durante as várias fases de voo 306.

[0038] Como um exemplo, pode ser visto que durante operações no solo, 100 kW de potência são fornecidos ao compressor de ar de cabine e 50 kW de potência são fornecidos à bomba hidráulica de motor elétrico. Para fazer isso, dois controladores de motor em paralelo 204 são conectados ao compressor de ar de cabine e um controlador de motor 204 é conectado à bomba hidráulica de motor elétrico. Durante a partida do motor de explosão, os controladores de motor 204 podem ser conectados a um gerador de modo que todos 150 kW de potência disponível são dirigidos ao gerador para partida do motor de explosão. Esta arquitetura vai adicionalmente descrita abaixo com respeito à FIG. 4B.

[0039] Durante taxiamento e decolagem as demandas operacionais dos motores 108 levam a uma reconfiguração da rede de comutação de potência 202 de modo tal que a saída de potência para o compressor de ar de cabine é reduzida a 50 kW, enquanto a saída de potência a partir de dois dos controladores de motor em paralelo 204 é redirecionada à bomba hidráulica de motor elétrico. Durante a subida, cruzeiro e descida, 100 kW de potência são dirigidos para o compressor de ar de cabine e 50 kW de potência são dirigidos para a bomba hidráulica de motor elétrico. Finalmente, durante o pouso quando há uma demanda mais alta sobre a bomba hidráulica de motor elétrico devido ao abaixamento do trem de pouso e certas superfícies de controle de voo, potência é deslocada para fornecer 100 kW de potência à bomba hidráulica de motor elétrico e 50 kW de potência ao compressor de ar de cabine.

[0040] Deve ser entendido que os valores dos requisitos de carga de potência 304 do compressor de ar de cabine e bomba hidráulica de motor elétrico são dados para fins ilustrativos para mostrar a natureza complementar das demandas de potência dos dois motores 108 e a reconfiguração dinâmica da rede de comutação de potência 202 para redistribuir potência como requerido pelos requisitos de carga de potência dos motores 108. Deve ser apreciado adicionalmente que embora dados de exemplo para o compressor de ar de cabine e bomba hidráulica de motor elétrico sejam são mostrados, qualquer número e tipo de motores 108 podem ser utilizados e a potência disponível a partir de todos os controladores de motor em paralelo 204 é dinamicamente distribuído entre todos os motores 108.

[0041] A FIG. 4A mostra um exemplo potência distribuição sistema 400 que vai ser usado através de todas as FIGS. 4B-4E para ilustrar a reconfiguração dinâmica das conexões elétricas dentro da rede de comutação de potência 202 para redirigir potência a partir de um ou mais controladores de motor em paralelo 204 para um ou mais motores 108 à medida que as demandas operacionais correntes dos motores mudam durante diferentes fases de voo. Através de todos estes exemplos mostrados nas FIGS. 4A-4E, seis controladores de motor em paralelo 204A-204F fornecem potência para quatro motores 108, incluindo um gerador 108A, um compressor de ar de cabine 108B, uma bomba 108C e um ventilador 108D.

[0042] A FIG. 4B mostra um sistema de distribuição de potência de partida de motor de explosão 402 que representa as conexões elétricas dentro da rede de comutação de potência 202 durante uma partida de motor de explosão de uma aeronave usando o gerador 108A. Neste cenário, o gerador 108A demanda uma carga de potência muito grande. Como resultado, todos os controladores de motor em paralelo 204A-204E são eletricamente conectados ao gerador 108A, deixando o controlador de motor 204F para fornecer alguma potência ao ventilador 108D para resfriar equipamentos da aeronave.

[0043] A FIG. 4C mostra um sistema de distribuição de potência na decolagem 404 que representa as conexões elétricas dentro da rede de comutação de potência 202 durante a decolagem da aeronave. Como o gerador 108A não mais requer potência a partir dos controladores de motor em paralelo 204 após a partida do motor de explosão, o gerador 108A é mostrado como estando fornecendo potência a um barramento 450. Os controladores de motor em paralelo 204 que alimentavam potência ao gerador 108A durante partida do motor a explosão foram reconfigurados para alimentar potência ao compressor de ar de cabine 108B e à bomba 108C. Durante a decolagem, o requisito de carga de potência 304 da bomba 108C é maior do que aquele do compressor de ar de cabine 108B. Como um resultado, neste exemplo, dois controladores de motor em paralelo 204A e 204B são conectados ao compressor de ar de cabine 108B e três controladores de motor em paralelo 204C-204E são conectados à bomba 108C.

[0044] A FIG. 4D ilustra um sistema de distribuição de potência em cruzeiro 406 em que a rede de comutação de potência 202 é reconfigurada durante condições de cruzeiro. Como os requisitos de carga de potências 304 do compressor de ar de cabine 108B e da bomba 108C são complementares (como mostrado na FIG. 3), a conexão do controlador de motor em paralelo 204C é comutada a partir da bomba 108C para o compressor de ar de cabine 108B durante cruzeiro para satisfazer as demandas de carga de potência mais altas do compressor de ar de cabine 108B.

[0045] A FIG. 4E mostra um sistema de distribuição de potência de demanda hidráulica 408 em que a rede de comutação de potência 202 é reconfigurada durante condições hidráulicas temporárias tais como levantamento e abaixamento do trem de pouso e reversão do empuxo dos motores a explosão. Como pode ser visto, quatro dos seis controladores de motor em paralelo 204 são eletricamente conectados à bomba 108C. Como é o caso em qualquer um dos cenários apresentados, assim que o alto requisito de carga de potência 304 da bomba 108C diminui, a rede de comutação de potência 202 é novamente reconfigurada de acordo com os presentes requisitos de carga de potência 304 de todos os motores 108.

[0046] As FIGS. 5A-5C mostram configurações alternativas 500, 520 e 540, respectivamente, de um sistema de controlador de motor para ilustrar várias colocações de um filtro de saída 510 de acordo com várias formas de realização. Controladores de motor convencionais 106 utilizam filtros para auxiliar no condicionamento de sinais eletrônicos para uso por um motor 108. A FIG. 5A mostra uma forma de realização em que controladores de motor em paralelo 204A e 204B são conectados à rede de comutação de potência 202 para fornecer potência ao motor 108. Neste exemplo, a fonte de potência 102 fornece um sinal CA aos controladores de motor em paralelo 204.

[0047] Cada controlador de motor 204 inclui um filtro de entrada 502, um filtro de saída 510 e um filtro intermediário 506 que é posicionado entre um retificador 504 e um inversor 508. Deve ser apreciado que os componentes dos controladores de motor em paralelo 204 não são limitados àqueles mostrados nas FIGS. 5A-5C e que os componentes de qualquer controlador de motor em paralelo 204 dado pode variar a partir daqueles mostrados. Por exemplo, quando a fonte de potência 102 fornece entrada de CC aos controladores de motor em paralelo 204, os controladores de motor em paralelo 204 podem incluir um filtro de entrada 502, um inversor 508, e um filtro de saída 510, sem requerer um retificador 504 ou quaisquer filtros adicionais.

[0048] A FIG. 5B mostra uma configuração alternativa de controlador de motor 520 em que os controladores de motor em paralelo 204 compartilham um único filtro de saída 510. Nesta forma de realização, um filtro de saída 510 pode ser conectado ao motor 108 de modo que a potência recebida a partir da rede de comutação de potência 202 é lançada em no filtro de saída 510 antes de recepção pelo motor 108. Fazer isso permite a remoção dos filtros de saída 510 dos controladores de motor em paralelo 204. Compartilhar um filtro de saída 510 ao invés de incluir um filtro de saída 510 dentro de cada controlador de motor em paralelo 204 reduz o peso global do sistema uma vez que filtros podem ser componentes relativamente pesados.

[0049] Para reduzir adicionalmente mais o peso, a forma de realização mostrada na FIG. 5C mostra uma configuração alternativa de controlador de motor 540 em que um ou mais controladores de motor em paralelo 204 não utilizam o filtro de saída 510. Tipicamente, os filtros de saída 510 são usados devido ao comprimento dos alimentadores de potência a partir dos controladores de motor em paralelo 204 em uma baia de equipamento de uma aeronave ou outro veículo para os motores 108. O sinal elétrico proveniente dos controladores de motor em paralelo 204 pode ser configurado como formas de onda moduladas em largura de pulso ou comutadas (quadradas) que incluem um conteúdo harmônico significante que se tornam amplificadas pela impedância dos alimentadores de potência pelo tempo em que os sinais são recebidos pelos motores 108. Os filtros de saída 510 dentro dos controladores de motor em paralelo 204 suavizam as formas de onda e impedem dano aos motores 108 causado pelos harmônicos amplificados das formas de onda quadradas não filtradas. Porém, em formas de realização em que os controladores de motor em paralelo 204 estão localizados próximos dos motores 108, ou se emissões irradiadas a partir dos alimentadores de potência não estão em consideração, então a configuração alternativa de controlador de motor 540 mostrada na FIG. 5C que não inclui quaisquer filtros de saída 510 pode ser usada para minimizar adicionalmente mais o peso do sistema de controlador de motor.

[0050] Deve ser apreciado que as operações lógicas descritas nas FIGs. 6 a 17 são implementadas (1) como uma sequência de atos implementados por computador ou módulos de programa rodando em um sistema de computação e/ou (2) como circuitos lógicos da máquina interconectados ou módulos de circuito dentro do sistema de computação. O sistema de computação pode ser uma parte da, ou conectado à, rede de comutação de potência 202 e vai l ser descrito abaixo com respeito à FIG. 18. A implementação das operações lógicas descritas aqui é uma questão de escolha dependendo do desempenho e outras exigências do sistema de computação. Consequentemente, as operações lógicas descritas aqui são referidas como várias pois mencionam operações, dispositivos estruturais, atos ou módulos. Estas operações, dispositivos estruturais, atos e módulos podem ser implementadas em software, em firmware, em lógica digital para finalidade especial, e qualquer combinação destes. Deve também ser apreciado que mais ou menos operações podem ser realizadas do que aquelas mostradas nas figuras e descritas aqui. Estas operações podem também ser realizadas em uma ordem diferente daquelas descritas aqui.

[0051] Voltando agora para a FIG. 6, uma rotina ilustrativa 600 a partir da técnica anterior para controlar um grupo de motores 108 vai agora ser descrita. A rotina 600 começa na operação 602, onde os presentes requisitos de carga de potência 304 de cada motor 108 são determinados. Esta operação e outras podem ser realizadas por um aplicativo de reconfiguração do controlador de motor executando no sistema de computador, ou como parte da rede de comutação de potência 202 ou em comunicação com a rede de comutação de potência 202. Como descrito acima, o presente requisito de carga de potência 304 de um motor 108 representa a demanda de potência operacional nessa instância e em tempo. Como ilustrado na FIG. 3, o presente requisito de carga de potência 304 de um motor 108 dentro de uma aeronave ou outro veículo ou plataforma pode mudar de acordo com uma fase operacional, tal como várias fases do voo 306. Os presentes requisitos de carga de potência 304 de diferentes motores 108 podem ser complementares de modo tal que um aumento em um requisito de potência para um motor 108 coincide com uma correspondente diminuição em um requisito de potência para um outro motor 108, que permite a reconfiguração dinâmica das conexões elétricas dentro da rede de comutação de potência 202 como descrito aqui.

[0052] A partir da operação 602, a rotina 600 continua para a operação 604, onde o número de controladores de motor em paralelo 204 a serem conectados a cada motor 108 é determinado. Como descrito acima, o número de controladores de motor em paralelo 204 a serem conectados a qualquer dado motor 108 pode incluir o menor número de controladores de motor em paralelo 204 que sejam capazes de satisfazer o presente requisito de carga de potência 304 do motor particular 108. Por exemplo, se um motor 108 está utilizando 100 kW de potência, então dois controladores de motor em paralelo 204 cada um capaz de fornecer 50 kW de potência são conectados ao motor 108. Na operação 606, a rede de comutação de potência 202 é configurada de acordo com a conexão dos controladores de motor em paralelo 204 aos motores 108 de acordo com os presentes requisitos de carga de potências dos motores como determinados na operação 604. Deve ser apreciado que a rede de comutação de potência 202 é configurada por ativação de qualquer número de comutadores elétricos dentro de um circuito conectando os controladores de motor em paralelo 204 a cada um dos motores 108.

[0053] A partir da operação 606, a rotina 600 continua para a operação 608, onde o sistema de controlador de motor é monitorado para requisições de ação do motor. De acordo com uma forma de realização, uma requisição de ação do motor pode ser qualquer ativação ou movimento de um comutador, alavanca, dispositivo de controle, ou outro aparelho usados para controlar um sistema que utiliza um ou mais motores 108. Por exemplo, no ambiente de uma aeronave, uma requisição de ação do motor pode incluir, mas não é limitada a, abaixamento ou elevação do trem de pouso, a ativação ou movimento de um controle para mover uma superfície de controle de voo, e a ativação de uma bomba. Deve ser apreciado que a requisição de ação do motor pode ser o resultado de uma ação tomada por uma pessoa ou pode ser o resultado de uma ação controlada por computador. Deve também ser entendido que a operação de monitoramento pode include monitoramento ou seleção de qualquer número de sistemas, ou pode ser monitoramento passivo tal como a recepção de uma requisição.

[0054] Na operação 610, se uma requisição de ação do motor não é recebida, então a rotina 600 retorna à operação 608 e o monitoramento continua. Porém, se na operação 610, é determinado que uma requisição de ação do motor foi feita ou recebida, então a rotina 600 retorna à operação 602, onde os presentes requisitos de carga de potência 304 dos motores 108 são reavaliados e a rotina 600 continua como descrito acima. Desta maneira, a rede de comutação de potência 202 pode ser dinamicamente reconfigurada de modo a responder a mudanças nos requisitos de cargas de potência 304 dos motores 108 redirecionando a potência a partir dos controladores de motor em paralelo 204 para os motores aplicáveis 108.

[0055] Voltando agora à FIG. 7, uma rotina ilustrativa 7000 para controlar um grupo de motores 108 através de diminuição e reconfiguração de carga vai agora ser descrita. A rotina 7000 começa na operação 7010, determinando uma demanda inicial de carga de potência com base em uma primeira demanda de carga de potência para um primeiro motor e uma segunda demanda de carga de potência para um segundo motor. A próxima etapa, na operação 7020, inclui determinar a saída de potência máxima a partir da capacidade de potência de um primeiro controlador de motor, da capacidade de potência de um segundo controlador de motor, e da capacidade de potência de um terceiro controlador de motor. A próxima etapa, na operação 7030, inclui determinar que a capacidade de potência do primeiro controlador de motor é suficiente para atender a primeira demanda de carga de potência e que a capacidade de potência do segundo controlador de motor é suficiente para atender a segunda demanda de carga de potência. A próxima etapa, na operação 7040, inclui atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema com base pelo menos em parte na saída de potência máxima, na primeira demanda de carga de potência e na segunda demanda de carga de potência. A próxima etapa, na operação 7050, inclui configurar uma rede de comutação de potência para acoplar entre si o primeiro controlador de motor para o primeiro motor e o segundo controlador de motor para o segundo motor. A próxima etapa, na operação 7070, inclui determinar uma demanda de carga de potência atualizada com base na demanda de carga de potência inicial e a terceira demanda de carga de potência. A próxima etapa, na operação 7060, inclui receber uma requisição de potência a partir de uma unidade de controle para provisão de uma terceira demanda de carga de potência para um terceiro motor. A próxima etapa, na operação 7070, inclui determinar uma demanda de carga de potência atualizada com base na demanda de carga de potência inicial e na terceira demanda de carga de potência

[0056] Continuando com a FIG. 7, seguindo a determinação da demanda de carga de potência atualizada, a próxima etapa, na operação 7080, inclui determinar que a demanda de carga de potência atualizada é maior do que a saída de potência máxima. A próxima etapa, na operação 7090, inclui atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema que designa o terceiro motor com um nível de prioridade mais alto do que o segundo motor, e é com base pelo menos em parte na saída de potência máxima, na primeira demanda de carga de potência, na segunda demanda de carga de potência, e na terceira demanda de carga de potência. A divisão ‘OU’, na etapa 7100, representa as duas formas de realização alternativas da presente invenção, em que partindo da etapa 7111, a arquitetura do controlador de motor em paralelo reconfigura seus recursos desviando completamente a potência para fora a partir de um motor e para um outro, enquanto que partindo da etapa 7121, a arquitetura do controlador de motor em paralelo se adapta a requisições para potência por motores de prioridade mais alta desviando apenas por a quantidade de potência necessária, enquanto é necessário.

[0057] A forma de realização de reconfiguração, na etapa 7111, inclui determinar que a capacidade de potência do terceiro controlador de motor, em combinação com a capacidade de potência do segundo controlador de motor, é requeridas atender à terceira demanda de carga de potência. A próxima etapa, na operação 7112, inclui configurar a rede de comutação de potência para desacoplar o segundo controlador de motor do segundo motor, e então acoplar o segundo controlador de motor e o terceiro controlador de motor ao terceiro motor. A próxima etapa, na operação 7113, inclui identificar que a requisição de potência não é mais válida. A próxima etapa, na operação 7114, inclui reatribuir o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema. A etapa final desta forma de realização, na operação 7115, inclui configurar a rede de comutação de potência para desacoplar o segundo controlador de motor do terceiro motor e então reacoplar o segundo controlador de motor com o segundo motor.

[0058] A forma de realização de diminuição de carga, na etapa 7121, inclui determinar que a capacidade de potência do terceiro controlador de motor, em combinação com uma primeira porção da capacidade de potência do segundo controlador de motor é suficiente para atender a terceira demanda de carga de potência. A próxima etapa, na operação 7122, inclui configurar a rede de comutação de potência para acoplar o segundo controlador de motor ao terceiro motor, para dirigir o segundo controlador de motor para fornecer a primeira porção da capacidade de potência do segundo controlador de motor ao terceiro motor e para acoplar o terceiro controlador de motor ao terceiro motor. A próxima etapa, na operação 7123, inclui identificar que a requisição de potência não é mais válida. A próxima etapa, na operação 7124, inclui reatribuir o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema. A etapa final desta forma de realização, na operação 7125, inclui configurar a rede de comutação de potência para desacoplar o segundo controlador de motor do terceiro motor, e então reacoplar o segundo controlador de motor ao segundo motor deste modo atendendo plenamente a segunda demanda de carga de potência.

[0059] Voltando agora à FIG. 8, uma rotina ilustrativa 800 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de partida elétrica de motor de explosão principal vai agora ser descrita. A rotina 800 começa na operação 810, onde a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 820 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para partida do motor de explosão e essa operação é informada pela determinação de torque do controlador eletrônico do motor de explosão 811 (que ele comunica ao conversor modular em paralelo) e a operação da unidade de controle de gerador para abrir o disjuntor do gerador e aplicar excitação ao motor de arranque/gerador 812. Na operação 830 o conversor modular em paralelo seleciona o controle apropriado de algoritmo do motor com base na informação que ele disponível para isso. Na operação 840 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor do motor de arranque/gerador e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador eletrônico do motor de explosão que monitora a velocidade do motor 841. Na operação 850 se a velocidade de corte do motor de arranque não é atingida então a operação 840 começa novamente, porém, se a velocidade de corte do motor de arranque é atingida, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motorização do motor de arranque/gerador 860. Na operação 880 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas, e vai comunicar ao controlador eletrônico do motor de explosão e a unidade de controle do gerador que o modo não mais é definido para a partida elétrica principal de motor de explosão, então as operações 881 e 882 vão começar. Na operação 881 o controlador eletrônico do motor de explosão está ativado, enquanto na operação 882 a unidade de controle do gerador vai remover excitação transição de partida para um modo de geração.

[0060] Voltando agora à FIG. 9, uma rotina ilustrativa 900 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de partida elétrica de motor de explosão por unidade de potência auxiliar vai agora ser descrita. A rotina 900 começa na operação 910, onde a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 920 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para partida do motor de explosão e essa operação é informada pela determinação de torque do controlador de unidade de potência auxiliar 911 (que ele comunica ao conversor modular em paralelo), e operação da unidade de controle de gerador auxiliar para abrir o disjuntor de motor de arranque/gerador auxiliar e aplicar excitação ao motor de arranque/gerador 912. Na operação 930 o conversor modular em paralelo seleciona o controle apropriado do algoritmo do motor com base na informação que ele tem disponível para isso. Na operação 940 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor do motor de arranque/gerador e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador de unidade de potência auxiliar que monitora a velocidade do motor 941. Na operação 950 se a velocidade de corte do motor de arranque não é atingida então a operação 940 começa novamente, porém, se a velocidade de corte do motor de arranque é atingida, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motorização do motor de arranque/gerador 960. Na operação 980 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas e vai comunicar controlador de unidade de potência auxiliar e a unidade de controle do gerador auxiliar que o modo não é mais definido para a partida elétrica auxiliar do motor de explosão e então as operações 981 e 982 vão começar. Na operação 981 o motor de explosão auxiliar está em funcionamento, enquanto na operação 982 a unidade de controle do gerador auxiliar vai remover excitação e dar a partida na transição para modo de geração.

[0061] Voltando agora à FIG. 10, uma rotina ilustrativa 1000 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de partida elétrica de motor de explosão de unidade de potência auxiliar vai agora ser descrita. A rotina 1000 começa na operação 1010, onde a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 1020 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para partida de unidade de potência auxiliar e essa operação é informada pela determinação de torque do controlador de unidade de potência auxiliar 1011 (que ele comunica ao conversor modular em paralelo), e operação da unidade de controle de gerador auxiliar para abrir o disjuntor de motor de arranque/gerador auxiliar aplicar excitação ao motor de arranque/gerador 1013. Nota: antes da operação 1013 pela unidade de controle de gerador auxiliar, na operação 1012 a unidade de reforço de voltagem por bateria inicia a conversão de potência para fornecer potência de excitação para um gerador auxiliar do motor de arranque e alta voltagem para o conversor modular em paralelo. Na operação 1030 o conversor modular em paralelo seleciona o algoritmo apropriado de controle de motor com base na informação que ele tem disponível pata isso. Na operação 1040 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor do motor de arranque/gerador e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador de unidade de potência auxiliar que monitora a velocidade do motor 1041. Na operação 1050 se a velocidade de corte do motor de arranque não é atingida então a operação 1040 começa novamente, porém, se a velocidade de corte do motor de arranque é atingida, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixa o modo de motorização do motor de arranque/gerador 1060. Na operação 1080 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas e vai comunicar ao controlador de unidade de potência auxiliar e à unidade de controle de gerador auxiliar que o modo não é mais definido para a partida elétrica auxiliar por bateria do motor de explosão então as operações 1081 e 1083 vão começar. Na operação 1081 o motor de explosão auxiliar está em funcionamento, enquanto na operação 1083 a unidade de controle de gerador auxiliar vai remover a excitação e dar partida na transição para um modo de geração, enquanto na operação 1082 a unidade de reforço de voltagem de bateria vai interromper a conversão de potência para a excitação do gerador do motor de arranque auxiliar e o conversor modular em paralelo.

[0062] Voltando agora à FIG. 11, uma rotina ilustrativa 1100 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de taxiamento elétrico vai agora ser descrita. A rotina 1100 começa na operação 1110, onde a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 1120 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para o modo de taxiamento elétrico e essa operação é informada pela determinação de torque do controlador elétrico de taxiamento, velocidade e aceleração/desaceleração 1111 (que ele comunica ao conversor modular em paralelo), e operação do controlador de freios elétricos reportando o estado dos freios 1112. Na operação 1130 o conversor modular em paralelo seleciona o algoritmo apropriado do controle de motor com base na informação que ele tem disponível para isso. Na operação 1140 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor de taxiamento elétrico e velocidade, aceleração, e desaceleração, informação de realimentação é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador elétrico de taxiamento que monitora velocidade, taxas de aceleração e desaceleração do motor 1141. Na operação 1150 o conversor modular em paralelo monitora a unidade de controle de potência de barramento e o controlador elétrico de taxiamento e se um comando de parar não foi recebido então a operação 1140 começa novamente, porém, se um comando de parar foi recebido, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motor de taxiamento elétrico 1160. Na operação 1180 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas, e vai comunicar ao controlador elétrico de taxiamento que esse modo não é mais definido para o taxiamento elétrico e então a operação 1181 vai começar. Na operação 1181 o avião não está taxiando, e na operação 1182 o controlador de freios elétricos fornece o estado dos freios elétricos.

[0063] Voltando agora à FIG. 12, uma rotina ilustrativa 1200 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação do compressor de ar de cabine vai agora ser descrita. The rotina 1200 começa na operação 1201, onde há um modo de requisição de compressor de ar de cabine em uma unidade de controle do pacote de condicionamento de ar. Na operação 1210 a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 1220 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para o modo de compressor de ar de cabine e essa operação é informada pelo comando da velocidade da unidade de controle do pacote de condicionamento de ar (que ele comunica ao conversor modular em paralelo). Na operação 1230 o conversor modular em paralelo seleciona o algoritmo apropriado de controle de motor com base na informação que ele tem disponível para isso. Na operação 1240 o conversor modular em paralelo aplica potência ao compressor de ar de cabine motor e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e a unidade de controle do pacote de condicionamento de ar que monitora a velocidade do motor 1241. Na operação 1250 o conversor modular em paralelo monitora a unidade de controle de potência de barramento e o controlador da unidade de controle do pacote de condicionamento de ar, e se um comando de parar não foi recebido então a operação 1240 começa novamente, porém, se um comando de parar foi recebido, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motor de compressor de ar de cabine 1260. Na operação 1280 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas, e vai comunicar à unidade de controle do pacote de condicionamento de ar que o modo não é mais definido para o compressor de ar de cabine e então a operação 1281 vai começar. Na operação 1281 o compressor de ar de cabine não está funcionando.

[0064] Voltando agora à FIG. 13, uma rotina ilustrativa 1300 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de bomba hidráulica vai agora ser descrita. A rotina 1300 começa na operação 1301, onde há uma requisição de modo de bomba hidráulica em um controlador de bomba hidráulica. Na operação 1310 a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 1320 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para modo de bomba hidráulica e essa operação é informada pelo comando de velocidade do controlador de bomba hidráulica (que ele comunica ao conversor modular em paralelo). Na operação 1330 o conversor modular em paralelo seleciona o algoritmo apropriado de controle de motor com base na informação que ele tem disponível para isso. Na operação 1340 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor da bomba hidráulica e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador de bomba hidráulica que monitora a velocidade do motor 1341. Na operação 1350 o conversor modular em paralelo monitora a unidade de controle de potência de barramento e o controlador de bomba hidráulica, e se um comando de parar não foi recebido então a operação 1340 começa novamente, porém, se um comando de parar foi recebido, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motor de bomba hidráulica 1360. Na operação 1380 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas e vai comunicar ao controlador de bomba hidráulica que o modo não é mais definido para a bomba hidráulica e então a operação 1390 vais começar. Na operação 1390 a bomba hidráulica não está em funcionamento.

[0065] Voltando agora à FIG. 14, uma rotina ilustrativa 1400 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação do sistema de geração de nitrogênio vai agora ser descrita. A rotina 1400 começa na operação 1401, onde há uma requisição de modo de sistema de geração de nitrogênio em um controlador do sistema de geração de nitrogênio. Na operação 1410 a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 1420 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para o modo de sistema de geração de nitrogênio e essa operação é informada pelo comando de velocidade do controlador do sistema de geração de nitrogênio (que ele comunica ao conversor modular em paralelo). Na operação 1430 o conversor modular em paralelo seleciona o algoritmo apropriado de controle de motor com base na informação que ele tem disponível para isso. Na operação 1440 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor do sistema de geração de nitrogênio e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador do sistema de geração de nitrogênio que monitora a velocidade do motor 1441. Na operação 1450 o conversor modular em paralelo monitora a unidade de controle de potência de barramento e o controlador do sistema de geração de nitrogênio, e se um comando de parar não foi recebido então a operação 1440 começa novamente, porém, se um comando de parar foi recebido, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motor do sistema de geração de nitrogênio 1460. Na operação 1480 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas, e vai comunicar ao controlador do sistema de geração de nitrogênio que o modo não é mais definido para o sistema de geração de nitrogênio e então a operação 1481 vai começar. Na operação 1481 o compressor do sistema de geração de nitrogênio não está em funcionamento.

[0066] Voltando agora à FIG. 15, uma rotina ilustrativa 1500 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação do ventilador do sistema de controle ambiental vai agora ser descrita. A rotina 1500 começa na operação 1501, onde há uma requisição de modo de ventilador do sistema de controle ambiental em um controlador do ventilador do sistema de controle ambiental. Na operação 1510 a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 1520 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para modo de ventilador do sistema de controle ambiental e essa operação é informada pelo comando de velocidade do controlador do ventilador do sistema de controle ambiental (que ele comunica ao conversor modular em paralelo). Na operação 1530 o conversor modular em paralelo seleciona o algoritmo apropriado de controle de motor com base na informação que tem disponível para isso. Na operação 1540 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor do ventilador do sistema de controle ambiental e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador do ventilador do sistema de controle ambiental que monitora a velocidade do motor 1541. Na operação 1550 o conversor modular em paralelo monitora a unidade de controle de potência de barramento e o controlador do ventilador do sistema de controle ambiental, e se um comando de parar não foi recebido então a operação 1540 começa novamente, porém, se um comando de parar foi recebido, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motor de ventilador do sistema de controle ambiental 1560. Na operação 1580 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas, e vai comunicar ao controlador do ventilador do sistema de controle ambiental que o modo não é mais definido para o ventilador do sistema de controle ambiental e então a operação 1581 vai começar. Na operação 1581 o ventilador do sistema de controle ambiental não está em funcionamento.

[0067] Voltando agora à FIG. 16, uma rotina ilustrativa 1600 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação do sistema de refrigeração de carga vai agora ser descrita. A rotina 1600 começa na operação 1601, onde há uma requisição de modo de sistema de refrigeração de carga em um controlador do sistema de refrigeração de carga. Na operação 1610 a unidade de controle de potência de barramento vai determinar quanta potência está disponível para o conversor modular em paralelo. Na operação 1620 o conversor modular em paralelo configura a rede de comutação de potência para o modo de sistema de refrigeração de carga e essa operação é informada pelo comando de velocidade do controlador do sistema de refrigeração de carga (que ele comunica ao conversor modular em paralelo). Na operação 1630 o conversor modular em paralelo seleciona o algoritmo apropriado de controle de motor com base na informação que ele tem disponível para isso. Na operação 1640 o conversor modular em paralelo aplica potência ao motor do sistema de refrigeração de carga e informação de realimentação de velocidade é compartilhada entre o conversor modular em paralelo e o controlador do sistema de refrigeração de carga que monitora a velocidade do motor 1641. Na operação 1650 o conversor modular em paralelo monitora a unidade de controle de potência de barramento e o controlador do sistema de refrigeração de carga, e se um comando de parar não foi recebido então a operação 1640 começa novamente, porém, se um comando de parar foi recebido, então o conversor modular em paralelo vai iniciar uma parada suave e deixar o modo de motor do sistema de refrigeração de carga 1660. Na operação 1680 a unidade de controle de potência de barramento vai liberar o planejamento de potência para outros sistemas, e vai comunicar ao controlador do sistema de refrigeração de carga que o modo não é mais definido para o sistema de refrigeração de carga e então a operação 1681 vai começar. Na operação 1681 o compressor do sistema de refrigeração de carga não está em funcionamento.

[0068] Voltando agora à FIG. 17, uma rotina ilustrativa 1700 especificamente dirigida a uma nova lógica de operação de diminuição e reconfiguração de carga vai agora ser descrita como uma forma de realização preferida da presente invenção. A rotina 1700 começa na operação 1710, em que o conversor modular em paralelo recebe a saída da unidade de controle de potência de barramento (comunicando uma requisição de modo particular e a potência associada com esse modo) e a configuração do conversor modular em paralelo é estabelecida incluindo o número total de controladores de motor (ou módulos), a potência de cada um, e se algum falhou. Na próxima etapa, na operação 1720, uma determinação é feita quanto a quais modos estão correntemente em funcionamento e qual potência está sendo consumida como um resultado desses modos em atividade. Na etapa 1730, uma determinação é feita quanto à capacidade de potência corrente que adicionalmente está disponível para uso em outros modos. Na etapa 1740, um decisão é tomada, se a capacidade de potência corrente não é menor do que a potência necessária para o modo requisitado pela unidade de controle de potência de barramento, então o conversor modular em paralelo ativa o modo requisitado na capacidade requisitada, o sistema do conversor modular em paralelo reduz sua capacidade de potência restante para contribuir para o funcionamento deste novo modo 1741 e a unidade de controle de potência de barramento é informada a respeito disso na etapa 1742. Se a capacidade de potência corrente é menor do que a potência necessária para o modo requisitado, então uma determinação de prioridade do modo requisitado é feita em relação a outros modos em atividade 1750. Se a prioridade do modo requisitado é inferior ou igual a todos outros modos correntemente em atividade, então o conversor modular em paralelo ativa o modo requisitado apenas na capacidade correntemente disponível, o conversor modular em paralelo define a capacidade de potência restante em zero 1760 e a unidade de controle de potência de barramento é informada a respeito de que o modo requisitado é ativado com potência reduzida e que a capacidade de potência disponível do conversor modular em paralelo é zero.

[0069] Na etapa 1770, se a prioridade do modo requisitado é maior do que pelo menos um outro modo correntemente em atividade, e se é possível reduzir a potência fornecida a esse pelo menos um outro modo de prioridade mais baixa 1771, então a potência total para qualquer um destes modos com prioridade mais baixa vai ser reduzida de modo a estabelecer o balanceamento de potência necessário para atender a requisição de potência para o modo requisitado, e o conversor modular em paralelo vai ativar o modo requisitado e definir a capacidade de potência restante em zero 1772 enquanto informa a unidade de controle de potência de barramento 1773 que um modo de prioridade mais baixa está ativado a uma potência mais baixa do que requisitado e que a capacidade de potência total restante do conversor modular em paralelo potência é zero. Na etapa 1776, se uma redução incremental no fornecimento de potência para os modos de prioridade mais baixa não é possível, então uma determinação da redução máxima possível é calculada como um resultado de desligar completamente todos os modos de prioridade mais baixa, e o modo requisitado é provido com a potência anteriormente dirigida a esses modos de prioridade mais baixa.

[0070] Na etapa 1780, se a prioridade do modo requisitado é maior do que pelo menos dois outros modos correntemente em atividade um dos quais tem uma prioridade maior do que pelo menos um outro modo correntemente em atividade, e se é possível reduzir a potência fornecida a esse pelo menos um outro modo de prioridade mais baixa 1781, então a potência total para quaisquer destes modos de prioridades as mais baixas vai ser reduzida de modo a fornecer o balanço de potência necessário para atender a requisição de potência para o modo requisitado, e o conversor modular em paralelo vai ativar o modo requisitado e vai informar a unidade de controle de potência de barramento que cargas de prioridade mais baixa são ativadas a potência mais baixa e que a capacidade de potência restante do conversor modular em paralelo é zero 1782. Na etapa 1786, se uma redução potência no fornecimento de potência para os modos de prioridade a mais baixa não é possível, então uma determinação da redução máxima possível é calculada como um resultado de desligar completamente todos os modos prioridades as maia baixas e desligar parcialmente todos os modos com uma prioridade mais baixa do que o modo requisitado mas maior do que os modos de prioridade as mais baixas, e o modo requisitado é provido com a potência anteriormente dirigida a esses modos de prioridade mais baixa. Na etapa 1790, se a redução no fornecimento de potência descrita na etapa 1786 não é possível, então uma determinação da redução máxima possível é calculada como um resultado de desligar completamente todos os modos de prioridade mais baixa, e os modo requisitado é provido com a potência anteriormente dirigida a esses modos de prioridade mais baixa. Este processo pode ser repetido até que ele é ativado para todos os modos de prioridade mais baixa e/ou o modo requisitado recebe toda a potência que ele requisitou ou sua requisição não é mais válida. Um meio em que reduções incrementais podem não ser possíveis é que o modo requisitado não é operável com apenas a quantidade adicionada de potência fornecida pelas reduções incrementais.

[0071] A FIG. 18 mostra uma arquitetura de computador ilustrativa para um computador 1800, alojada dentro de uma aeronave 1801, capaz de executar os componentes de software descritos aqui para fornecer potência a um grupo de motores 108 da maneira apresentada acima. A arquitetura do computador mostrada na FIG. 18 ilustra um computador desktop, laptop ou servidor convencional e pode ser utilizada para executar quaisquer aspectos dos métodos apresentados aqui. Como descrito acima, o computador 1800 pode ser uma parte da rede de comutação de potência 202 ou pode ser comunicativamente ligada à rede de comutação de potência 202. Embora a forma de realização preferida seja alojada dentro de uma aeronave, formas de realização alternativas dentro do escopo da presente invenção podem ser implementadas em sistemas contidos dentro de uma aeronave a jato, uma aeronave propulsora, um helicóptero, uma hovercraft, um veículo terrestre, um veículo marítimo, ou qualquer outro sistema independentemente controlando uma série de controladores de motor e motores.

[0072] A arquitetura de computador mostrada na FIG. 18 inclui uma unidade de processamento central 1802 (CPU), uma memória do sistema 1808, incluindo uma memória de acesso aleatório 1814 (RAM) e uma memória de somente leitura (ROM) 1816, e um barramento do sistema 1804 que acopla a memória à CPU 1802. Um sistema de entrada/saída básico contendo as rotinas básicas que ajudam a transferir informação entre elementos dentro do computador 1800, tal como durante a partida, é armazenado na ROM 1816. O computador 1800 inclui adicionalmente um dispositivo em armazenamento massa 1810 para armazenar um sistema operacional 1818, programas aplicativos, e outros módulos de programa, que são descritos em maior detalhe aqui.

[0073] O dispositivo de armazenamento em massa 1810 é conectado à CPU 1802 através de um controlador de armazenamento em massa (não mostrado) conectado ao barramento 1804. O dispositivo de armazenamento em massa 1810 e seu meio legível por computador associado fornece armazenamento não volátil para o computador 1800. Embora a descrição do meio legível por computador contido aqui refere-se a um dispositivo de armazenamento em massa, tal como um disco rígido ou unidade de CD-ROM, deve ser apreciado por aqueles especializados na técnica que esse meio legível por computador pode ser qualquer meio de armazenamento legível por computador disponível que pode ser acessado pelo computador 1800.

[0074] A título de exemplo, e não de limitação, os meios de armazenamento em computador podem incluir meios voláteis e não voláteis, meios removíveis e não removíveis implementados em qualquer método ou tecnologia para armazenamento de informação tais como instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programa ou outros dados. Por exemplo, o meio de armazenamento em computador inclui, mas não é limitado a, RAM, ROM, EPROM, EEPROM, memória flash ou outra tecnologia de memória em estado sólido , CD-ROM, discos digitais versáteis (DVD), HD-DVD, BLU-RAY, ou outro armazenamento óptico, cassetes magnéticos, fita magnética, armazenamento em disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnéticos, ou qualquer outro meio que pode ser usado para armazenar a informação desejada e que pode ser acessado pelo computador 1800.

[0075] De acordo com várias formas de realização, o computador 1800 pode operar em um ambiente ligado em rede usando conexões lógicas a computadores remotos através de uma rede tal como a rede 1822. O computador 1800 pode se conectar à rede 1822 através de uma unidade de interface de rede 1806 conectada ao barramento 1804. Deve ser apreciado que a unidade de interface de rede 1806 pode também ser utilizada para se conectar a outros tipos de redes e sistemas de computador remotos. O computador 1800 pode também incluir um controlador de entrada/saída 1812 para receber e processar entrada a partir de uma série de ouros dispositivos, incluindo um teclado, mouse, ou estilete eletrônico (não mostrado na FIG. 18). Similarmente, um controlador de entrada/saída pode prever saída para uma tela exibidora, uma impressora, ou outro tipo de dispositivo de saída (também não mostrado na FIG. 18).

[0076] Como mencionado brevemente acima, uma série de módulos de programa e arquivos de dados pode ser armazenada no dispositivo de armazenamento em massa 1810 e RAM 1814 do computador 1800, incluindo um sistema operacional 1818 apropriado para controlar a operação de um computador desktop, laptop ou servidos ligado em rede. O dispositivo de armazenamento em massa 1810 e RAM 1814 podem também armazenar um ou mais módulos de programa. Em particular, o dispositivo de armazenamento em massa 1810 e a RAM 1814 podem armazenar o aplicativo de reconfiguração de controlador de motor 1820 que é operativo para realizar as operações descritas acima. O dispositivo de armazenamento em massa 1810 e a RAM 1814 podem também armazenar outros tipos de módulos de programa.

[0077] Além disso, a invenção compreende formas de realização de acordo com as seguintes cláusulas:

[0078] Cláusula 1. Um método para controle de potência em tempo real sobre uma pluralidade de controladores de motor por pelo menos um processador em um sistema de computador, o método compreendendo: determinar uma primeira demanda de carga de potência a partir de uma primeira pluralidade de motores ativos, em que a primeira pluralidade de motores ativos é um subconjunto de uma pluralidade de motores; selecionar uma primeira combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessário para prover suficiente potência para atender a primeira demanda de carga de potência com base, pelo menos em parte, em uma saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema com base pelo menos em parte na saída de potência máxima e na primeira demanda de carga de potência; configurar uma rede de comutação de potência de modo tal que a primeira pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à primeira combinação de controladores de motor de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; receber a partir de uma primeira unidade de controle uma requisição de potência para um primeiro motor, em que a requisição de potência é associada com um primeiro nível de prioridade; determinar uma primeira designação de prioridade para o primeiro nível de prioridade em relação ao primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema com base pelo menos em parte na primeira designação de prioridade e no primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema determinar uma segunda demanda de carga de potência a partir de uma segunda pluralidade de motores ativos, em que a segunda pluralidade de motores ativos compreende a primeira pluralidade de motores ativos e o primeiro motor; selecionar uma segunda combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessários para fornecer suficiente potência para atender a segunda demanda de carga de potência; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a segunda pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à segunda combinação de controladores de motor de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0079] Cláusula 2. O método de cláusula 1, compreendendo adicionalmente: receber um primeiro sinal a partir de uma segunda unidade de controle, em que o primeiro sinal é associado com a requisição de potência; e ajustar a primeira designação de prioridade com base no primeiro sinal e deste modo ajustar o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0080] Cláusula 3. O método de cláusula 2, compreendendo adicionalmente: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; e desconectar um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa.

[0081] Cláusula 4. O método de cláusula 2, compreendendo adicionalmente: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a segunda combinação de controladores de motor fornece uma quantidade de potência a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa que é reduzida abaixo de uma quantidade operacional ótima de potência para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0082] Cláusula 5. O método de cláusula 4, compreendendo adicionalmente:

[0083] Identificar que a requisição de potência não é mais válida; reatribuir o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a quantidade de potência fornecida a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa é aumentada de volta à quantidade operacional ótima de potência para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0084] Cláusula 6. O método de cláusula 2, compreendendo adicionalmente: determinar que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor foi reduzida a uma saída de potência máxima mais baixa; e desconectar um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa.

[0085] Cláusula 7. O método de cláusula 2, compreendendo adicionalmente: determinar que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor foi reduzida a uma saída de potência máxima mais baixa; econfigurar a rede de comutação de potência de modo tal que uma quantidade de potência fornecida a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa é reduzida abaixo de um nível operacional ótimo para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0086] Cláusula 8. O método de cláusula 1, em que dita primeira unidade de controle é uma unidade de controle de potência de barramento.

[0087] Cláusula 9. O método de cláusula 1, em que dita cada um de dita pluralidade de motores pode ser selecionado a partir do grupo compreendendo uma partida elétrica de motor de explosão principal, um motor de arranque, um gerador, um controlador eletrônico do motor de explosão, um controlador de unidade de potência auxiliar, um partida elétrica auxiliar do motor de explosão, um gerador auxiliar do motor de arranque, uma unidade de controle de partida elétrica auxiliar de bateria do motor de explosão, um motor elétrico de taxiamento , um compressor de ar de cabine, uma bomba hidráulica, um motor de geração de nitrogênio, um ventilador do sistema de controle ambiental, e um motor de refrigeração de carga.

[0088] Cláusula 10. O método de cláusula 2, em que dita segunda unidade de controle é selecionada a partir do grupo compreendendo uma unidade de controle de gerador, um controlador eletrônico do motor de explosão, um controlador de unidade de potência auxiliar, uma unidade de controle do gerador auxiliar, um controlador de unidade de reforço da voltagem da bateria, um controlador elétrico de taxiamento, um controlador elétrico de freio, uma unidade de controle do pacote de condicionamento de ar, um controlador de bomba hidráulica, um controlador do sistema de geração de nitrogênio, um ventilador do sistema de controle ambiental controlador, e um controlador do sistema de refrigeração de carga.

[0089] Cláusula 11. Um sistema de controle de motor, compreendendo:uma pluralidade de motores; uma pluralidade de controladores de motor configurados para conexão elétrica em paralelo; uma rede de comutação de potência conectando eletricamente a pluralidade de motores à pluralidade de controladores de motor; e um conversor modular em paralelo para controlar dinamicamente a rede de comutação de potência, compreendendo um computador com pelo menos um processador e um meio de armazenamento não transitório tendo instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo que, quando executadas no computador, fazem o computador: determinar uma primeira demanda de carga de potência a partir de uma primeira pluralidade de motores ativos, em que a primeira pluralidade de motores ativos é um subconjunto da pluralidade de motores; selecionar uma primeira combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessária para fornecer suficiente potência para atender a primeira demanda de carga de potência com base, pelo menos em parte, em uma saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema com base pelo menos em parte na saída de potência máxima e na primeira demanda de carga de potência; configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a primeira pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à primeira combinação de controladores de motor de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; receber a partir de uma primeira unidade de controle uma requisição de potência para um primeiro motor, em que a requisição de potência é associada com um primeiro nível de prioridade; determinar uma primeira designação de prioridade para o primeiro nível de prioridade em relação ao primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema com base pelo menos em parte na primeira designação de prioridade e no primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; determinar uma segunda demanda de carga de potência a partir de uma segunda pluralidade de motores ativos, em que a segunda pluralidade de motores ativos compreende a primeira pluralidade de motores ativos e o primeiro motor; selecionar t uma segunda combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor necessária para fornecer suficiente potência para atender a segunda demanda de carga de potência; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a segunda pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à segunda combinação de controladores de motor de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0090] Cláusula 12. O sistema de cláusula 11, em que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: receber um primeiro sinal a partir de uma segunda unidade de controle, em que o primeiro sinal é associado com a requisição de potência; e ajustar a primeira designação de prioridade com base no primeiro sinal e deste modo ajustar o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0091] Cláusula 13. O sistema de cláusula 12, em que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; e desconectar um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa.

[0092] Cláusula 14. O sistema de cláusula 12, em que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a segunda combinação de controladores de motor fornece uma quantidade de potência a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa que é reduzida abaixo de uma quantidade operacional ótima de potência para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0093] Cláusula 15. O sistema de cláusula 14, em que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: identificar que a requisição de potência não é mais válida; reatribuir o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a quantidade de potência fornecida a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa é aumentada de volta à quantidade operacional ótima de potência para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0094] Cláusula 16. O sistema de cláusula 12, em que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: determinar que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor foi reduzida a uma saída de potência máxima mais baixa; e desconectar um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa.

[0095] Cláusula 17. O sistema de cláusula 12, em que dita instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: determinar que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor foi reduzida a uma saída de potência máxima maia baixa; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que uma quantidade de potência fornecida a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa é reduzida abaixo de um nível operacional ótimo para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

[0096] Cláusula 18. O sistema de cláusula 11, em que dita cada um de dita pluralidade de motores pode ser selecionado a partir do grupo compreendendo uma partida elétrica de motor de explosão principal, um motor de arranque, um gerador, um controlador eletrônico do motor de explosão, um controlador de unidade de potência auxiliar, um partida elétrica auxiliar do motor de explosão, um gerador auxiliar do motor de arranque, uma unidade de controle de partida elétrica auxiliar do motor de explosão por bateria, um motor elétrico de taxiamento, um compressor de ar de cabine, uma bomba hidráulica, um motor de geração de nitrogênio, um ventilador do sistema de controle ambiental, e um motor de refrigeração de carga.

[0097] Cláusula 19, O sistema de cláusula 12, em que dita segunda unidade de controle é selecionada a partir do grupo compreendendo uma unidade de controle de gerador, um controlador eletrônico do motor de explosão, um controlador de unidade de potência auxiliar, uma unidade de controle de gerador auxiliar, um controlador de unidade de reforço da voltagem da bateria, um controlador elétrico de taxiamento, um controlador elétrico de freio, uma unidade de controle do pacote de condicionamento de ar, um controlador de bomba hidráulica, um controlador do sistema de geração de nitrogênio, um controlador do ventilador do sistema de controle ambiental, e um sistema de refrigeração de carga.

[0098] Cláusula 20. Uma aeronave tendo um sistema de controle de motor, o sistema de controle de motor compreendendo: uma pluralidade de motores; uma pluralidade de controladores de motor configurados para conexão elétrica em paralelo; uma rede de comutação de potência conectando eletricamente a pluralidade de motores à pluralidade de controladores de motor; e um conversor modular em paralelo para controlar dinamicamente a rede de comutação de potência, compreendendo um computador com pelo menos um processador e um meio de armazenamento não transitório tendo instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo que, quando executadas no computador, fazem o computador: receber uma comunicação incluindo um modo requisitado e uma quantidade de potência de modo requisitado; calcular uma capacidade de potência máxima com base, pelo menos em parte, em um número total de controladores de motor e uma quantidade de potência associada com cada controlador de motor; calcular um uso de potência corrente com base pelo menos em parte em quais modos estão correntemente ativados e qual potência está sendo consumida como um resultado desses modos em atividade; determinar uma capacidade de potência corrente que é correntemente disponível para uso tomando a diferença entre a capacidade de potência máxima e o uso de potência corrente; ativar o modo requisitado e reduzir a capacidade de potência corrente para contribuir para a ativação do modo requisitado, apenas se a capacidade de potência corrente não é menor do que a quantidade de potência de modo requisitado, mas se a capacidade de potência corrente é menor do que a quantidade de potência de modo requisitado, então determinar uma designação de prioridade de modo requisitado em relação a todos outros modos em atividade; ativar o requisitado em apenas a capacidade de potência corrente e então reduzir a capacidade de potência corrente para contribuir para a ativação do modo requisitado, apenas se a prioridade do modo requisitado é inferior ou igual à prioridade de todos outros modos em atividade, mas se a prioridade do modo requisitado não é inferior ou igual à prioridade de todos outros modos correntemente em atividade, então determinar se existe quaisquer modos de prioridade mais baixa tendo uma designação de prioridade apenas mais baixa do que a designação de prioridade de modo requisitado, e se existem quaisquer modos de prioridade mais baixa, então; determinar se os apenas modos de prioridade mais baixa que existem são primeiros modos de prioridade mínima tendo uma designação de prioridade apenas um único nível mais baixo do que a designação de prioridade de modo requisitado, e se existe quaisquer primeiros modos de prioridade mínima, então; determinar uma potência total dos primeiros modos de prioridade mínima que é correntemente usada por esses primeiros modos de prioridade mínima, então reduzir parcialmente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, dirigir essa potência parcialmente reduzida para o modo requisitado, e definir a capacidade de potência corrente em zero, apenas se é possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, se não é possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, então; reduzir completamente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, dirigir essa potência completamente reduzida para o modo requisitado, e definir a capacidade de potência corrente em zero; determinar se existem segundos modos de prioridade mínima tendo uma designação de prioridade entre o nível de designação dos primeiros modos de prioridade mínima e o nível de designação de prioridade de modo requisitado, e se existem quaisquer segundos modos de prioridade mínima, então reduzir parcialmente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, dirigir essa potência parcialmente reduzida para o modo requisitado, apenas se é possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, se não é possível fazer uma redução parcial da potência total dos primeiros modos de prioridade mínima, então reduzir completamente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima; determinar uma potência total dos segundos modos de prioridade mínima que é correntemente usada por esses segundos modos de prioridade mínima; reduzir parcialmente a potência total dos segundos modos de prioridade mínima, dirigir essa potência parcialmente reduzida para o modo requisitado, apenas se é possível fazer uma redução parcial da potência total dos segundos modos de prioridade mínima, se não é possível fazer uma redução parcial da potência total dos segundos modos de prioridade mínima, então; reduzir completamente a potência total dos primeiros modos de prioridade mínima e a potência total dos segundos modos de prioridade mínima, dirigir essa potência completamente reduzida combinada para o modo requisitado, e definir a capacidade de potência corrente em zero.

[0099] Com base no acima exposto, deve ser apreciado que tecnologias para reconfigurar uma rede de comutação de potência 202 para redirigir potência a partir de qualquer número de controladores de motor em paralelo 204 para um ou mais motores 108 à medida que as presentes requisitos de carga de potência 304 dos motores 108 mudam são previstas aqui. Utilizando as formas de realização descritas aqui, a série de controladores de motor em paralelo 204 que servem um grupo de motores 108 dentro de uma aeronave, veículo, ou outra plataforma pode aumentar ou permanecer a mesma do que com sistemas convencionais. Porém, como a reconfiguração dinâmica das conexões elétricas dentro da rede de comutação de potência 202 conectando os controladores de motor em paralelo 204 aos motores 108 como descrito aqui permite que a capacidade de saída de potência dos controladores de motor em paralelo 204 seja reduzida, o peso global de um sistema de controlador de motor pode ser reduzido.

[00100] A partir do acima exposto, vai ser apreciado que formas de realização específicas da invenção foram descritas aqui para fins de ilustração sobre uma aeronave, mas que várias modificações podem ser feitas sem desviar da invenção. Por exemplo, os controladores de motor podem ter mais ou menos do o número de modos fixos descritos em certas formas de realização acima. Os modos podem correspondes a diferentes regimes de voo do que aqueles discutidos acima. Certas formas de realização foram descritas no contexto de sistemas particulares (e.g., bomba hidráulica motores, sistemas ECS, e sistemas de geração de nitrogênio), mas podem ser aplicadas a outros sistemas e/ou combinações de sistemas em outras formas de realização. Aspectos da invenção descritos no contexto de formas de realização particulares podem ser combinados ou eliminados em outras formas de realização. Por exemplo, aspectos das funções de reserva do controlador de motor podem ser previstos em combinação com controladores de motor operando com um número fixo de modos predeterminados. Além disso, embora vantagens associadas com certas formas de realização da invenção tenham sido descritas no contexto dessas formas de realização, outras formas de realização podem também apresentar estas vantagens, e nem todas as formas de realização precisam necessariamente apresentar tais vantagens de cair dentro do escopo da invenção. Consequentemente, a invenção não é limitada exceto pelas reivindicações anexas

Claims

1. Método para controle de potência em tempo real sobre uma pluralidade de controladores de motor (204) por pelo menos um processador em um sistema de computador, método caracterizado pelo fato de que compreende: determinar uma primeira demanda de carga de potência a partir de uma primeira pluralidade de motores ativos, em que a primeira pluralidade de motores ativos é um subconjunto de uma pluralidade de motores; selecionar uma primeira combinação de controladores de motor dentre a pluralidade de controladores de motor (204) necessária para fornecer suficiente potência para atender a primeira demanda de carga de potência com base, pelo menos em parte, em uma saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204); atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema, com base pelo menos em parte, na saída de potência máxima e na primeira demanda de carga de potência; configurar uma rede de comutação de potência (202) de modo tal que a primeira pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à primeira combinação de controladores de motor de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; receber a partir de uma primeira unidade de controle uma requisição de potência para um primeiro motor, em que a requisição de potência é associada com um primeiro nível de prioridade; determinar uma primeira designação de prioridade para o primeiro nível de prioridade em relação ao primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema com base, pelo menos em parte, na primeira designação de prioridade e no primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; determinar uma segunda demanda de carga de potência a partir de uma segunda pluralidade de motores ativos, em que a segunda pluralidade de motores ativos compreende a primeira pluralidade de motores ativos e o primeiro motor; selecionar uma segunda combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor (204) necessária para fornecer suficiente potência para atender a segunda demanda de carga de potência; e configurar a rede de comutação de potência (202) de modo tal que a segunda pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à segunda combinação de controladores de motor de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: receber um primeiro sinal a partir de uma segunda unidade de controle, em que o primeiro sinal é associado com a requisição de potência; e ajustar a primeira designação de prioridade com base no primeiro sinal e deste modo ajustar o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204); e desconectar um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa.

4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204); e configurar a rede de comutação de potência (202) de modo tal que a segunda combinação de controladores de motor fornece uma quantidade de potência a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa que é reduzida abaixo de uma quantidade de potência operacional ótima para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: identificar que a requisição de potência não é mais válida; reatribuir o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; e configurar a rede de comutação de potência (202) de modo tal que a quantidade de potência fornecida a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa é aumentada de volta para a quantidade de potência operacional ótima para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema.

6. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204) foi reduzida a uma saída de potência máxima mais baixa; e desconectar um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa.

7. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204) foi reduzida a uma saída de potência máxima mais baixa; e configurar a rede de comutação de potência (202) de modo tal que uma quantidade de potência fornecida a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa é reduzida abaixo de um nível operacional ótimo para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita primeira unidade de controle é uma unidade de controle de potência de barramento (1773).

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito cada um de dita pluralidade de motores pode ser selecionado do grupo compreendendo uma partida elétrica de motor de explosão principal, um motor de arranque (812, 860, 912, 960, 1013, 1060), um gerador (108A), um controlador eletrônico do motor de explosão (811), um controlador de unidade de potência auxiliar (911, 1011), uma partida elétrica auxiliar do motor de explosão, um gerador auxiliar do motor de arranque, uma unidade de controle de partida elétrica auxiliar por bateria do motor de explosão, um motor elétrico de taxiamento, um compressor de ar da cabina, uma bomba hidráulica (1360), um motor de geração de nitrogênio, um ventilador do sistema de controle ambiental (1560) e um motor de refrigeração de carga.

10. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que dita segunda unidade de controle é selecionada a partir do grupo compreendendo uma unidade de controle de gerador, um controlador eletrônico do motor de explosão (811), um controlador de unidade de potência auxiliar (911), uma unidade de controle de gerador auxiliar, um controlador de unidade de reforço da voltagem da bateria, um controlador elétrico de taxiamento, um controlador elétrico de freio, um unidade de controle do pacote de condicionamento de ar, um controlador de bomba hidráulica, um controlador do sistema de geração de nitrogênio, um controlador do ventilador do sistema de controle ambiental, e um controlador do sistema de refrigeração de carga.

11. Sistema de controle de motor que compreende: uma pluralidade de motores; uma pluralidade de controladores de motor (204) configurados para conexão elétrica em paralelo; caracterizado pelo fato de que: uma rede de comutação de potência (202) conectando eletricamente a pluralidade de motores à pluralidade de controladores de motor (204); e um conversor modular em paralelo para controlar dinamicamente a rede de comutação de potência (202) compreendendo um computador com pelo menos um processador e um meio de armazenamento não transitório tendo instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo que, quando executadas no computador, fazer o computador: determinar uma primeira demanda de carga de potência a partir de uma primeira pluralidade de motores ativos, em que a primeira pluralidade de motores ativos é um subconjunto da pluralidade de motores; selecionar uma primeira combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor (204) necessária para fornecer suficiente potência para atender a primeira demanda de carga de potência com base, pelo menos em parte, em uma saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204); atribuir um primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema com base em, pelo menos em parte, na saída de potência máxima e na primeira demanda de carga de potência; configurar a rede de comutação de potência (202) de modo tal que a primeira pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à primeira combinação de controladores de motor de acordo com o primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; receber a partir de uma primeira unidade de controle, uma requisição de potência para um primeiro motor, em que a requisição de potência é associada com um primeiro nível de prioridade; determinar uma primeira designação de prioridade para o primeiro nível de prioridade em relação ao primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; atribuir um segundo conjunto de prioridades amplas do sistema com base pelo menos em parte, na primeira designação de prioridade e no primeiro conjunto de prioridades amplas do sistema; determinar uma segunda demanda de carga de potência a partir de uma segunda pluralidade de motores ativos, em que a segunda pluralidade de motores ativos compreende a primeira pluralidade de motores ativos e o primeiro motor; selecionar uma segunda combinação de controladores de motor da pluralidade de controladores de motor (204) necessários para fornecer suficiente potência para atender a segunda demanda de carga de potência; e configurar a rede de comutação de potência de modo tal que a segunda pluralidade de motores ativos é eletricamente conectada à segunda combinação de controladores de motor de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: receber um primeiro sinal a partir de uma segunda unidade de controle, em que o primeiro sinal é associado com a requisição de potência; e ajustar a primeira designação de prioridade com base no primeiro sinal e deste modo ajustar o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204); e desconectar um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ditas instruções executáveis por computador armazenadas no mesmo adicionalmente fazem o computador: determinar que a segunda demanda de carga de potência é maior do que a saída de potência máxima da pluralidade de controladores de motor (204); e configurar a rede de comutação de potência (202) de modo tal que a segunda combinação de controladores de motor fornece uma quantidade de potência a um subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa que é reduzida abaixo de uma quantidade de potência operacional ótima para o subconjunto de motores ativos de prioridade mais baixa de acordo com o segundo conjunto de prioridades amplas do sistema.