CN105048886B - 用于并联电动机控制器架构的控制和操作的系统与方法 - Google Patents

用于并联电动机控制器架构的控制和操作的系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于并联电动机控制器架构的控制和操作的系统与方法。用于通过计算机系统上的至少一个处理器对多个电动机控制器实时功率控制的方法可包括：确定来自第一组电动机的功率负荷需求，选择电动机控制器的组合以匹配功率负荷需求，分配第一组全系统的优先次序，配置功率切换网络以将第一组电动机连接至电动机控制器，从控制单元接收电动机的功率请求，确定该电动机的优先级指定，分配第二组全系统的优先次序，确定来自第二组电动机的第二功率负荷需求，其中，第二多个有源电动机包括第一多个有源电动机和第一电动机，选择为匹配第二功率负荷需求所必需的第二电动机控制器的组合，以及根据第二组全系统优先次序配置功率切换网络。

Description

用于并联电动机控制器架构的控制和操作的系统与方法
技术领域
本发明涉及功率转换系统、电动机控制和分配系统。
背景技术
电动机被用于大量的各种应用中。在许多应用中，电动机连接至执行特定功能以管理电动机的运转的电动机控制器。例如，飞机中的电动机用于驱动控制面、环境系统、和其他许多系统。通常，这些电动机各自从电动机和电源之间成直线连接(connected in-line)的专用电动机控制器接收功率。电动机控制器可包括：调节(condition)从供电动机使用的电源接收的电信号的整流器、逆变器和滤波器的任意组合。
在飞机和其他车辆平台中，通常，在车辆内针对每个电动机安装一个专用电动机控制器。每个电动机控制器根据由电动机控制器所服务的电动机的峰值功率负荷的需求来定尺寸。例如，100千瓦(kW)的电动机将需要100kW的电动机控制器，该电动机控制器是能够调节并将100kW提供至电动机的电动机控制器。
电动机控制器可能是相对重的设备。电动机控制器的诸如输入和输出滤波器等的各种部件显著地增加每个控制器的总重量。因为电动机控制器的重量与控制器的额定功率基本上成比例，所以电动机控制器的额定功率越高，电动机控制器越重。
本发明涉及这些考虑以及本文提出的本公开内容所给出的其他方面。
发明内容
在一个实施方式中，一种用于通过计算机系统上的至少一个处理器对多个电动机控制器实时功率控制的方法可包括：确定来自第一多个有源电动机的第一功率负荷需求，其中第一多个有源电动机是多个电动机的子组；至少部分基于多个电动机控制器的最大功率输出，选择出为提供满足第一功率负荷需求的足够功率而所必需的多个电动机控制器中的第一电动机控制器的组合；至少部分基于最大功率输出和第一功率负荷需求分配第一组全系统的优先次序；根据第一组全系统的优先次序配置功率切换网络，使得第一多个有源电动机电连接至所述第一电动机控制器的组合；从第一控制单元接收用于第一电动机的功率请求，其中，功率请求与第一优先级相关联；相对于第一组全系统的优先次序为第一优先级确定第一优先次序指定；至少部分基于第一优先次序指定和第一组全系统的优先次序来分配第二组全系统的优先次序；确定来自第二多个有源电动机的第二功率负荷需求，其中第二多个有源电动机包括第一多个有源电动机和第一电动机；选择出为提供满足第二功率负荷需求的足够功率所必需的所述多个电动机控制器中的第二电动机控制器的组合；以及根据所述第二组全系统的优先次序配置所述功率切换网络，使得所述第二多个有源电动机电连接至所述第二电动机控制器的组合。在另一个实施方式中，电动机控制系统可以包括多个电动机；多个电动机控制器，被配置用于并联电连接；功率切换网络，将多个电动机电连接至多个电动机控制器；以及并联模块化转换器，用于动态控制功率切换网络，并联模块化转换器包括具有至少一个处理器和非暂时性存储介质的计算机，非暂时性存储介质具有在其上存储的计算机可执行指令，计算机可执行指令在所述计算机上执行时使计算机：确定来自第一多个有源电动机的第一功率负荷需求，其中第一多个有源电动机是多个电动机的子组；至少部分基于所述多个电动机控制器的最大功率输出，选择出为了提供满足第一功率负荷需求的足够功率所必需的多个电动机控制器中的第一电动机控制器的组合；至少部分基于最大功率输出和第一功率负荷需求分配第一组全系统的优先次序；根据第一组全系统的优先次序配置功率切换网络，使得第一多个有源电动机电连接至所述第一电动机控制器的组合；从第一控制单元接收用于第一电动机的功率请求，其中，功率请求与第一优先级相关联；相对于所述第一组全系统的优先次序为第一优先级确定第一优先次序指定；至少部分基于第一优先次序指定和第一组全系统的优先次序来分配第二组全系统的优先次序；确定来自第二多个有源电动机的第二功率负荷需求，其中第二多个有源电动机包括第一多个有源电动机和所述第一电动机；选择出为提供满足第二功率负荷需求的足够功率所必需的多个电动机控制器中的第二电动机控制器的组合；以及根据第二组全系统的优先次序配置功率切换网络，使得第二多个有源电动机电连接至所述第二电动机控制器的组合。
在又一个实施方式中，一种具有电动机控制系统的飞机，可以包括多个电动机；多个电动机控制器，被配置用于并联电连接；功率切换网络，将多个电动机电连接至多个电动机控制器；以及并联模块化转换器，用于动态控制功率切换网络，并联模块化转换器包括具有至少一个处理器和非暂时性存储介质的计算机，非暂时性存储介质具有在其上存储的计算机可执行指令，计算机可执行指令在计算机上执行时使计算机：接收包括请求模式和请求模式功率量的通信；至少部分基于电动机控制器的总数量和关联于每个电动机控制器的功率量计算最大功率容量；至少部分基于当前运行什么模式和作为那些运行模式的结果消耗了多少功率来计算当前功率使用；通过取最大功率容量和当前功率使用之间的差确定当前可加以使用的当前功率容量；仅如果当前功率容量不小于请求模式功率量，则运行请求模式并且将当前功率容量减少请求模式运行时所占用的量，但如果当前功率容量小于请求模式功率量，则：相对于所有其他运行模式确定请求模式优先次序指定；仅如果请求模式的优先次序小于或等于所有其他运行模式的优先次序，则仅以当前功率容量运行请求模式并且将当前功率容量减少请求模式运行时所占用的量，但如果请求模式的优先次序不小于或不等于所有其他当前运行模式的优先次序，则：确定是否存在具有的优先次序指定仅低于请求模式优先次序指定的任何较低优先次序模式，并且如果确定存在任何较低优先次序模式，则；确定存在的唯一较低优先次序模式是否是具有的优先次序指定仅单个级别低于请求模式优先次序指定的第一至少优先次序模式，并且如果确定存在任何第一至少优先次序模式，则；确定当前由那些第一至少优先次序模式使用的第一至少优先次序模式的总功率，然后；仅如果能够进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则部分地降低第一至少优先次序模式总功率，将那个部分降低的功率引导至请求模式，并且将当前功率容量设置为零，如果不能进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则；完全降低第一至少优先次序模式总功率，将那个完全降低的功率引导至请求模式，并且将当前功率容量设置为零；确定是否存在具有介于第一至少优先次序模式指定级别和请求模式优先次序指定级别之间的优先次序指定的第二至少优先次序模式，并且如果存在任何第二至少优先次序模式，则仅如果能够进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则部分地降低第一至少优先次序模式总功率，将那个部分降低的功率引导至请求模式，如果不能进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则完全降低第一至少优先次序模式总功率；确定当前由那些第二至少优先次序模式使用的第二至少优先次序模式所有功率；仅如果能够进行第二至少优先次序模式总功率的部分降低，则部分地降低第二至少优先次序模式总功率，将那个部分降低的功率引导至请求模式，如果不能进行第二至少优先次序模式总功率的部分降低，然后；完全降低第一至少优先次序模式总功率和第二至少优先次序模式总功率，将那个组合的完全降低的功率引导至请求模式，并且将当前功率容量设置为零。。
已经论述的特征、功能和优点可以在本发明的各种实施方式中独立地实现，或可以结合在另外的实施方式中，参考以下描述、附图和所附权利要求能够理解本发明的更多细节。
附图说明
图1是示出了现有技术中的常规电动机控制器架构的框图；
图2是示出了根据本文中介绍的各种实施方式的并联电动机控制器架构的框图；
图3是示出了根据本文中介绍的各种实施方式的机舱空气压缩机与液压电动机泵在飞机飞行的不同阶段中的功率负荷要求的曲线图的功率负荷图；
图4A至图4E是示出了根据本文中介绍的各种实施方式的电动机控制器切换架构的实施例的框图；
图5A至图5C是示出了根据本文中介绍的各种实施方式的利用输出滤波器在电动机控制器系统内的可替换位置的实施例的框图；
图6是示出了用于控制一组电动机的现有技术方法的流程图；
图7是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图；
图8是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的主发动机电起的动操作逻辑；
图9是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的辅助动力装置的发动机电起动的操作逻辑；
图10是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的电池作为电源的辅助动力装置的发动机电起动的操作逻辑；
图11是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的电动滑行的操作逻辑；
图12是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的机舱空气压缩机的操作逻辑；
图13是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的液压泵的操作逻辑；
图14是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的氮生成系统的操作逻辑；
图15是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的环境控制系统的风扇操作逻辑；
图16是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的货物制冷系统的操作逻辑；
图17是示出了详细阐述用于控制一组电动机的现有技术方法的控制和操作的优选实施方式的流程图，具体涉及一种新颖的负载卸除和重新配置的操作逻辑；以及
图18是示出了能够实施本文中介绍的实施方式的各方面的计算系统的说明性计算机硬件和软件架构的计算机架构图。
具体实施方式
通常，电动机包括用于配置功率并且将功率提供至电动机的电动机控制器。在包括一组电动机的系统中，通常存在相同数量的电动机和电动机控制器。通常，电动机控制器额定提供等价于或大于对应电动机的峰值负荷的峰值功率负荷。
利用本文中描述的概念和技术，电动机的系统包括并联连接至功率切换网络的大量的电动机控制器。通过利用如下所述的这种架构，可以降低电动机系统的总重量的方式降低电动机控制器的数量和/或每个电动机控制器的额定功率、或功率输出能力。通篇的本公开内容，关于在飞机内使用的电动机和电动机控制器来描述实施方式。因为降低飞机重量是普遍的目标，所以飞机环境为本文中描述的实施方式提供了有用示例。然而，应当理解，本文中介绍的概念同等地适用于任何平台内的电动机系统，该平台包括船只、车辆、或考虑降低尺寸和/或重量的任何其他平台。
在以下详细说明中，参考作为本公开的一部分的附图并且通过诸如图示、具体实施方式或者示例的方式来示出。现在参考附图，其中贯穿几幅图，相同标号代表相同元件，将描述并联电动机控制器架构。图1示出了用于将功率提供至电动机108的电动机控制器的常规架构100。根据常规架构100，电源102将功率提供至总线104，该总线将功率引导至任意数量的常规电动机控制器106。
应当理解，为了清楚起见，仅示出了两个常规电动机控制器106A和106B和对应的电动机108A和108B。每个常规电动机控制器106调节所接收的功率信号以由单个连接的电动机108使用。在示出的示例中，常规电动机控制器106A将功率提供至电动机108A，而常规电动机控制器106B将功率提供至电动机108B。
为了说明性目的，可以在飞机内实施常规架构100。根据这个实施方式，电源102将交流(AC)或直流(DC)信号提供至常规电动机控制器106。示例常规电动机控制器106A和106B包括，但不限于，机舱空气压缩机的电动机控制器、液压电动机泵的电动机控制器、发电机发动机起动的电动机控制器、氮气生成系统压缩机的电动机控制器、风扇的电动机控制器、以及飞行控制致动器的电动机控制器。应当理解，在不偏离本公开内容的范围的情况下，可在任何类型的车辆或其他平台中利用任何类型的电动机控制器106和电动机108。
现在看图2，将描述根据各种实施方式的并联电动机控制器架构200。类似于在图1中示出的示例常规架构100，并联电动机控制器架构200包括电源102、总线104、以及电动机108。然而，在并联电动机控制器架构200中，存在并联连接至功率切换网络202的多个并联电动机控制器204。功率切换网络202将功率从并联电动机控制器204提供至电动机108。功率切换网络202包括经由一系列电开关将并联电动机控制器204电连接至电动机108的电路，该电开关允许任意数量的并联电动机控制器204连接至任何特定的电动机108。功率切换网络202可以包括计算设备或连接至计算设备，该计算设备控制电开关根据需要耦接并联电动机控制器204，以当他们在任意给定时刻随时变化时，根据电动机108的当前功率负荷要求将足够的功率提供至电动机108。以下将更详细地描述功率切换网络202的操作。
在图2中示出的示例中，三个并联电动机控制器204各自具有比图1中示出的常规电动机控制器106低的功率输出能力。例如，并联电动机控制器204A、204B、和204C各自能够提供50kW功率，使得电动机控制器204的组合功率输出能力是150kW。相反，图1的常规架构100利用两个常规电动机控制器106A和106B，在组合功率输出能力为200kW时各自具有100kW的功率输出能力。因为电动机控制器的重量通常与功率输出能力成比例，所以，即使与常规架构100中利用的两个常规并联电动机控制器106对照，在并联电动机控制器架构200中利用三个并联电动机控制器204，但是在图2中示出的并联电动机控制器架构200可能比在图1中示出的常规架构100重量轻。本文中描述的概念和技术利用了车辆和其他实施例中的电动机108的运转特性，其中电动机108的峰值功率负荷或最大功率要求不同时存在。在对电动机具有互补的功率负荷的这些实施方式中，能够利用多个更小的并联电动机控制器204而不是专用的、较大的常规电动机控制器106，并且多个更小的并联电动机控制器204如本文所述被重新配置以根据电动机108的功率需求来在电动机108之间转变功率输送。
应当理解，为了清楚起见简化在图2中示出的示例。虽然示出的仅是连接到两个电动机108A和108B的三个并联电动机控制器204A、204B、和204C，但是根据各种实施方式可以利用任何数量的并联电动机控制器204以将功率提供至任意数量的电动机108。类似地，为了清楚的目的，功率切换网络202被示出为包括单个、简单的电开关。然而，在功率切换网络202内可以利用任何数量和类型的切换机构以将并联电动机控制器204的功率输出进行组合，从而输送至电动机108。
现在转向图3，将描述说明性功率负荷图302。功率负荷图302示出了本文中描述的实施方式在飞行的不同阶段期间在飞机上如何利用两个不同电动机的互补的功率负荷要求304，以利用并联电动机控制器204将功率提供至电动机108。在这个示例中，上图示出了在八个飞行阶段306期间机舱空气压缩机的功率负荷要求304，该八个飞行阶段306包括地面操作、发动机起动、滑行、起飞、爬升、巡航、降落、以及着陆。竖直轴表示机舱空气压缩机的目前功率负荷要求304。
下图示出了在相同的八个飞行阶段306期间液压电动机泵的功率负荷要求304。沿着从左至右经过不同飞行阶段306的两个图能够看出，作为一起用于将功率提供至两个电动机108每一个的所有并联电动机控制器204的功率输出能力的可用功率保持150kW。能够利用在图2中示出的其中三个并联电动机控制器204中的每一个的额定功率为50kW的并联电动机控制器架构200提供这个可用功率。在各个飞行阶段306期间根据两个电动机108的目前操作需求，将三个并联电动机控制器204组合的150kW在机舱空气压缩机和液压电动机泵之间动态地重新分配。
作为实施例，能够看出，在地面操作期间，100kW的功率提供至机舱空气压缩机，并且50kW的功率提供至液压电动机泵。为此，两个并联电动机控制器204连接到机舱空气压缩机，并且一个电动机控制器204连接至液压电动机泵。在发动机起动期间，电动机控制器204可以连接到发电机，使得整个150kW的可用功率引导至用于发动机起动的发电机。以下将关于图4B进一步描述这个架构。
在滑行和起飞期间，电动机108的操作需求导致功率切换网络202的重新配置，使得输出至机舱空气压缩机的功率降低至50kW，而从两个并联电动机控制器204输出的功率重新引导至液压电动机泵。在爬升、巡航、和降落期间，100kW的功率引导至机舱空气压缩机，并且50kW的功率引导至液压电动机泵。最终，在着陆期间，当由于降低起落架和某些飞行控制面而存在对液压电动机泵的更高需求时，转变功率以将100kW的功率提供至液压电动机泵并且将50kW的功率提供至机舱空气压缩机。
应当理解，为了说明性目的，给出了机舱空气压缩机和液压电动机泵的功率负荷要求304的值，以示出两个电动机108的功率需求的互补本质和功率切换网络202的动态重新配置，从而重新分配根据由电动机108的功率负荷要求所要求的功率。应当进一步理解，虽然仅示出了用于机舱空气压缩机和液压电动机泵的示例数据，但是可以利用任何数量和类型的电动机108以及在所有的电动机108之间动态地分配来自所有并联电动机控制器204的可用功率。
图4A示出了将在图4B至图4E始终使用的示例功率分配系统400，以示出在功率切换网络202内的电连接的动态重新配置，以在不同飞行阶段期间根据电动机的当前操作需求变化将功率从一个或多个并联电动机控制器204重新引导至一个或多个电动机108。遍及从图4A至图4E中示出的这些示例，六个并联电动机控制器204A-204F将功率提供至包括发电机108A、机舱空气压缩机108B、泵108C、和风扇108D的四个电动机108。
图4B示出了在使用发电机108A的飞机的发动机起动期间的表示在功率切换网络202内的电连接的发动机起动功率分配系统402。在这种情况下同，发电机108A需要非常大的功率负荷。因此，所有的并联电动机控制器204A-204E电连接至发电机108A，留下电动机控制器204F将一些功率提供至用于冷却飞机设备的风扇108D。
图4C示出了在飞机起飞期间的表示在功率切换网络202内的电连接的起飞功率分配系统404。因为在发动机起动之后，发电机108A不再需要来自并联电动机控制器204的功率，所以发电机108A被示出为将功率提供至总线450。在发动机起动期间将功率提供至发电机108A的并联电动机控制器204已经被重新配置为将功率提供至机舱空气压缩机108B和泵108C。在起飞期间，泵108C的功率负荷要求304大于机舱空气压缩机108B的功率负荷要求304。因此，在这个实施例中，两个并联电动机控制器204A和204B被连接到机舱空气压缩机108B，而三个并联电动机控制器204C-204E被连接到泵108C。
图4D描述了在巡航情况期间重新配置功率切换网络202的巡航功率分配系统406。因为机舱空气压缩机108B和泵108C的功率负荷要求304是互补的(如图3所示)，在巡航期间，并联电动机控制器204C的连接从泵108C切换至机舱空气压缩机108B以满足机舱空气压缩机108B的较高功率负荷需求。
图4E示出了在诸如抬起或落下起落架以及扭转发动机推力的暂时液压情况期间，重新配置功率切换网络202的液压需求功率分配系统408。可以看出，六个并联电动机控制器204中的四个电连接至泵108C。如在任何呈现的场景的情况下，一旦泵108C的高功率负荷要求304减退，再次根据所有电机108的当前功率负荷要求304重新配置功率切换网络202。
图5A至图5C示出根据各种实施方式的电动机控制器系统的可替换配置500、520、和540以示出输出滤波器510的各种位置。常规电动机控制器106利用滤波器帮助调节由电动机108使用的电信号。图5A示出了其中并联电动机控制器204A和204B被连接到用于将功率提供至电动机108的功率切换网络202的一种实施方式。在这个实施例中，电源102将AC信号提供至并联电动机控制器204。
每个电动机控制器204包括：输入滤波器502、输出滤波器510、以及放置在整流器504和逆变器508之间中间滤波器506。应当理解，并联电动机控制器204的部件不限于在图5A至图5C中示出的那些部件，并且任何特定的并联电动机控制器204的部件可以与那些示出的部件不同。例如，当电源102将DC输入提供至并联电动机控制器204时，并联电动机控制器204可以包括输入滤波器502、逆变器508、以及输出滤波器510，而不需要整流器504或任何额外的滤波器。
图5B示出了其中并联电动机控制器204共享单个输出滤波器510的可替换电动机控制器配置520。在这个实施方式中，输出滤波器510可以连接到电动机108，使得从功率切换网络202接收的功率在被电动机108接收之前先输入到输出滤波器510。这样做允许从并联电动机控制器204中移除输出滤波器510。因为滤波器可能是相对重的部件，所以共享输出滤波器510而不是在每个并联电动机控制器204内包括输出滤波器510节省了总系统重量。
为了进一步减轻重量，在图5C中所示出的实施方式示出了其中一个或多个并联电动机控制器204不使用输出滤波器510的可替换的电动机控制器配置540。通常，由于功率馈线从飞机或其他车辆的设备舱中的并联电动机控制器204至电动机108的长度的原因，使用输出滤波器510。来自并联电动机控制器204的电信号可以被配置为包含有效谐波含量的脉冲宽度调制波形或开关(方形)波形，该有效谐波含量随着信号被电动机108接收的时间而通过功率馈线的阻抗获得放大。在并联电动机控制器204内的输出滤波器510使波形平滑并且防止由未经滤波的方波的放大谐波引起对电动机108的损坏。然而，在并联电动机控制器204接近于电动机108放置的实施方式中，或如果不考虑来自功率馈线的辐射，则可以使用在图5C中示出的不包括任何输出滤波器510的可替换电动机控制器配置540以进一步最小化电动机控制器系统的重量。
应当理解，在图6至图17中描述的逻辑操作被实现为(1)计算机实现的动作或运行在计算系统上的程序模块的序列，和/或被实现为(2)在计算系统内相互连接的机器逻辑电路或电路模块。计算系统可以是功率切换网络202的一部分或连接到功率切换网络202，并且以下将关于图18描述。本文中描述的逻辑操作的实施例是根据计算系统的性能和其他要求进行选择的问题。因此，在此描述的逻辑操作被不同地称为状态操作、结构设备、动作、或模块。这些操作、结构设备、动作和模块可以用软件、固件、专用数字逻辑、及其任意组合来实现。还应该理解的是，可执行比图中所示的和在此描述的更多或更少的操作。这些操作还可以以与本文所述不同的顺序进行。
现在转向图6，现在将描述来自现有技术的用于控制一组电动机108的说明性例程600。例程600以操作602开始，在此，确定每个电动机108的目前功率负荷要求304。可以通过在计算机系统上执行的或作为功率切换网络202的一部分或与功率切换网络202通信的电动机控制器的重新配置应用程序来执行这种操作和其他操作。如上所述，电动机108的目前功率负荷要求304表示时间上某时刻(that instance)的操作功率需求。如图3所示，可以根据诸如各种飞行阶段306的操作阶段改变在飞机或其他车辆或平台内的电动机108的目前功率负荷要求304。不同电动机108的目前功率负荷要求304可以是互补的，使得在针对一个电动机108的功率要求方面的增加与在另一个电动机108的功率要求方面的对应降低一致，其使的能够在如本文中描述的功率切换网络202内动态重新配置电连接。
从操作602，例程600进行至操作604，在此，确定连接至每个电动机108的并联电动机控制器204的数量。如上所述，连接至任何特定的电动机108的并联电动机控制器204的数量可以包括能够提供具体电动机108的目前功率负荷要求304的最少数量的并联电动机控制器204。例如，如果电动机108利用100kW的功率，则能够各自提供50kW的功率的两个并联电动机控制器204被连接到电动机108。在操作606，当在操作604确定时，根据电动机的目前功率负荷要求配置功率切换网络202以将并联电动机控制器204连接至电动机108。应当理解，在将并联电动机控制器204连接至每一个电动机108的电路内，通过激活任意数量的电开关来配置功率切换网络202。
从操作606，例程600进行至操作608，在此，电动机控制器系统监测电动机动作请求。根据一个实施方式，电动机动作请求可以是开关、杆、控制设备、或其他装置的任何激活或运动，用于控制利用一个或多个电动机108的系统。例如，在飞机环境下，电动机动作请求可以包括，但不限于，落下或抬起起落架、用于移动飞行控制面的控制的激活或运动、以及泵的激活。应当理解，电动机动作请求可以是由人采取的动作的结果或可以是计算机控制的动作的结果。也应当理解，监测操作可以包括主动监测或轮询任意数量的系统，或可以是诸如请求的接收等被动监测。
在操作610，如果未接收到电动机动作请求，则例程600返回至操作608并且继续监测。然而，如果在操作610确定已经作出或接收到电动机动作请求，则例程600返回至操作602，在此重新评估电动机108的目前功率负荷要求304，并且如上继续进行例程600。以这种方式，功率切换网络202可以通过将功率从并联电动机控制器204重新引导至可应用的电动机108来动态地重新配置，响应于在电动机108的功率负荷要求304方面的变化。
现在转向图7，现在将描述用于通过减负荷和重新配置来控制一组电动机108的说明性例程7000。例程7000以操作7010开始，通过基于针对第一电动机的第一功率负荷需求和针对第二电动机的第二功率负荷需求确定初始功率负荷需求。在操作7020，下一个步骤包括通过第一电动机控制器的功率容量、第二电动机控制器的功率容量、和第三电动机控制器的功率容量确定最大功率输出。下一个步骤，在操作7030，包括确定第一电动机控制器的功率容量足以匹配第一功率负荷需求并且第二电动机控制器的功率容量足以匹配第二功率负荷需求。下一个步骤，在操作7040，包括至少部分基于最大功率输出、第一功率负荷需求、和第二功率负荷需求分配第一组全系统的优先次序。下一个步骤，在操作7050，包括配置功率切换网络以一起将第一电动机控制器耦接至第一电动机并且将第二电动机控制器耦接至第二电动机。下一个步骤，在操作7060，包括从用于规定第三电动机的第三功率负荷需求的控制单元接收功率请求。下一个步骤，在操作7070，包括基于初始功率负荷需求和第三功率负荷需求确定更新的功率负荷需求。
继续参照图7，在确定了更新的功率负荷需求之后，下一个步骤，在操作7080，包括确定更新的功率负荷需求大于最大功率输出。下一个步骤，在操作7090，包括分配第二组全系统的优先次序来指定第三电动机具有高于第二电动机的优先次序，并且至少部分基于最大功率输出、第一功率负荷需求、第二功率负荷需求、和第三功率负荷需求来分配。在步骤7100的‘或’分开处表示本发明的两个替换实施方式，其中，以步骤7111开始，并联电动机控制器架构通过将功率从一个电动机完全转移至另一电动机重新配置它的资源，然而以步骤7121开始时，并联电动机控制器架构适配由较高优先次序的电动机的功率请求，在其需要时，仅转移所需量的功率。
在步骤7111，重新配置实施方式包括：确定需要第三电动机控制器的功率容量组合第二电动机控制器的功率容量来匹配第三功率负荷需求。下一个步骤，在操作7112，包括配置功率切换网络以将第二电动机控制器从第二电动机去耦，并且然后将第二电动机控制器和第三电动机控制器耦接至第三电动机。下一个步骤，在操作7113，包括识别功率请求不再有效。下一个步骤，在操作7114，包括重新分配第一组的全系统的优先次序。该实施方式的最终步骤，在操作7115，包括配置功率切换网络以将第二电动机控制器从第三电动机去耦，然后将第二电动机控制器重新耦接至第二电动机。
在步骤7121，减负荷实施方式包括：确定第三电动机控制器的功率容量组合第二电动机控制器的功率容量的第一部分足够匹配第三功率负荷需求。下一个步骤，在操作7122，包括配置功率切换网络以将第二电动机控制器耦接至第三电动机，以引导第二电动机控制器将第二电动机控制器的功率容量的第一部分传输至第三电动机，并且将第三电动机控制器耦接至第三电动机。下一个步骤，在操作7123，包括识别功率请求不再有效。下一个步骤，在操作7124，包括重新分配第一组的全系统的优先次序。在操作7125，该实施方式的最终步骤包括配置功率切换网络以将第二电动机控制器从第三电动机去耦，并且然后将第二电动机控制器重新耦接至第二电动机，从而完全匹配第二功率负荷需求。
现在转向图8，现在将描述具体涉及新颖的主发动机电起动操作逻辑的说明性例程800。例程800在操作810处开始，在此，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作820，并联模块化转换器配置功率切换网络用于发动机起动，以及通过电控发动机控制器的扭矩的判定(其与并联模块化转换器进行通信)811、以及发电机控制单元打开发电机断路器并且将激励施加于起动器/发电机的操作812通知该操作。在操作830，并联模块化转换器基于适用于其的信息来选择适当的电动机控制算法。在操作840，并联模块化转换器将功率施加于电动机起动器/发电机，并且在并联模块化转换器与监测电动机转速841的电控发动机控制器之间共享速度反馈信息。在操作850，如果未达到起动器截止速度，则再次开始操作840，然而，如果达到了起动器截止速度，则并联模块化转换器启动软关机并退出起动器/发电机电动模式860。在操作880，总线功率控制单元将释放功率预算到其他系统，并向电控发动机控制器和发电机控制单元传达不再针对主发动机电启动设置该模式，然后将开始操作881和882。在操作881，电控发动机控制器运行发动机，然而在操作882，发电机控制单元将移除激励并且开始过度至发电模式。
现在转向图9，现在将描述具体涉及新颖的辅助动力装置的发动机电起动操作逻辑的说明性例程900。例程900在操作910处开始，在此，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作920，并联模块化转换器配置功率切换网络用于发动机起动，以及通过辅助动力单元控制器的扭矩的判定(其与并联模块化转换器进行通信)911、以及辅助发电机控制单元打开辅助启动器发电机断路器并且将激励施加于起动器/发电机的操作912通知的该操作。在操作930，并联模块化转换器基于适用于其的信息选择合适的电动机控制算法。在操作940，并联模块化转换器将功率施加于电动机起动器/发电机，并且在并联模块化转换器和监测电动机转速941的辅助动力装置控制器之间共享速度反馈信息。在操作950，如果未达到起动器截止速度，则再次开始操作940，然而，如果达到起动器截止速度，则并联模块化转换器将启动软关机并退出起动器/发电机电动模式960。在操作980，总线功率控制单元将释放功率预算到其他系统，并向辅助动力装置控制器和辅助发电机控制单元传达不再针对辅助发动机电启动设置该模式，然后将开始操作981和982。在操作981，运行辅助发动机，然而在操作982，辅助发电机控制单元将移除激励并且开始过度至发电模式。
现在转向图10，现在将描述具体涉及新颖的电池供电的辅助动力装置的发动机电起动操作逻辑的说明性例程1000。例程1000在操作1010处开始，在此，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作1020，并联模块化转换器配置功率切换网络用于电池辅助动力装置起动，以及通过辅助动力单元控制器的扭矩的判定(其与并联模块化转换器进行通信)1011、以及辅助发电机控制单元打开辅助启动器发电机断路器并且将激励施加于起动器/发电机的操作1013通知该操作。注意：在通过辅助发电机控制单元进行的操作1013之前，在操作1012，电池升压单元开始功率转换以为辅助起动器发电机提供激励功率和为并联模块化转换器提供高电压。在操作1030，并联模块化转换器基于其可获得的信息选择合适的电动机控制算法。在操作1040，并联模块化转换器将功率施加于电动机起动器/发电机，并且在并联模块化转换器与监测电动机转速1041的辅助动力装置控制器之间共享速度反馈信息。在操作1050，如果未达到起动器截止速度，则再次开始操作1040，然而，如果达到起动器截止速度，则并联模块化转换器将启动软关机并且退出起动器/发电机电动模式1060。在操作1080，总线功率控制单元将功率预算释放至其他系统，并且向辅助发电机控制单元和辅助动力装置控制器传达将不再对电池辅发动机电起动设置该模式，然后将开始操作1081和1083。在操作1081，运行辅助发动机，然而在操作1083，辅助发电机控制单元将移除激励并且开始过度至发电模式，然而在操作1082，电池升压单元将停止用于辅助起动器发电机激励和并联模块化转换器的功率转换。
现在转向图11，现在将描述具体涉及新颖的电滑行操作逻辑的说明性例程1100。例程1100在操作1110处开始，在此，总线功率控制单元将确定针对并联模块化转换器多少功率是可用的。在操作1120，并联模块化转换器配置功率切换网络用于电滑行模式，以及通过扭矩、转速、和加速度/减速度(其与并联模块化转换器进行通信)1111的电滑行控制器的判定以及报告断路器的状态的电制动控制器的操作1112来通知该操作。在操作1130，并联模块化转换器基于其可获得的信息选择合适的电动机控制算法。在操作1140，并联模块化转换器将功率施加于电滑行电动机，并且在并联模块化转换器和监测电动机转速、加速度、和减速度1141的电滑行控制器之间共享转速、加速度、和减速度反馈信息。在操作1150，并联模块化转换器监测总线功率控制单元和电滑行控制器，并且如果未接收到停止命令，则再次开始操作1140，然而，如果已经接收到停止命令，则并联模块化转换器将启动软关机并且退出电滑行电动模式1160。在操作1180，总线功率控制单元将功率预算释放至其他系统，并且并向电滑行控制器传达不再针对电滑行设置该模式，并且然后将开始操作1181。在操作1181，飞机不滑行，在操作1182，电制动控制器提供电制动的状态。
现在转向图12，现在将描述具体涉及新颖的机舱空气压缩机操作逻辑的说明性例程1200。例程1200在操作1201处开始，在此，在空调组件控制单元处存在机舱空气压缩机模式请求。在操作1210，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作1220，并联模块化转换器配置用于机舱空气压缩机模式的功率切换网络，并且该操作通过空调组件控制单元的速度命令(其与并联模块化转换器进行通信)通知。在操作1230，并联模块化转换器基于适用于其的信息选择合适的电动机控制算法。在操作1240，并联模块化转换器将功率施加于机舱空气压缩机电动机，并且在并联模块化转换器和监测电动机速度1241的空调组件控制单元之间共享速度反馈信息。在操作1250，并联模块化转换器监测总线功率控制单元和空调组件控制单元控制器，并且如果未接收到停止命令，则再次开始操作1240，然而，如果已经接收到停止命令，则并联模块化转换器将引发软关机并且退出机舱空气压缩机电动模式1260。在操作1280，总线功率控制单元将功率预算释放至其他系统，并且将不再针对机舱空气压缩机设置该模式传达给空调组件控制单元，并且然后将开始操作1281。在操作1281，未运行机舱空气压缩机。
现在转向图13，现在将描述具体涉及新颖的液压泵操作逻辑的说明性例程1300。例程1300在操作1301处开始，在此，在液压泵控制器处存在液压泵模式请求。在操作1310，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作1320，并联模块化转换器配置用于液压泵模式的功率切换网络，并且该操作通过液压泵控制器的速度命令(其与并联模块化转换器进行通信)通知。在操作1330，并联模块化转换器基于适用于其的信息选择合适的电动机控制算法。在操作1340，并联模块化转换器将功率施加于液压泵电动机，并且在并联模块化转换器和监测电动机速度1341的液压泵控制器之间共享速度反馈信息。在操作1350，并联模块化转换器监测总线功率控制单元和液压泵控制器，并且如果未接收到停止命令，则再次开始操作1340，然而，如果已经接收到停止命令，则并联模块化转换器将引发软关机并且退出液压泵电动模式1360。在操作1380，总线功率控制单元将功率预算释放至其他系统，并且将不再针对液压泵设置该模式传达给液压泵控制器，并且然后将开始操作1390。在操作1390，未运行液压泵。
现在转向图14，现在将描述具体涉及新颖的氮气生成系统操作逻辑的说明性例程1400。例程1400在操作1401处开始，在此，在氮气生成系统控制器处存在氮气生成系统模式请求。在操作1410，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作1420，并联模块化转换器配置用于氮气生成系统模式的功率切换网络，并且该操作通过氮气生成系统控制器的速度命令(其与并联模块化转换器进行通信)通知。在操作1430，并联模块化转换器基于适用于其的信息选择合适的电动机控制算法。在操作1440，并联模块化转换器将功率施加于氮气生成系统电动机，并且在并联模块化转换器和监测电动机速度1441的氮气生成系统控制器之间共享速度反馈信息。在操作1450，并联模块化转换器监测总线功率控制单元和氮气生成系统控制器，并且如果未接收到停止命令，则再次开始操作1440，然而，如果已经接收到停止命令，则并联模块化转换器将引发软关机并且退出氮气生成系统电动模式1460。在操作1480，总线功率控制单元将功率预算释放至其他系统，并且将针对氮气生成系统不再设置模式传达给氮气生成系统控制器，并且然后将开始操作1481。在操作1481，未运行氮气生成系统压缩机。
现在转向图15，现在将描述具体涉及新颖的环境控制系统风扇操作逻辑的说明性例程1500。例程1500在操作1501处开始，在此，在环境控制系统风扇控制器处存在环境控制系统风扇模式请求。在操作1510，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作1520，并联模块化转换器配置用于环境控制系统风扇模式的功率切换网络，并且该操作通过环境控制系统风扇控制器的速度命令(其与并联模块化转换器进行通信)通知。在操作1530，并联模块化转换器基于适用于其的信息选择合适的电动机控制算法。在操作1540，并联模块化转换器将功率施加于环境控制系统风扇电动机，并且在并联模块化转换器和监测电动机速度1541的环境控制系统风扇控制器之间共享速度反馈信息。在操作1550，并联模块化转换器监测总线功率控制单元和环境控制系统风扇控制器，并且如果未接收到停止命令，则然后再次开始操作1540，然而，如果已经接接收到停止命令，则并联模块化转换器将引发软关机并且退出环境控制系统风扇电动模式1560。在操作1580，总线功率控制单元将功率预算释放至其他系统，并且将针对环境控制系统风扇不再设置该模式传达给环境控制系统风扇控制器，并且然后将开始操作1581。在操作1581，未运行环境控制系统风扇。
现在转向图16，现在将描述具体涉及新颖的货物制冷系统操作逻辑的说明性例程1600。例程1600在操作1601处开始，在此，在货物冷却系统控制器处存在货物冷却系统模式请求。在操作1610，总线功率控制单元将确定多少功率可用于并联模块化转换器。在操作1620，并联模块化转换器配置用于货物冷却系统模式的功率切换网络，并且该操作通过货物冷却系统控制器的速度命令(其与并联模块化转换器进行通信)通知。在操作1630，并联模块化转换器基于适用于其的信息选择合适的电动机控制算法。在操作1640，并联模块化转换器将功率施加于货物冷却系统电动机，并且在并联模块化转换器和监测电动机速度1641的货物冷却系统控制器之间共享速度反馈信息。在操作1650，并联模块化转换器监测总线功率控制单元和货物冷却系统控制器，并且如果未接收到停止命令，则再次开始操作1640，然而，如果已经接收到停止命令，则并联模块化转换器将引发软关机并且退出货物冷却系统电动模式1660。在操作1680，总线功率控制单元将功率预算释放至其他系统，并且将针对货物冷却系统不再设置该模式传达给货物冷却系统控制器，并且然后将开始操作1681。在操作1681，未运行货物冷却系统压缩机。
现在转向图17，现在将根据本发明的优选实施方式描述具体涉及新颖的减负荷和重新配置操作逻辑的说明性例程1700。例程1700在操作1710处开始，其中，并联模块化转换器接收总线功率控制单元输出(传送具体模式请求和关联于该模式的功率)并且建立并联模块化转换器的配置，包括电动机控制器(或模块)的总数量、每个电动机控制器(或模块)的功率以及如果任何模块出现故障，故障模块的数量。下一个步骤，在操作1720，作出关于当前运行什么模式和由于这些运行模式所消耗的功率的判定。在步骤1730，作出关于当前功率容量依然可用于使用的另一模式的判定。在步骤1740，作出以下决定，如果当前功率容量不小于由总线功率控制单元请求的模式所需要的功率，则并联模块化转换器以请求的容量运行请求模式，并联模块化转换器系统将它的剩余功率容量减少运行该新模式所占的功率1741并且在步骤1742将此通知总线功率控制单元。如果当前功率容量小于请求模式需要的功率，则相对于其他运行模式确定请求模式的优先次序1750。如果请求模式的优先次序小于或等于所有其他当前运行的模式，则并联模块化转换器仅以当前可用的容量运行请求模式，并联模块化转换器将剩余功率容量设置为零1760，并且通知总线功率控制单元以降低的功率运行所请求模式并且并联模块化转换器可用功率容量是零。
在步骤1770，如果请求模式的优先次序大于至少一个其他当前运行的模式的优先次序，并且如果能够降低被传送至该至少一个其他较低优先次序的模式的功率1771，则将降低具有较低优先次序的任何这类模式的全部功率，从而提供所需功率的结余以匹配请求模式所要求的功率，并且并联模块化转换器将运行请求模式并且将剩余功率容量设置为零1772，同时通知总线功率控制单元1773较低的优先次序模式以低于请求的功率运行并且全部剩余的并联模块化转换器功率容量是零。在步骤1776，如果在输送给低优先次序模式的功率的增量减少(incremental reduction进一步减少)是不可能的，则可能的最大减少的判定被计算为完全关闭所有低优先次序模式的结果，并且所请求的模式设置成具有以前引导至那些低优先次序模式的功率。
在步骤1780，如果请求模式的优先次序大于至少两个其他当前运行的模式，其中之一具有大于至少一个另一当前运行的模式的优先次序，并且如果可能将传输至该至少一个其他较低的优先次序模式的功率降低1781，则然后将降低针对任何这类最低的优先次序模式的所有功率，从而提供功率的结余以匹配请求模式所请求功率，并且并联模块化转换器将运行请求模式并且将通知总线功率控制单元较低的优先次序负载以较低的功率运行，并且剩余并联模块化转换器功率容量是零1782。在步骤1786，如果在输送给最低优先次序模式的功率的增量减少(incremental reduction进一步减少)是不可能的，则可能的最大减少的判定被计算为完全关闭所有最低优先次序模式的结果，并且部分减少具有低于请求模式但大于最低优先次序模式的优先次序的所有模式，并且请求模式设置有从前引导至较低优先次序模式的功率。在步骤1790，如果在步骤1786处描述的功率传输的减少是不可能的，则可能的最大减少的判定被计算为完全关闭所有最低优先次序模式的结果，并且请求模式设置有从前引导至那些较低的优先次序模式的功率。可以重复这个处理直至其针对所有较低优先次序模式运行和/或请求模式接收就其请求的所有功率或其请求不再有效。其中增量减少可能无法进行的一种方式是，所请求的模式仅利用由增量减少所提供的添加量是不可操作的。
图18示出了容纳在飞机1801内能够执行本文中描述的软件组件的计算机1800的示例性计算机结构，以按照上文所介绍的方式将功率提供至一组电动机108。图18所示的计算机架构示出了常规的台式机、笔记本电脑、或服务器计算机，并可被用来执行本文所介绍方法的任何方面。如上所述，计算机1800可以是功率切换网络202的一部分或可以通信地连接至功率切换网络202。虽然优选实施方式容纳在飞机内，但是本发明范围内的替换实施方式可在喷气式飞机、螺旋桨飞机、直升机、气垫船、陆地车辆、海上运输工具中所包含的系统或者独立控制一系列电动机控制器和电动机的任何其他系统上来实施。
图18中所示的计算机架构包括中央处理单元1802(CPU)、包括随机存取存储器1814(RAM)和只读存储器1816(ROM)的系统存储器1808、以及将存储器耦接至CPU 1802的系统总线1804。包含诸如在起动期间有助于在计算机1800内的元件之间传输信息的基本例程的基本输入/输出系统可存储在ROM 1816中。计算机1800进一步包括大容量存储设备1810，用于存储本文详细描述的操作系统1818、应用程序、以及其他程序模块。
大容量存储设备1810通过与总线1804连接的大容量存储控制器(未示出)连接至CPU 1802。大容量存储设备1810和其相关联的计算机可读介质为计算机1800提供非易失性存储。虽然本文中包含的计算机可读介质的描述指代诸如硬盘或光盘驱动器等大容量存储设备，但是本领域中的技术人员应当理解，计算机可读介质可以是能够被计算机1800访问的任何可获得的计算机存储介质。
通过举例的方式，并且不限制，计算机存储介质可包括以任何方法或技术实现的用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等的信息的易失性和非易失性、可移动和非可移动的介质。例如，计算机存储介质包括但不限于，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪速存储器或其他固态存储器技术、CD-ROM、数字多用光盘(DVD)、HD-DVD、BLU-RAY、或其他光学存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其他磁性存储设备、或者能够用于存储期望的信息并且能够被计算机1800访问的任何其他介质。
根据各种实施方式，计算机1800可使用逻辑连接通过诸如网络1822的网络连接至远程计算机而在网络环境中操作。计算机1800可以通过连接到总线1804的网络接口单元1806连接到网络1822。应当理解，网络接口单元1806也可以被用来连接到其他类型的网络和远程计算机系统。计算机1800也可包括用于接收和处理来自包括键盘、鼠标、或电子触控笔(在图18中未示出)等的许多其他设备的输入的输入/输出控制器1812。类似地，输入/输出控制器可以将输出提供至显示屏、打印机、或其他类型的输出设备(在图18中也未示出)。
如上简要地提及，大量的程序模块和数据文件可存储在计算机1800的大容量存储设备1810和RAM 1814中，包括适用于控制联网的台式计算机、笔记本电脑、或服务器计算机的操作的操作系统1818。大容量存储设备1810和RAM 1814也可以存储一个或多个程序模块。具体地，大容量存储设备1810和RAM 1814可以存储电动机控制器重新配置应用1820，该应用可操作为执行以上所述的操作。大容量存储设备1810和RAM 1814也可以存储其他类型的程序模块。
此外，本公开内容包括根据下列各项的实施方式：
项1.一种用于通过计算机系统上的至少一个处理器对多个电动机控制器实时功率控制的方法，该方法包括：
确定来自第一多个有源电动机的第一功率负荷需求，其中该第一多个有源电动机是多个电动机的子组；
至少部分基于该多个电动机控制器的最大功率输出，选择为了提供满足该第一功率负荷需求的足够功率所必需的该多个电动机控制器中的第一电动机控制器的组合；
至少部分基于该最大功率输出和该第一功率负荷需求分配第一组全系统的优先次序；
根据该第一组全系统的优先次序配置功率切换网络，使得该第一多个有源电动机电连接至该第一电动机控制器的组合；
从第一控制单元接收用于第一电动机的功率请求，其中，该功率请求与第一优先级相关联；
相对于该第一组全系统的优先次序为该第一优先级确定第一优先次序指定；
至少部分基于该第一优先次序指定和该第一组全系统的优先次序来分配第二组全系统的优先次序；
确定来自第二多个有源电动机的第二功率负荷需求，其中该第二多个有源电动机包括该第一多个有源电动机和该第一电动机；
选择为提供满足该第二功率负荷需求的足够功率所必需的该多个电动机控制器中的第二电动机控制器的组合；以及
根据该第二组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得该第二多个有源电动机电连接至该第二电动机控制器的组合。
项2.根据项1的该方法，进一步包括：
从第二控制单元接收第一信号，其中该第一信号与该功率请求相关联；以及
基于该第一信号调整该第一优先次序指定，并因此调整该第二组全系统的优先次序。
项3.根据项2的该方法，进一步包括：
确定该第二功率负荷需求大于该多个电动机控制器的该最大功率输出；以及
断开较低优先次序的有源电动机的子组。
项4.根据项2的该方法，进一步包括：
确定该第二功率负荷需求大于该多个电动机控制器的该最大功率输出；以及
根据该第二组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得该第二电动机控制器的组合传送到较低优先次序的有源电动机的子组的功率量被减少到低于该较低优先次序的有源电动机的子组的最佳操作功率量。
项5.根据项4的该方法，进一步包括：
识别该功率请求不再有效；
重新分配该第一组全系统的优先次序；以及
根据该第一组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得传送到较低优先次序的有源电动机的子组的该功率量被增加回到该较低优先次序的有源电动机的子组的该最佳操作功率量。
项6.根据项2的该方法，进一步包括：
确定该多个电动机控制器的该最大功率输出已被减少到较低的最大功率输出；以及
断开较低优先次序的有源电动机的子组。
项7.根据项2的该方法，进一步包括：
确定该多个电动机控制器的该最大功率输出已被减少到较低的最大功率输出；以及
根据该第二组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得传送到较低优先次序的有源电动机的子组的功率量被减少到低于该较低优先次序的有源电动机的子组的最佳操作水平。
项8.根据项1的该方法，其中，该第一控制单元是总线功率控制单元。
项9.根据项1的该方法，其中，所述多个电动机中的所述每个电动机能够选自包括以下的组：主发动机电起动、起动器、发电机、电控发动机控制器、辅助动力装置控制器、辅助发动机电起动、辅助起动器发电机、电池辅助发动机电起动控制单元、电滑行电动机、机舱空气压缩机、液压泵、氮气生成电动机、环境控制系统风扇、以及货物冷却电动机。
项10.根据项2的该方法，其中，所述第二控制单元选自包括以下的组：发电机控制单元、电控发动机控制器、辅助动力装置控制器、辅助发电机控制单元、电池升压单元控制器、电滑行控制器、电制动控制器、空调组件控制单元、液压泵控制器、氮气生成系统控制器、环境控制系统风扇控制器、以及货物冷却系统控制器。
项11.一种电动机控制系统，包括：
多个电动机；
多个电动机控制器，被配置用于并联电连接；
功率切换网络，将该多个电动机电连接至该多个电动机控制器；以及
并联模块化转换器，用于动态控制该功率切换网络，该并联模块化转换器包括具有至少一个处理器和非暂时性存储介质的计算机，该非暂时性存储介质具有在其上存储的计算机可执行指令，该计算机可执行指令在该计算机上执行时使计算机：
确定来自第一多个有源电动机的第一功率负荷需求，其中该第一多个有源电动机是多个电动机的子组；
至少部分基于该多个电动机控制器的最大功率输出，选择为提供满足该第一功率负荷需求的足够功率所必需的该多个电动机控制器中的第一电动机控制器的组合；
至少部分基于该最大功率输出和该第一功率负荷需求分配第一组全系统的优先次序；
根据该第一组全系统的优先次序配置功率切换网络，使得该第一多个有源电动机电连接至该第一电动机控制器的组合；
从第一控制单元接收用于第一电动机的功率请求，其中，该功率请求与第一优先级相关联；
相对于该第一组全系统的优先次序为该第一优先级确定第一优先次序指定；
至少部分基于该第一优先次序指定和该第一组全系统的优先次序来分配第二组全系统的优先次序；
确定来自第二多个有源电动机的第二功率负荷需求，其中该第二多个有源电动机包括该第一多个有源电动机和该第一电动机；
选择为提供满足该第二功率负荷需求的足够功率所必需的该多个电动机控制器中的第二电动机控制器的组合；以及
根据该第二组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得该第二多个有源电动机电连接至该第二电动机控制器的组合。
项12.根据项11的该系统，其中，在该非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使该计算机：
从第二控制单元接收第一信号，其中该第一信号与该功率请求相关联；以及
基于该第一信号调整该第一优先次序指定，并因此调整该第二组全系统的优先次序。
项13.根据项12的该系统，其中，在该非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使该计算机：
确定该第二功率负荷需求大于该多个电动机控制器的该最大功率输出；以及
断开较低优先次序的有源电动机的子组。
项14.根据项12的该系统，其中，在该非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使该计算机：
确定该第二功率负荷需求大于该多个电动机控制器的该最大功率输出；以及
根据该第二组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得该第二电动机控制器的组合传送到较低优先次序的有源电动机的子组的功率量被减少到低于该较低优先次序的有源电动机的子组的最佳操作功率量。
项15.根据项14的系统，其中，在该非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使该计算机：
识别该功率请求不再有效；
重新分配该第一组全系统的优先次序；以及
根据该第一组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得传送到较低优先次序的有源电动机的子组的该功率量被增加回到该较低优先次序的有源电动机的子组的该最佳操作功率量。
项16.根据项12的该系统，其中，在该非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使该计算机：
确定该多个电动机控制器的该最大功率输出已被减少到较低的最大功率输出；以及
断开较低优先次序的有源电动机的子组。
项17.根据项12的该系统，其中，在该非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使该计算机：
确定该多个电动机控制器的该最大功率输出已被减少到较低的最大功率输出；以及
根据该第二组全系统的优先次序配置该功率切换网络，使得传送到较低优先次序的有源电动机的子组的功率量被减少到低于该较低优先次序的有源电动机的子组的最佳操作水平。
项18.根据项11的该系统，其中，所述多个电动机中的所述每个电动机能够选自包括以下的组：主发动机电起动、起动器、发电机、电控发动机控制器、辅助动力装置控制器、辅助发动机电起动、辅助起动器发电机、电池辅助发动机电起动控制单元、电滑行电动机、机舱空气压缩机、液压泵、氮气生成电动机、环境控制系统风扇、以及货物冷却电动机。
项19.根据项12的该系统，其中，所述第二控制单元选自包括以下的组：发电机控制单元、电控发动机控制器、辅助动力装置控制器、辅助发电机控制单元、电池升压单元控制器、电滑行控制器、电制动控制器、空调组件控制单元、液压泵控制器、氮气生成系统控制器、环境控制系统风扇控制器、以及货物冷却系统控制器。
项20.一种具有电动机控制系统的飞机，该电动机控制系统包括：
多个电动机；
多个电动机控制器，被配置用于并联电连接；
功率切换网络，将该多个电动机电连接至该多个电动机控制器；以及
并联模块化转换器，用于动态控制该功率切换网络，该并联模块化转换器包括具有至少一个处理器和非暂时性存储介质的计算机，该非暂时性存储介质具有在其上存储的计算机可执行指令，该计算机可执行指令在该计算机上执行时使计算机：
接收包括请求模式和请求模式功率量的通信；
至少部分基于电动机控制器的总数量和关联于每个电动机控制器的功率量计算最大功率容量；
至少部分基于当前运行什么模式和作为那些运行模式的结果消耗了多少功率计算当前功率使用；
通过取最大功率容量和当前功率使用之间的差确定当前可加以使用的当前功率容量；
仅如果当前功率容量不小于请求模式功率量，则运行请求模式并且将当前功率容量减少请求模式运行时所占用的量，但如果当前功率容量小于请求模式功率量，则：
相对于所有其他运行模式确定请求模式优先次序指定；
仅如果请求模式的优先次序小于或等于所有其他运行模式的优先次序，则仅以当前功率容量运行请求模式并且将当前功率容量减少请求模式运行时所占用的量，但如果请求模式的优先次序不小于或不等于所有其他当前运行模式的优先次序，则：
确定是否存在具有的优先次序指定仅低于请求模式优先次序指定的任何较低优先次序模式，并且如果确定存在任何较低优先次序模式，则；
确定存在的唯一较低优先次序模式是否是具有的优先次序指定仅单个级别低于请求模式优先次序指定的第一至少优先次序模式，并且如果确定存在任何第一至少优先次序模式，则；
确定当前由那些第一至少优先次序模式使用的第一至少优先次序模式的总功率，然后；
仅如果能够进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则部分地降低第一至少优先次序模式总功率，将那个部分降低的功率引导至请求模式，并且将当前功率容量设置为零，如果不能进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则；
完全降低第一至少优先次序模式总功率，将那个完全降低的功率引导至请求模式，并且将当前功率容量设置为零；
确定是否存在具有介于第一至少优先次序模式指定级别和请求模式优先次序指定级别之间的优先次序指定的第二至少优先次序模式，并且如果存在任何第二至少优先次序模式，则
仅如果能够进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则部分地降低第一至少优先次序模式总功率，将那个部分降低的功率引导至请求模式，如果不能进行第一至少优先次序模式总功率的部分降低，则
完全降低第一至少优先次序模式总功率；
确定当前由那些第二至少优先次序模式使用的第二至少优先次序模式所有功率；
仅如果能够进行第二至少优先次序模式总功率的部分降低，则部分地降低第二至少优先次序模式总功率，将那个部分降低的功率引导至请求模式，如果不能进行第二至少优先次序模式总功率的部分降低，然后；
完全降低第一至少优先次序模式总功率和第二至少优先次序模式总功率，将那个组合的完全降低的功率引导至请求模式，并且将当前功率容量设置为零。
基于上述，应当理解，本文中提供了用于重新配置功率切换网络202以当电动机108的目前功率负荷要求304改变时将来自任意数量并联电动机控制器204的功率重新引导至一个或多个电动机108的技术。利用本文中描述的实施方式，伺服在飞机、车辆、或其他平台内的一组电动机108的并联电动机控制器204的数量相比于常规系统可增加或保持与常规系统相同。然而，因为在将并联电动机控制器204连接至如本文中描述的电动机108的功率切换网络202内的电连接的动态重新配置使并联电动机控制器204的功率输出能力降低，所以可以降低电动机控制器系统的总重量。
根据上文，应当认识到，为了说明之目的，本文中已经描述了关于飞机的本发明的具体实施方式，但是在不偏离本发明的范围的前提下可以进行各种修改。例如，电动机控制器可以具有多于或少于在以上某些实施方式中描述的固定模式的数量。模式可以对应于不同于上述那些的飞行状态。某些实施方式在具体系统(例如，液压泵电动机、ECS系统、和氮气生成系统)的背景下描述，但是在其他实施方式中可以应用于其他系统和/或系统的组合。在其他实施方式中，可以组合或消除在具体实施方式的背景中描述的本发明的方面。例如，备份电动机控制器功能的方面可以与利用固定数量的预定模式操作的电动机控制器组合设置。此外，虽然与本发明的某些实施方式相关联的优点已经在那些实施方式的上下文中进行了描述，其他实施方式也可展现此类优点，且并非所有实施方式一定表现为落入本发明的范围内的这种优点。因此，除了所附权利要求之外本发明并不局限于此。

Claims (15)

1.一种用于通过计算机系统上的至少一个处理器对多个电动机控制器实时功率控制的方法，所述方法包括：
确定来自第一多个有源电动机的第一功率负荷需求，其中所述第一多个有源电动机是多个电动机的子组；
至少部分基于所述多个电动机控制器的最大功率输出，选择所述多个电动机控制器中的提供满足所述第一功率负荷需求的足够功率所必需的第一电动机控制器组合；
至少部分基于所述最大功率输出和所述第一功率负荷需求分配第一组全系统优先次序；
根据所述第一组全系统优先次序配置功率切换网络，使得所述第一多个有源电动机电连接至所述第一电动机控制器组合；
从第一控制单元接收对第一电动机的功率请求，其中，所述功率请求与第一优先级相关联；
相对于所述第一组全系统优先次序为所述第一优先级确定第一优先次序指定；
至少部分基于所述第一优先次序指定和所述第一组全系统优先次序来分配第二组全系统优先次序；
确定来自第二多个有源电动机的第二功率负荷需求，其中所述第二多个有源电动机包括所述第一多个有源电动机和所述第一电动机；
选择所述多个电动机控制器中的提供满足所述第二功率负荷需求的足够功率所必需的第二电动机控制器组合；以及
根据所述第二组全系统优先次序配置所述功率切换网络，使得所述第二多个有源电动机电连接至所述第二电动机控制器组合。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从第二控制单元接收第一信号，其中所述第一信号与所述功率请求相关联；以及
基于所述第一信号调整所述第一优先次序指定，并由此调整所述第二组全系统优先次序。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定所述第二功率负荷需求大于所述多个电动机控制器的所述最大功率输出；以及
断开较低优先次序的有源电动机的子组。
4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定所述第二功率负荷需求大于所述多个电动机控制器的所述最大功率输出；以及
根据所述第二组全系统优先次序配置所述功率切换网络，使得所述第二电动机控制器组合传送到较低优先次序的有源电动机的子组的功率量被减少到低于所述较低优先次序的有源电动机的子组的最佳操作功率量。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
识别所述功率请求不再有效；
重新分配所述第一组全系统优先次序；以及
根据所述第一组全系统优先次序配置所述功率切换网络，使得传送到较低优先次序的有源电动机的子组的所述功率量被增加回到所述较低优先次序的有源电动机的子组的所述最佳操作功率量。
6.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定所述多个电动机控制器的所述最大功率输出已被减少到较低的最大功率输出；以及
断开较低优先次序的有源电动机的子组。
7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定所述多个电动机控制器的所述最大功率输出已被减少到较低的最大功率输出；以及
根据所述第二组全系统优先次序配置所述功率切换网络，使得传送到较低优先次序的有源电动机的子组的功率量被减少到低于所述较低优先次序的有源电动机的子组的最佳操作水平。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一控制单元是总线功率控制单元。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个电动机中的每个所述电动机能够选自包括以下的组中：起动器、发电机、辅助起动器发电机、电滑行电动机、机舱空气压缩机、液压泵、氮气生成电动机、环境控制系统风扇、以及货物冷却电动机。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述起动器包括主发动机电起动器和辅助发动机电起动器。
11.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二控制单元选自包括以下的组中：发电机控制单元、电控发动机控制器、辅助动力装置控制器、辅助发电机控制单元、电池升压单元控制器、电滑行控制器、电制动控制器、空调组件控制单元、液压泵控制器、氮气生成系统控制器、环境控制系统风扇控制器、以及货物冷却系统控制器。
12.一种电动机控制系统，包括：
多个电动机；
多个电动机控制器，被配置为并联电连接；
功率切换网络，将所述多个电动机电连接至所述多个电动机控制器；以及
并联模块化转换器，用于动态控制所述功率切换网络，所述并联模块化转换器包括具有至少一个处理器和非暂时性存储介质的计算机，所述非暂时性存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在所述计算机上执行时使所述计算机：
确定来自第一多个有源电动机的第一功率负荷需求，其中所述第一多个有源电动机是多个电动机的子组；
至少部分基于所述多个电动机控制器的最大功率输出，选择所述多个电动机控制器中的提供满足所述第一功率负荷需求的足够功率所必需的第一电动机控制器组合；
至少部分基于所述最大功率输出和所述第一功率负荷需求分配第一组全系统优先次序；
根据所述第一组全系统优先次序配置功率切换网络，使得所述第一多个有源电动机电连接至所述第一电动机控制器组合；
从第一控制单元接收对第一电动机的功率请求，其中，所述功率请求与第一优先级相关联；
相对于所述第一组全系统优先次序为所述第一优先级确定第一优先次序指定；
至少部分基于所述第一优先次序指定和所述第一组全系统优先次序来分配第二组全系统优先次序；
确定来自第二多个有源电动机的第二功率负荷需求，其中所述第二多个有源电动机包括所述第一多个有源电动机和所述第一电动机；
选择所述多个电动机控制器中的提供满足所述第二功率负荷需求的足够功率所必需的第二电动机控制器组合；以及
根据所述第二组全系统优先次序配置所述功率切换网络，使得所述第二多个有源电动机电连接至所述第二电动机控制器组合。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，在所述非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使所述计算机：
从第二控制单元接收第一信号，其中所述第一信号与所述功率请求相关联；以及
基于所述第一信号调整所述第一优先次序指定，并由此调整所述第二组全系统优先次序。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，在所述非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使所述计算机：
确定所述第二功率负荷需求大于所述多个电动机控制器的所述最大功率输出；以及
断开较低优先次序的有源电动机的子组。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，在所述非暂时性存储介质上存储的所述计算机可执行指令进一步使所述计算机：
确定所述第二功率负荷需求大于所述多个电动机控制器的所述最大功率输出；以及
根据所述第二组全系统优先次序配置所述功率切换网络，使得所述第二电动机控制器组合传送到较低优先次序的有源电动机的子组的功率量被减少到低于所述较低优先次序的有源电动机的子组的最佳操作功率量。
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