CN105471311B - 减少并行模块化转换器系统内的循环电流和相位间失衡 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了减少并行模块化转换器系统内的循环电流和相位间失衡。公开了一种系统和方法，用于给交通工具提供功率，具有更低的循环电流和相位间的失衡。所述系统可以包括多个并行模块转换器，用于将每个电负载优先化并且分配给一个或多个并行模块化转换器模块。所述系统还可以包括负载平衡器，用于确保所述并行模块化转换器模块的性能(即，阻抗)的差异不产生循环电流或相位间的失衡。所述负载平衡器可以监测所述多个并行模块化转换器模块的输出并且修改输入，以均衡和/或同步所述输出。

Description

减少并行模块化转换器系统内的循环电流和相位间失衡
技术领域
本公开的实施方式总体上涉及功率管理，并且具体而言，涉及一种用于控制并行模块化转换器系统内的相位间失衡并减少循环电流的系统和方法。
背景技术
现代交通工具使用大量电子设备、电动机、加热器以及其他电气驱动设备。电动机尤其普遍存在于现代交通工具(包括飞机)内，并且给从液压泵到舱室通风机的所有东西提供动力。传统上，这些电动机中的每个电动机由单独的电动机控制器驱动。每个电动机控制器被定尺寸为能够传送向全功率下的其相应电动机供电所需要的最大电流量持续延长的时间段(并且出于安全起见，通常包括一些额外容量)，而不过热或发生故障。
结果，每架飞机携带过量的电动机控制器，每个控制器具有过大的尺寸并且大部分时间未充分利用。换言之，电动机控制器包括足够的容量，以使全功率的电动机运行更长的时间段加上安全裕度，但是电动机很少(如果有的话)以全容量运行。这是因为电动机本身内建有某种安全裕度，并且因为在大部分时间，电动机在更低需求的状态下操作(例如，舱室通风机并非始终“打开”)。此外，一些电动机仅仅偶尔或者在特定的航段期间使用，在剩余的时间不使用。结果，飞机的重型昂贵的电动机控制器的很多定额设备需要以闲置或者明显低于其额定功率输出的方式度过其大部分使用寿命，。
因此，需要一种系统架构，该系统架构能够使用多个、模块化、可分配的、动态可重新配置的并行电动机控制器，这些控制器可以单独地或者与其他并行电动机控制器同时工作，以满足功率控制需要。系统应在必要时能够将一个或多个并行控制器分配给飞机内的每个活动的电负载，以满足现有功率需求。系统应能够使用这种并行控制器，同时尽可能最小化相位间的失衡并且减少循环电流。本公开的实施方式主要涉及这种系统。
发明内容
应理解的是，提供这个发明内容以通过简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这个发明内容并非旨在用于限制所要求的主题的范围。
本公开的实施方式涉及与模块化配电相关的系统和方法以及用于电负载的功率转换系统。该系统可以包括连接的多个并行模块化转换器模块(“模块”)，以形成并行模块化转换器(“转换器”)。系统和方法可以同时并且并行地操作多个模块，同时保持每个模块的大体上相等的输出。
讨论的特征、功能以及优点可以在本公开的各种实施方式中单独实现，或者可以在其他实施方式中合并，参照以下描述和附图，可以看出其进一步细节。
附图说明
图1是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC输入应用中的并行模块化转换器内使用的并行模块化转换器模块(“模块”)的电气原理图；
图2是描述根据本公开的一些实施方式的在AC输入应用中的并行模块化转换器内使用的模块的电气原理图；
图3A至图3C是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC电流机构内使用多个模块的并行模块转换器(“转换器”)的电气原理图；
图4是描述根据本公开的一些实施方式的输出配置的电气原理图；
图5是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC输入应用内具有共享控制器的替换模块的电气原理图；
图6A至图6C是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC输入应用内的替换转换器的电气原理图；
图7是描述根据本公开的一些实施方式的功率切换网络的电气原理图；
图8是描述根据本公开的一些实施方式的并行模块化转换器的电气原理图；
图9A至图9C是描述根据本公开的一些实施方式的替换转换器的电气原理图；
图10是描述根据本公开的一些实施方式的转换器的总体系统架构的电气原理图；
图11是描述根据本公开的一些实施方式的图10的控制切换网络和功率切换网络的详细电气原理图；
图12是描述根据本公开的一些实施方式的分配功率的方法的流程图；
图13是描述根据本公开的一些实施方式的用于给多个模块重新分配负载的方法的流程图；
图14是描述根据本公开的一些实施方式的用于均衡并行模块之间的电流的方法的流程图；
图15是描述根据本公开的一些实施方式的针对具有负载平衡器的转换器的总体系统架构的电气原理图。
在本公开中显示的每个示图显示了所提出的实施方式的一个方面的变化，并且仅仅详细讨论不同之处。
具体实施方式
本公开的实施方式总体上涉及功率分配和功率转换系统，并且更具体而言，涉及一种并行模块化转换器，用于分配电负载，无需在每个电负载上具有单独的控制器。转换器可以使用负载平衡器来监测至并行模块转换器内的每个并行模块化转换器模块的输入和输出，以和输出电流匹配。此外，这可以造成减少循环电流和相位间失衡。
为了简化和阐明解释，在本文中将本公开描述为用于在飞机上分配功率的系统。然而，本领域技术人员会认识到，本公开不受此限制。系统还可以供(例如而非限制性地)汽车、其他类型的交通工具使用并且用在配电网络内。本公开可以用于通过减少所需要的控制器的数量，消除过量的控制器容量并且减少或消除循环电流和相位间失衡，来在多种情况下改善控制并且降低配电的成本和费用。
在后文中描述为构成本公开的各种元件的材料和部件旨在说明性的，而非进行限制。执行与在本文中描述的材料和部件相同或相似的功能的很多合适的材料和部件旨在包含在本公开的范围内。在本文中未描述的这种其他材料和部件可以包括但不限于在形成本公开之后开发的材料和部件。
如上所述，传统的配电系统的问题在于，通常每个电负载具有单独的控制器以用于配电目的。不幸的是，这造成过量的控制器容量，这是因为每个单独控制器必须针对必要的电器可以消耗的最大符合来进行额定。此外，在大部分情况下，即使(1)电负载本身(例如，电动机)可以具有某种固有的安全裕度，并且(2)很多电负载通常以低于全功率使用和/或仅仅间歇性使用，控制器也实际上被设计为提供某种安全裕度。
为此，本公开的实施方式涉及模块化功率控制器的网络系统，所述模块化功率控制器可以单独地或者并行使用，以满足现有功率需求。由于在飞机内的每个电负载很少(如果有的话)同时打开，所以系统可以被设计有这样的容量，即，该容量与标称或平均功耗(加上某种安全裕度)更密切相关，而非“最糟糕的状况”。结果，所需要的部件的数量、部件重量、尺寸以及成本可以减小，系统效率可以改善，并且可以提供改进的系统冗余。例如，如果发生电动机控制器故障，那么系统可以被重新配置为将负载分配给运行的电动机控制器，提高了可靠性。此外，如果负载促使系统以全容量操作，那么即使在某些情况下以更低的容量工作但是所有负载依然被供电。
如图1中所示，系统的构件可以包括多个并行模块化转换器模块(“模块”)100，所述模块可以被联网在一起，以形成下面讨论的并行模块转换器(“转换器”)。在一些实施方式中，如图1中所示，每个模块100可以包括车载处理。在这个配置中，模块100可以包括至少三个处理器：电动机控制数字信号处理器(“DSP”)105、保护处理器110以及逻辑处理器115。替换地，保护处理器110可以表示为保护控制器，并且逻辑处理器115可以表示为逻辑控制器。
因此，在一些实施方式中，例如，DSP 105可以生成高频栅极驱动脉宽调制信号(PWM)120，以激活栅极驱动器125。栅极驱动器125本质上用作功率模块100的切换侧，与电气继电器非常像。换言之，模块100的输出180由PWM信号120调节。为了确定合适的PWM信号120，DSP105可以使用经由信号处理器135而源自各种传感器的信号和/或经由模块通信总线140的信号，如下所述。
在一些实施方式中，DSP 105可以使用传感器，包括(例如而非限制性地)温度传感器150和直通传感器155，以检测可能损坏的状态。在其他实施方式中，DSP 105可以使用传感器，包括电流传感器(用于检测过电流状态)、电压传感器(用于检测过电压状态)、电动机速度和位置传感器(用于检测超速状态)。此外，这些传感器中的很多(例如，电流、电压、电动机速度和位置传感器)也可以用于执行电动机控制。在一些实施方式中，信号处理器135可以调节来自传感器的信号并且可以包括模数转换器(ADC)135a。在其他实施方式中，ADC135可以是分离单元，其通过通信接口连接至处理器105、110、115。在依然其他实施方式中，ADC 135可以整合到一个或多个处理器105、110、115内。
传感器数据可以包括(例如而非限制性地)模块输入和输出电流和电压、电动机位置、DC链路DM(差分模式)和CM(共模)、电压和电流、电动机速度、以及功率模块温度。在一些实施方式中，DSP 105脉宽调制方法和输出功率水平可以由逻辑处理器115配置。为了能够在模块处理器105、110、115与位于模块100外面的控制器之间通信，可以使用模块通信总线140。在一些实施方式中，为了增强模块100调试和验证，例如，负载传感器信号和DSP配置可以包括数据集，以传输给主要数据记录器310，如下所述。
优选地并且有时需要在模块100与电动机控制DSP 105之间同步参考时钟，以生成同步输出波形180。未能同步参考时钟会造成电动机控制DSP 105生成波形，所述波形与其他模块100的波形异相。这反过来可以潜在地产生短路，所述短路可以损坏或破坏模块100。DSP 105的高频系统时钟的差异可以相对不重要；然而，几纳秒对输出波形具有很少的影响或者没有影响。参考时钟优选地至少在并行模块100(例如，目前将功率馈送给相同负载的模块100)之间同步。在一些实施方式中，为了非常精确地同步，可以使用在本领域中已知的方法，例如，通过光纤光缆同步。光纤可以有利，这是因为光纤不受由功率模块切换生成的EMI噪声的影响。如下所述，在一些实施方式中，所有电动机控制PWM信号120可以在中央处理器上执行，该中央处理器将PWM栅极信号120直接分配给IGBT开关模块的栅极驱动电路125。这可以减少同步问题，这是因为并行模块接收相同的栅极信号120。
在一些实施方式中，保护处理器110可以启用模块100的安全操作。保护处理器110可以监测各种传感器的不安全操作条件，包括但不限于输出AC电流和电压传感器145、栅极驱动器和逆变器温度150以及直通电流155。在一些实施方式中，保护处理器110还可以监测(例如)电动机超速、过电压(DC链路)、在输入或输出上的过电流、在输入和输出上的过电压、CM(共模)电流、过电压纹波、失衡的输入/输出电流、开相、以及计算机故障保护(例如，如果DSP发生故障，那么保护处理器110可以独立地禁用栅极驱动器125)。在依然其他实施方式中，保护处理器110还可以比较实际的PWM配置和命令的PWM配置。如果这些信号不匹配，那么也可以禁用栅极驱动器125。在一些实施方式中，如果检测到故障，那么保护处理器110可以直接连接至栅极驱动器125，以启用逆变器160的几乎瞬时关机。
模块100输入故障保护还可以由与主要保护控制器305通过模块通信总线140通信的保护处理器110提供。如果保护处理器110检测到(例如)故障，那么保护处理器110可以指示主要保护控制器305在外面禁用模块100。在一些实施方式中，模块100故障还可以由保护处理器110记录。在一些实施方式中，故障可以储存在保护处理器110的存储器110a(例如，非易失性存储器)内，并且可以禁用模块100直到可以修理或更换。为了帮助调试，在一些实施方式中，保护处理器110还可以利用主要数据记录器310记录一些或所有事件。通过这种方式，关于模块故障、通信、主要逻辑命令以及其他相关信息的信息可以包括数据集，以由主要数据记录器310记录。
在一些实施方式中，通过配置调制方法和输出功率，逻辑处理器115可以调节DSP105。并行模块100内的逻辑处理器115之间的协调可以启用相等的负载共享和时钟同步。结果，每个逻辑处理器115可以与主要逻辑控制器320通信关于目前被分配为向哪个负载供电的信息。
如图所示，模块100可以接受由外部整流器单元整流的高压DC功率(HVDC)。在一些实施方式中，输入电流和电压可以由电流和电压传感器165监测。DC波形可以由DC电磁干扰(EMI)滤波器170过滤，该滤波器可以减少DC总线上的噪声并且稳定输入电流和电压。然后，逆变器模块160可以生成AC波形，该波形可以由输出AC EMI滤波器175过滤，以供系统负载使用。在一些实施方式中，额外的滤波器和处理器可以用于去除切换瞬变现象并且平滑输出波形。在一些实施方式中，每个模块100可以包括(例如)一个小输入EMI滤波器170以及用于每个负载的更大输出EMI滤波器175(串联连接EMI滤波器提高了滤波器衰减)。
在输出AC EMI滤波器175之后的额外的传感器也可以监测电流和电压波形。在一些实施方式中，在模块100上具有一个或多个电压和/或电流传感器，并且在负载侧上具有一个或多个电压和/或电流传感器。这可以在功率切换网络325内启用故障检测，如下所述。
如图2中所示，在一些实施方式中，并非使用外部整流器，整流器205可以整合到模块200内。在这个配置中，模块200可以使用AC功率输入，例如，三相AC功率输入。整流器205可以包括(例如而非限制性地)有源前端(包括固态开关)或传统的无源整流器(例如，多脉冲自耦变压器整流器单元、变压器整流器单元或二极管整流器)。这个配置可以提供更大的可靠性，这是因为(例如)整流器205故障仅仅影响一个模块200。此外，提高了可靠性和安全性，这是因为在模块200之间还具有更小的循环电流(例如，每个模块200可以与其他模块200隔离)。当然，由于具有额外的元件205、210，所以这种方法引起模块200的成本、重量、体积以及复杂度略微增大。在一些实施方式中，额外电流和电压传感器210可以在整流器205之后使用以感测故障状态。
图3A至图3C描述转换器的总体系统300架构。主要控制器302可以包括(例如而非限制性地)主要通信控制器315、主要逻辑控制器320、主要保护控制器305、主要数据记录器310或主要数据记录控制器、以及功率切换网络(PSN)325。主要通信控制器315可以通过每个模块100的模块通信总线140连接每个模块，能够使模块100之间实现消息交换。此外，来自主要逻辑控制器320的消息还可以由主要通信控制器315路由给其相应的目的地(例如，模块100、外部飞机系统350等)。
在一些实施方式中，为了帮助调试，由主要通信控制器315处理的消息可以复制并且传输给主要数据记录器310，其中，主要数据记录器记录消息以用于协作(concurrent，同时，并行)或未来分析。在一些实施方式中，主要通信控制器315可以促进模块100与外部飞机系统350(例如，位于请求功率的系统300外面的飞机系统350)之间的通信。在一些实施方式中，主要逻辑控制器320可以从外部飞机系统接收针对具有规定的功率水平(例如，电流和/或电压)的负载的请求。然后，主要逻辑控制器320可以分配模块100，以通过相应地选择和配置模块100和功率切换网络3254来满足功率请求。
为了确保在系统300内发生的任何故障状态被检测到和中断，主要保护控制器305可以监测每个模块100的输入和输出，包括(例如而非限制性地)高压DC总线和低压DC总线的输入电流和电压波形。在一些实施方式中，如果发生故障，那么主要保护控制器305可以信令相应的功率开关330，以断开模块100，记录故障于主要保护控制器存储器305a内，并且将故障消息发送给主要数据记录器310。主要保护控制器305可以禁用模块100，直到(例如)修理或更换。
另一方面，可以由主要数据记录器310处理控制消息和传感器读数的记录。主要数据记录器310可以通过数据记录总线345将其接收的数据记录到数据存储介质335中，该总线可以通过数据储存接口(DSI)310a进行通信。在一些实施方式中，例如，在高频传感器读数写入数据存储器中时，可以使用高速高容量储存装置。在一些实施方式中，可以使用与主要控制器(例如，主要保护控制器305、主要数据记录器310、主要通信控制器315以及主要逻辑控制器320)和模块100的处理器(例如，电动机控制DSP 105、保护处理器110以及逻辑处理器115)的冗余低压DC连接，增强系统300的可靠性。
在这个配置中，可以通过位于模块100外面的整流器单元(整流器)340，给模块100供电。每个整流器340可以给N个(任何数量)模块100供电。当然，减少由每个整流器340供电的数量N可以提高可靠性，但以增大重量和复杂度为代价。结果，如果具有(例如)M个整流器340，那么这会产生总共N*M个模块100。如上所述，整流器340可以是(例如但并非限制地)AFE、无源二极管、或多脉冲自耦变压器单元整流器。
在一些实施方式中，如图4中所示，输出系统400可以包括功率切换网络325。功率切换网络325可以通过负载连接器(420-1到420-K)的阵列将模块100输出(415-1到415-N)的阵列切换到其分配的负载。功率切换网络保护控制器405通过监测电流和电压波形，可以提供负载故障识别和中断。如果功率切换网络保护控制器405检测到故障状态，那么可以使连接至负载的一些或所有功率切换网络325的开关410断开。在一些实施方式中，功率切换网络保护控制器405还可以记录故障于NVM中，以帮助重新闭合开关410(例如，在纠正故障时)或者永久断开开关410(例如，直到更换)。功率切换网络保护控制器405还可以通知功率切换网络325该故障。然后，功率切换网络325可以断开连接至负载的所有开关，从而提供冗余系统保护。在一些实施方式中，如果需要的话，那么系统300的输出可以包括EMI衰减的最终阶段。每个负载可以具有一个或多个专用AC输出EMI滤波器，该滤波器可以过滤来自所有并行模块100的组合波形。在一些实施方式中，开关410可以是(例如而非限制性地)固态开关或机电式接触器。
在一些实施方式中，如图5中所示，模块100可以主要由电动机控制DSP 105控制，而并非多个模块控制器(例如，电动机控制DSP 105、保护处理器110以及逻辑处理器115)。在这个配置中，将逻辑处理器115功能转移给主要逻辑控制器320可以减少模块100所需要的处理器的数量。在一些实施方式中，例如，这还可以消除每个模块的逻辑处理器115之间的配电协商处理。在这个配置中，电动机控制DSP 105可以由主要逻辑控制器320配置。负载传感器信号可以由主要逻辑控制器320根据需要传输给电动机控制DSP 105。此外，用于生成同步波形的系统300参考时钟同步可以依然由电动机控制DSP 105提供。
在这个配置中，保护处理器110功能可以整合到参考时钟同步内，以生成同步波形。在大部分情况下，处理较少量的额外信号不给电动机控制DSP 105增加很大的负担。如果电动机控制DSP 105识别出故障状态，那么电动机控制DSP 105可以仅仅通过停止PWM信号120来禁用模块100。
在一些实施方式中，为了降低模块通信总线140的带宽要求，模块100还可以包括单独的数据记录通信总线505。通过这种方式，较高的带宽数据记录通信可以由数据记录通信总线505处理，而作为较低带宽、高可靠性通信的控制通信510可以保持在模块通信总线140上。通过这种方式，电动机控制DSP 105可以连接至这两个通信总线505、510，以启用这两种类型通信。
在依然其他实施方式中，如图6A至图6C中所示，系统600可以包括更重要的主要逻辑控制器320以及主要数据记录器310，能够消除主要通信控制器315。在这个配置中，主要逻辑控制器320可以连接至每个模块的逻辑通信总线，以能够将配置传输给模块100。并行模块100之间的配电以及与外部飞机系统605(例如，位于系统600外面的飞机系统，而非飞机)的通信可以由主要逻辑控制器320控制。主要数据记录器310可以连接至每个模块的数据记录通信总线505，以启用更高频率的数据记录。在一些实施方式中，可以与主要保护控制器305和/或主要逻辑控制器320进行额外连接，以用于数据储存，而主要保护控制器305可以充分地操作，如上所述。
在一些实施方式中，如图7中所示，系统700可以包括从单独模块100中重新定位到系统300输出中的负载传感器信号处理。在这个配置中，功率切换网络保护控制器405可以监测负载信号，以确保不发生故障(例如，超温或超速状态)。功率切换网络保护控制器405可以将传感器数据(包括但不限于负载温度705和负载位置710)中继给主要逻辑控制器320，用于分配给模块100。
图8描述了消除参考同步问题(例如，模块100之间的参考时钟的同步，如上所述)的替换模块800架构。在一些实施方式中，这可以通过将电动机控制器DSP 105重新定位到主要控制302中来实现。如上所述，电动机控制器DSP 105计算PWM状态，然后，将其传输(例如，经由通过光纤的开关状态消息)给模块800。光纤可以用于模块间通信，例如，用于在无屏蔽的电线上防止数据损坏。在这个配置中，光纤收发器805可以接收开关状态消息。
然后，在光纤收发器805内的解码器805a可以生成栅极驱动器815的栅极驱动信号810。光纤收发器805可以传输、接收、编码以及解码从电域到光域的信号，反之亦然。光纤信号可以有利，这是因为光信号不受到由功率切换网络生成的EMI噪声的影响。因此，光学介质可以有助于通过较长的距离(例如，模块100之间)传输信息。
解码器805a可以是逻辑电路，例如(例如而非限制性地)，现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、专用集成电路(ASIC)或处理器。此外，通过分别监测针对DC输入和AC输出的电流和电压传感器812、817、模块装置820的温度以及逆变器直通825以及其他，保护处理器110可以提供基本保护。如果发生故障，那么保护处理器110可以禁用逆变器830并且通知主要保护控制器305该故障。在一些实施方式中，保护处理器110可以通过光纤收发器805与主要保护控制器305通信。在其他实施方式中，保护处理器110可以通过模块通信总线140与主要保护控制器305通信。在一些实施方式中，可以以不同的频率传输开关状态消息和保护消息，以能够同时通信。
在另外其他实施方式中，如图9A至图9C中所示，电动机控制器DSP 105可以从模块100中重新定位到主要控制器302中。通过考虑电动机控制器DSP 105，由于装置的接近性(例如，从同步中去除大部分时间延迟元件)，所以时钟同步不太困难。在一些实施方式中，电动机控制器DSP 105可以放在模块化辅助板上，以促进系统900的修理。电动机控制器DSP105的数量可以等于由系统900控制的最大数量的同时负载K。在这个配置中，每个电动机控制器DSP 105可以计算PWM状态，然后，将开关状态消息传输给模块100，并行模块100从相同的电动机控制器DSP 105接收开关状态消息。在一些实施方式中，PWM路由器905可以用于将开关状态消息路由给并行模块100。负载传感器路由器910可以将传感器信号(例如，负载电流和电压)路由给相应的电动机控制器DSP 105。
在一些实施方式中，主要逻辑控制器320可以与每个电动机控制器DSP 105直接通信，以配置必要的控制变量(例如，脉冲宽度和幅度)。在一些实施方式中，如上所述，光纤收发器805可以用于与模块100通信。多个波长/频率还可以用于能够同时传输和/或接收开关状态消息和模块故障消息。
上面讨论的架构可以提供高可靠性，这是因为每个模块100的控制器几乎独立地操作。在大部分情况下，与其他控制器的交互限于在各种模块100的逻辑处理器115之间分配配电以及由主要逻辑控制器320分配负载和功率。在这个配置中，例如，模块100故障并不影响其他模块100的操作。此外，在模块通信总线140提供各种模块处理器(例如，DSP 105、保护处理器110以及逻辑处理器115)与主要控制器之间的接口时，简化通信。然而，这个架构可以具有略微更低的成本有效并且更加难以实现。例如，将专用逻辑控制器用于最小的任务，可以造成未使用的处理功率，从而增大模块成本。另一方面，将逻辑控制器功能整合到其他控制器(例如，主要逻辑控制器320)内，会降低成本和模块复杂度。实现同步参考时钟，可以给模块增加复杂度和成本。
在图10和图11中显示了总体系统架构，包括在图1至图9C中讨论的子系统，系统1000可以控制并行模块化逆变器1015的系统，以驱动多个和/或不同类型的AC或DC机器1010。系统1000可以包括多个并联的并行模块化逆变器1015，每个逆变器能够被配置为通过可重新配置的控制切换网络1025接收嵌入在电动机控制系统1020内的多个控制算法1022a、1022b、1022c中的任一个。每个并行模块化逆变器1015可以被配置为通过可重新配置的功率切换网络1030驱动负载侧的多个AC机器1010中的一个或多个。
例如，这个配置能够动态地重新配置控制切换网络1025和功率切换网络1030。此外，可进入多个并行逆变器1015中的任何逆变器，以驱动负载侧的多个电动机1010(或其他电负载)中的任何电动机，并且可进入嵌入系统1000内的多个控制算法1022中的任何控制算法，以控制多个逆变器1015中的任何逆变器。结果，一个或多个逆变器1015可以必要时驱动一个电动机1010，以满足负载要求，和/或可以同时驱动负载侧的多个电动机1010，可以通过一个或多个逆变器1015驱动每个电动机。此外，可以使用相同的控制算法(例如，1020a)或不同的控制算法(例如，1020b)同时驱动负载侧上的多个电动机1010。
如图10中所示，此外，系统可以包括系统控制器1035，其被配置为与交通工具控制器1040通信，例如，以从交通工具控制器1040获得操作命令并且给交通工具控制器1040提供系统1000状态信号。在一些实施方式中，系统控制器1035还可以重新配置功率切换网络1030，以提供适当数量的并行逆变器模块1015，以实时驱动电动机1010。换言之，在电动机1010的负载增大时，系统控制器1035可以信令功率切换网络1030，以并行放置更多的逆变器模块1015。相反，当然，在电动机负载减小时，系统控制器1035可以信令功率切换网络1030，以切断一个或多个逆变器模块1015。必要时，然后，系统控制器1035可以将逆变器模块置于与其他逆变器模块1015并行，以驱动其他负载1010。
在一些实施方式中，系统控制器1035还可以重新配置控制切换网络1025，以给一个或多个逆变器模块1015提供合适的电动机控制算法1022，从而驱动一个或多个电动机类型。系统控制器1035可以提供与(例如而非限制性地)磁场定向控制(FOC)、直接转矩控制(DTC)、电压/频率控制(V/F)相关的算法。例如，这可以有助于有效地驱动特定的电动机类型(例如，感应电动机、同步电动机、永磁同步电动机、无刷DC电动机等)。
在一些实施方式中，系统控制器1035还可以给相应的电动机1010(或电动机控制器)发送(例如而非限制性地)电动机速度、转矩或功率参考值。在一些实施方式中，系统控制器1035可以在嵌入式控制器上储存和运行。系统控制器1035可以包括(例如而非限制性地)微控制器处理器、FPGA或ASIC。在一些实施方式中，系统控制器1035可以使用实时模拟器/仿真器或者可以实时运行。
在一些实施方式中，电动机控制器算法1022的数量可以由不同电动机负载的数量确定。例如，如果系统1000驱动3种不同类型的电动机1010，那么可以开发三个电动机控制器算法1022，每个电动机控制算法1022专用于电动机负载。当然，如果全部三个电动机1010通过相同的电动机执行相同的功能，那么可以使用相同的算法1022给全部三个负载供电。
控制切换网络1025可以动态地配置一个或多个逆变器1015，每个逆变器可以由特定的控制算法1022或者共同控制算法1022驱动，按照命令通过控制切换网络1025从系统控制器1035路由共同控制算法。在一些实施方式中，可以尽可能最小化进入并且来自控制切换网络1025的信号之间的时间延迟，以提高电动机驱动性能。
例如，控制切换网络1025可以以软件或硬件实现方式。在一些实施方式中，软件编码的控制切换网络1025可以在(例如而非限制性地)嵌入式控制器、实时模拟器或计算机上运行。在其他实施方式中，可以使用硬件装置实现控制切换网络1025，例如(例如而非限制性地)CPLD、ASIC或FPGA。
在一些实施方式中，功率切换网络1030可以动态地配置一个或多个逆变器，以从系统控制器1035中以每一个或多个特定的控制算法驱动一个或多个电动机。在一些实施方式中，功率切换网络1030可以用作短路和/或过电流保护装置。在这种情况下，在检测到故障时，断开与短路或过电流负载相关联的功率开关1030a。
可以使用(例如而非限制性地)固态继电器、机械继电器、晶体管以及其他可控功率开关来实现功率切换网络1030。当然，逆变器1015将DC功率转换成请求的AC功率(例如，具有不同的电压水平、频率、波形等)，以按照电动机算法1022和系统控制器1035驱动各种AC机器(例如，AC电动机1010)。晶体管可以包括(例如而非限制性地)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)以及双极结型晶体管(BJT)。
在依然其他实施方式中，系统1000可以根据负载优先级因素分配负载。换言之，如果(例如)外部飞机系统1040(例如，位于系统1000外面)请求的负载的数量大于模块100可以提供的数量，那么系统1000可以通过负载优先级因素分配负载，更高优先级的负载在更低优先级的负载之前通电。如果飞机1040请求大负载，以使得降低(例如)起落架，那么系统1000可以暂时重新分配一些或所有模块1015，以给起落架电动机供电。在起落架向下并且锁定时，反过来，系统1000可以将模块1015重新分配给其先前的负载(或者分配给现有的负载)。因此，例如，可以暂时停用舱室通风机，支持起落架，然后，在起落架落下时，重新启动舱室通风机。
在一些实施方式中，例如，在过量的低优先级的负载共同超过系统1000的额定功率时，系统1000可以以更低的设置给一些或所有负载供电。通过这种方式，所有负载通电，但是可以通过更低的速度和负载操作。因此，例如，飞机舱室通风机、照明以及娱乐系统可以在超过系统1000额定功率时同时请求功率。结果，系统1000可以(例如)给娱乐系统提供全功率，但是略微减小舱室通风机速度和照明强度，以减少总体功率需求。
如图12中所示，本公开的实施方式还可以包括用于配电的方法1200。在一些实施方式中，方法1200可以包括接收1025来自交通工具的负载请求(例如，来自交通工具控制器1040的负载请求)。然后，控制器可以确定1210所请求的负载高于还是低于单个模块的额定功率。如果负载请求低于单个模块的额定功率，那么控制器可以将负载分配1220a给单个模块。如果另一方面，负载高于单个模块可以供电的负载，那么控制器可以使给负载供电所需要的多个模块(“X”)并行1215一起，然后，将负载分配1220b分配给X个模块。然后，控制器可以激活1225提供必要负载的模块。
在交通工具不再需要电源(例如，起落架落下)时，交通工具可以请求1230断开负载，并且控制器可以断开1235这个或这些模块。在一些实施方式中，系统还可以连续或定期检查1240当前系统要求并且根据需要重新分配模块。
实例1
在一个实例中，每个模块100可以具有10A额定电流。由于在转换器300内具有10个模块100，因此，转换器可以提供100A。如果飞机需要25A负载来给起落架的液压电动机供电，那么系统300可以确定负载需要至少三个模块100，并行放置三个模块100，然后，给负载分配和激活三个模块100。如果在(例如)起落架的操作期间，功率要求改变，例如，启动电动机所需要的功率大于用于运行电动机的连续功率，那么随着负载变化，系统300可以去除(或增加)模块100。
同样，如图13中所示，本公开的实施方式还可以包括用于给多个负载配电的方法1300。在一些实施方式中，方法1300可以包括接收1305来自交通工具的至少两个负载请求。然后，控制器可以确定1310负载请求高于还是低于单个模块的额定功率。如果负载请求低于单个模块的额定功率，那么控制器可以将每个负载分配1320b给单个模块。如果另一方面，任一个(这两个)负载大于单个模块可以供电的能力，那么控制器可以使两个或多个模块并行1315a、1315c一起，然后根据需要将负载分配1320a、1320c分配给并行模块。然后，系统可以激活1325模块。在一些实施方式中，系统还可以连续地或定期地检查1340当前系统要求并且根据需要重新分配1320模块。在交通工具不再需要用于一个或这两个负载的电源时，交通工具可以请求1330负载断开，并且控制器可以断开1335用于这个负载的这个或这些模块。
实例2
在另一个实例中，如上所述，每个模块100可以再次具有10A额定电流，并且在转换器300内的10个模块100总共具有100A容量。如果飞机请求(例如)第一15A负载(load，电量，负荷)来给起落架的液压电动机供电以及第二7.5A负载来将舱室通风机开低，那么系统300可以确定负载需要至少三个模块100。系统300可以并行放置第一模块100和第二模块100。然后，系统300可以将第一负载分配给第一模块100和第二模块100，并且将第二负载分配给第三模块100。
系统300可以再次连续地或者间断地检查交通工具功率要求是否改变1340。如果在(例如)起落架的操作期间，功率要求改变，例如，启动电动机所需要的功率大于用于运行电动机的连续功率，和/或交通工具请求将舱室通风机调高，那么在负载变化时，系统300可以解耦1315c第一和第二模块，使第二和第三模块成对，并且将第一负载(起落架)分配1320c给第一模块100，并且将第二负载(舱室通风机)分配给第二和第三模块100。
多个模块100并行使得模块100能够给超过其单独的额定功率的负载供电。任何数量的模块100可以在理论上结合在一起，以给任何负载供电。然而，实际上，相同的输入信号并非在所有模块100内产生相同的输出信号。这可以是因为(例如而非限制性地)在模块100内具有制造公差，在系统300的布线和连接中具有变化的电阻(阻抗)，并且在输入信号内具有差异。这些差异反过来造成模块100的输出的差异，这造成并行模块100之间的负载失衡。
如果负载失衡足够大，那么系统部件会被损坏或破坏。由于电流在并行模块100之间以与其阻抗成反比地分割，所以更大的电流流过具有更小阻抗的模块100。结果，具有更小阻抗的模块100(并且相关联地，更低的负载容量)可以超负荷，而更高阻抗的模块100可以装载成低于其容量。同样，AC源的相位失衡(例如，一个相位具有比另一个相位更大的幅度)的影响在于，每个模块100不均匀地分担总负载。
无论是由于相位失衡、阻抗不匹配还是其他原因，对于30A负载，例如，三个模块中的每个都不可能当作一致的10A，而是当作15A、8A以及7A。负载看到正确的30A，从而正常操作(例如，负载不“关心”分配功率的方式)。另一方面，在逆变器1015内的IGBT可以传送其额定电流以上，并且此外，这可能造成过热、破坏IGBT装置或过电流保护的不稳定跳闸。这可以造成更低阻抗的模块100发生故障、较差的系统使用、维修问题以及较差的系统可靠性。
为此，本公开的实施方式还可以包括系统和方法1400，用于平衡负载，控制相位间的失衡并且减少并行模块100之间的循环电流。本公开的实施方式可以包括方法1400，用于平衡并行模块之间的输出电流，如图14中所示。
在一些实施方式中，方法1400可以包括从外部飞机系统1405中接收负载请求。如前所述，然后，方法1400可以包括计算为请求供电所需要的并行模块的数量，如在1410中所示。因此，例如，如果需要45A负载，并且系统使用10A模块，那么系统可以确定最少需要5个并行模块。方法1400可以继续计算模块之间的理论理想负载分担，如在1415中所示。换言之，如果每个模块的阻抗最佳匹配，那么每个模块给负载供电。在以上实例中，如果每个模块最佳匹配，那么例如，每个模块提供9A给负载供电。如上所述，模块可以由系统控制器1035和合适的电动机控制算法1022激活。
然后，方法1400可以测量每个激活的模块的输出电流，如在1425中所示，然后，确定每个模块的实际输出是否近似等于理想负载(来自1415)，如在1430中所示。在一些实施方式中，这可以由每个模块的输出电流或电压的直接测量来进行。在其他实施方式中，系统可以监测系统内的其他类型的反馈，例如(例如而非限制性地)逆变器温度、循环电流、或负载上的相位失衡。例如，具有更高输出的模块比具有更低输出的模块具有更高的操作温度。
如上所述，由于系统使用单个算法来计算控制信号(例如，PWM)栅极信号)，所以并行模块的输出通过设计而相位同步。结果，在负载上的任何明显失衡可以表示在系统内的某个地方具有问题，例如，失效的电动机绕组或造成短路的绝缘，或者IGBT开始失效。因此，在负载上的失衡可以用作故障状态的指示。
在某些情况下，电源开关的终端电压较小，并且难以测量，尤其在具有大量EMI(由快速切换时间生成)和大电流时。结果，电流测量通常被视为确定并行模块之间的电流共享失衡的实用方法。如果在模块之间具有失衡，那么方法可以继续修改电动机控制算法，以平衡模块的输出，如在1435中所示。
如果一个模块的一个相位比与其并行的其他模块提供更多的电流，那么例如，脉冲宽度可以在该模块中略微减小，并且在其他模块上增大，以平衡其输出。还能够修改电动机控制算法，以补偿失衡。在FOC中，例如，方法1400可以进行电动机测量和输入命令，以在旋转的坐标系中生成“平均”输出命令，并且每个模块可以应用校正。然后，方法1400可以根据那些校正，为每个模块生成一组不同的PWM信号。在大部分情况下，输入是全数字的，包括(例如而非限制性地)在控制算法中计算的变量或者直接数字逻辑PWM信号。
这个方法1400可以继续，同时给负载供电。在一些实施方式中，例如，可以恒定地或者以预定的间隔(例如，每秒1次)监测输出电流。在一些实施方式中，例如，在交通工具控制器表示负载不再需要通电时，或者在飞机的主电源切断(例如，用于飞机的夜间储存)时，方法1400可以结束。
在其他实施方式中，如图15中所示，系统1500可以包括负载平衡器1505，用于平衡多个模块或逆变器1015的输出电流。负载平衡器1505可以接收系统1500的输入，包括(例如而非限制性地)系统控制器1035请求的负载、(通过控制切换网络1025)来自电动机控制系统1020的、针对每个逆变器1015的输入电动机控制信号1510、以及每个逆变器1015的输出电流1515。因此，例如，如果每个逆变器1015接收相同的输入1510，但是第一逆变器1015提供更低的输出电流1515，那么负载平衡器1505可以修改输入第一逆变器1015内的电动机控制信号1510，以获得与其他的逆变器1015匹配的输出电流1515。
在一些实施方式中，负载平衡器1505可以包括多种类型的反馈控制器。在一些实施方式中，负载平衡器1505可以包括(例如而非限制性地)比例-积分(PI)、比例-积分-微分(PID)控制器、模糊逻辑或神经网络。在其他实施方式中，负载平衡器1505可以计算每个逆变器1015的理论的“理想”负载(如前面在1415上所示)。在一些实施方式中，理想负载可以给每个逆变器1015分配相等的负载部分。通过这种方式，负载平衡器1505可以监测每个逆变器1015的输出电流1515，并且相应地调整输入的电动机控制信号1510。在这个配置中，负载平衡器1505的误差是每个逆变器1015的输出电流1515与理想的输出电流之间的差异(例如，以使得每个逆变器1015提供交通工具控制器1040请求的总负载的相同比例)。然后，负载平衡器1505可以通过调整输入到每个逆变器1015内的电动机控制信号1510，来尽可能减少误差(例如，电流失衡)。
进一步，本公开包括根据以下项的实施方式：
项1.一种用于向多个电负载供电的系统，所述系统包括：第一并行模块化转换器模块，具有输入和输出，用于提供第一交流电流(AC)输出；第二并行模块化转换器模块，具有输入和输出，用于提供第二AC输出；以及负载平衡器，其连接至所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输入和输出，其中，所述负载平衡器比较所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输出，并且其中，所述负载平衡器修改进入所述第一并行模块化转换器模块的输入，以使所述第一并行模块化转换器模块的输出和所述第二并行模块化转换器模块的输出相等。
项2.根据项1所述的系统，进一步包括：第三并行模块化转换器模块，具有输入和输出，用于提供第三交流电流(AC)输出，其中，所述负载平衡器比较所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块的输出的输出电流，并且其中，所述负载平衡器修改所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块中的一个或多个的输入，以使得所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块的输出电流大体上平衡。
项3.根据项1所述的系统，其中，所述负载平衡器包括比例-积分-微分(PID)控制器。
项4.根据项3所述的系统，其中，所述PID控制器的误差包括在所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输出电流之间的差异，并且其中，所述PID控制器修改所述第一并行模块化转换器模块和/或所述第二并行模块化转换器模块的输入，以减少误差。
项5.一种并行模块转换器，包括：第一并行模块化转换器模块，用于提供第一交流电流(AC)输出并且连接至模块通信总线；第二并行模块化转换器模块，用于提供第二AC输出并且连接至所述模块通信总线；主要逻辑控制器，用于将第一负载分配给第一并行模块化转换器模块和第二并行模块化转换器模块中的一个或多个，所述模块通信总线连接所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块；主要通信控制器，其连接至所述模块通信总线和所述主要逻辑控制器，以在其间路由消息；以及负载平衡器，其连接至所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输入和输出。
项6.根据项5所述的并行模块转换器，其中，所述主要逻辑控制器使用功率切换网络并行放置所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块，并且将所述第一负载分配给所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块；并且其中，所述负载平衡器修改至所述第一并行模块化转换器模块的输入，以使所述第一并行模块化转换器模块的输出和所述第二并行模块化转换器模块的输出相等。
项7.根据项6所述的并行模块转换器，进一步包括：第三并行模块化转换器模块，用于提供第三AC输出并且连接至所述模块通信总线，其中，所述主要逻辑控制器使用功率切换网络并行放置所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块，并且将所述第一负载分配给所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块，并且其中，所述负载平衡器修改至所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块中的一个或多个的输入，以使所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块的输出相等。
项8.根据项7所述的并行模块转换器，其中，所述负载平衡器修改所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块中的一个或多个的电动机控制算法，以使得所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块的输出电流大体上平衡。
项9.根据权利要求8所述的并行模块转换器，其中，所述电动机控制算法包括磁场定向控制算法，并且所述负载平衡器修改所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块中的一个或多个的脉宽调制(PWM)信号。
项10.根据项5所述的并行模块转换器，进一步包括：电动机控制系统，用于给所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块提供一个或多个电动机控制算法；以及功率切换网络，用于将所述一个或多个电动机控制算法连接至所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块，其中，所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输入是所述一个或多个电动机控制算法，并且其中，所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输出是一个或多个输出电流。
项11.一种用于平衡多个并行模块化转换器模块之间的输出的方法，所述方法包括：在系统控制器上自交通工具控制器接收给第一负载供电的请求；通过负载平衡器计算给所述第一负载供电所需要的并行模块化转换器模块的数量；将给所述第一负载供电所需要的计算的并行模块化转换器模块置于与主要逻辑控制器并行；通过所述负载平衡器感测每个计算的并行模块化转换器模块的输出；并且通过所述负载平衡器修改进入一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入信号，以使得每个计算的并行模块化转换器模块的输出相等。
项12.根据项11所述的方法，进一步包括：通过所述负载平衡器计算每个计算的并行模块化转换器模块的理想负载；并且修改进入一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入电动机信号，以使得每个计算的并行模块化转换器模块的输出与所述计算的理想负载大体上相等。
项13.根据项12所述的方法，其中，修改所述输入信号包括修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的电动机控制算法，以使得每个计算的并行模块化转换器模块的输出电流同步。
项14.根据项13所述的方法，其中，所述电动机控制算法包括磁场定向控制(FOC)算法，并且其中，修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入的电动机控制算法包括修改所述FOC算法的脉宽调制(PWM)信号，以大体上平衡所述计算的并行模块化转换器模块之间的输出电流。
项15.根据项13所述的方法，其中，所述电动机控制算法包括电压/频率控制算法。
项16.根据项11所述的方法，其中，通过所述负载平衡器修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括通过比例-积分-微分(PID)控制器修改所述输入信号。
项17.根据项16所述的方法，其中，所述PID控制器的误差包括所述计算的并行模块化转换器模块的输出电流之间的差异，并且其中，通过所述负载平衡器修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括通过所述PID控制器修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入，以减少误差。
项18.根据项11所述的方法，进一步包括：通过所述负载平衡器计算向所述第一负载供电所需要的所述计算的并行模块化转换器模块之间的理想负载；并且通过所述负载平衡器修改进入一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入信号，以使得每个计算的并行模块化转换器模块的输出与所述理想负载近似相等。
项19.根据项18所述的方法，其中，所述负载平衡器包括PID控制器，其中，所述PID控制器的误差包括每个计算的并行模块化转换器模块的输出电流与所述理想负载之间的差异，并且其中，通过所述负载平衡器修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括通过所述PID控制器修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入，以减少误差。
项20.根据项11所述的方法，进一步包括：将一个或多个电动机控制算法提供给所述计算的并行模块化转换器模块，并且其中，通过所述负载平衡器修改一个或多个计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括修改所述一个或多个电动机控制算法。
虽然上面公开了几个可能的实施方式，但是不这样限制本公开的实施方式。例如，虽然为并行模块化转换器模块公开了几个可能的配置，但是在不背离本公开的精神的情况下，可以选择其他合适的配置和部件。例如，负载平衡器1505描述为单独控制器；然而，负载平衡器1505还可以包含在现有控制器(例如，系统控制器1035)内，以减少在系统内的单独部件的数量。此外，根据(例如)由飞机的尺寸或构造、重量或功率束缚造成的需要稍微变化的特定飞机或应用，用于本公开的实施方式的各种特征的位置和配置(例如，模块的数量、所使用的电子设备的类型等)可以变化。这种变化旨在包含在本公开的范围内。
根据需要根据本公开的原理构造的装置、系统或方法的特定设计规范或约束，特定配置、材料选择、以及各种元件的尺寸和形状可以变化。这种变化旨在包含在本公开的范围内。因此，目前公开的实施方式在各方面被视为具有说明性，而非限制性。本公开的范围由所附权利要求(而非以上描述)指示，并且在其等同物的意义和范围内的所有变化旨在包含在其内。

Claims (19)

1.一种并行模块转换器(300)，包括：
第一并行模块化转换器模块(415-1)，用于提供第一AC输出并且连接至模块通信总线；
第二并行模块化转换器模块(415-2)，用于提供第二AC输出并且连接至所述模块通信总线；
主要逻辑控制器(320)，用于将第一负载(420)分配给所述第一并行模块化转换器模块(415-1)和所述第二并行模块化转换器模块(415-2)中的一个或多个，所述模块通信总线(140)连接所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块；
主要通信控制器(315)，连接至所述模块通信总线和所述主要逻辑控制器，以在所述主要逻辑控制器和所述主要通信控制器之间路由消息；以及
负载平衡器(1505)，连接至所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输入和输出，
其中，所述负载平衡器被配置为：将来自所述第一并行模块化转换器模块的第一AC输出和来自所述第二并行模块化转换器模块的第二AC输出进行比较，并且在确定所述第一AC输出和所述第二AC输出之间存在失衡时，修改用于所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块中的一者或两者的相关控制算法以使所述第一AC输出和所述第二AC输出相等。
2.根据权利要求1所述的并行模块转换器，其中，所述主要逻辑控制器使用功率切换网络(325)并行放置所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块，并且将所述第一负载分配给所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块。
3.根据权利要求2所述的并行模块转换器，进一步包括：
第三并行模块化转换器模块(415-3)，用于提供第三AC输出信号并且连接至所述模块通信总线，
其中，所述主要逻辑控制器使用所述功率切换网络并行放置所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块，并且将所述第一负载分配给所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块，并且
其中，所述负载平衡器修改所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块中的一个或多个的输入，以使所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块的输出相等。
4.根据权利要求3所述的并行模块转换器，其中，所述负载平衡器修改用于所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块中的一个或多个的电动机控制算法，以使得所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块的输出电流平衡。
5.根据权利要求4所述的并行模块转换器，其中，所述电动机控制算法包括磁场定向控制算法，并且所述负载平衡器修改用于所述第一并行模块化转换器模块、所述第二并行模块化转换器模块以及所述第三并行模块化转换器模块中的一个或多个的脉宽调制PWM信号。
6.根据权利要求1所述的并行模块转换器，进一步包括：
电动机控制系统(1020)，用于给所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块提供一个或多个电动机控制算法；以及
控制切换网络(1025)，用于将所述一个或多个电动机控制算法连接至所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块，
其中，所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输入是所述一个或多个电动机控制算法，并且
其中，所述第一并行模块化转换器模块和所述第二并行模块化转换器模块的输出是一个或多个输出电流。
7.一种用于平衡多个并行模块化转换器模块之间的输出的方法，所述方法包括：
在系统控制器上自交通工具控制器接收(1405)向第一负载供电的请求；
通过负载平衡器计算(1410)向所述第一负载供电所需要的并行模块化转换器模块的第一数量；
通过主要逻辑控制器将向所述第一负载供电所需要的计算的并行模块化转换器模块置于并行；
通过所述负载平衡器感测每个所述计算的并行模块化转换器模块的输出；
确定所述计算的并行模块化转换器模块的各个输出之间存在失衡；并且
通过所述负载平衡器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入信号，以使得各个所述计算的并行模块化转换器模块的输出相等。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
通过所述负载平衡器计算(1415)每个所述计算的并行模块化转换器模块的理想负载；并且
修改(1435)一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入电动机信号，以使得每个所述计算的并行模块化转换器模块的输出与计算的理想负载相等。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，修改所述输入信号包括修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的电动机控制算法，以使得各个所述计算的并行模块化转换器模块的输出电流同步。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电动机控制算法包括磁场定向控制FOC算法，并且
其中，修改输入至一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的所述电动机控制算法包括修改所述FOC算法的脉宽调制PWM信号，以平衡所述计算的并行模块化转换器模块之间的输出电流。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电动机控制算法包括电压/频率控制算法。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，利用所述负载平衡器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括通过比例-积分-微分PID控制器修改所述输入信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述PID控制器的误差包括所述计算的并行模块化转换器模块的输出电流之间的差异，并且
其中，通过所述负载平衡器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括通过所述PID控制器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入，以减少所述误差。
14.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
通过所述负载平衡器计算向所述第一负载供电所需要的所述计算的并行模块化转换器模块之间的理想负载；并且
通过所述负载平衡器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入信号，以使得每个所述计算的并行模块化转换器模块的输出与所述理想负载相等。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述负载平衡器包括PID控制器，
其中，所述PID控制器的误差包括每个所述计算的并行模块化转换器模块的输出电流与所述理想负载之间的差异，并且
其中，通过所述负载平衡器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括通过所述PID控制器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入，以减少误差。
16.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
将一个或多个电动机控制算法提供给所述计算的并行模块化转换器模块，并且
其中，通过所述负载平衡器修改一个或多个所述计算的并行模块化转换器模块的输入信号包括修改所述一个或多个电动机控制算法。
17.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
在确定所述第一负载的电力请求改变时，确定足以向所述第一负载供电的并行模块化转换器模块的第二数量，其中，所述第二数量小于所述第一数量；
根据并行模块化转换器模块的所述第二数量，从并行放置的第一数量的并行模块化转换器模块中移除至少一个并行模块化转换器模块；以及
重新配置控制切换网络以使得不再向移除的至少一个并行模块化转换器模块发送控制信号。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
重新配置所述控制切换网络以向移除的至少一个并行模块化转换器模块发送另一控制信号以对其应用控制算法，所述控制算法选择多个控制算法以向第二负载供电。
19.根据权利要求7所述的方法，确定在所述计算的并行模块化转换器模块的各个输出之间存在失衡包括：确定计算的第一并行模块化转换器模块的第一操作温度高于计算的第二并行模块化转换器模块的第二操作温度。
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