CN106208825A - 用于控制多个电机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于控制多个电机以稳定和有效地控制连接至单个逆变器的多个电机。所述方法包括基于多个电机的总累积运行时间信息计算多个电机的每个电机的运行优先级，并且基于多个电机的每个电机的运行优先级而控制所述多个电机运行或停止。

Description

用于控制多个电机的方法

技术领域

本公开涉及一种用于控制多个电机的方法，并且更特别地是一种用于控制多个电机以稳定且有效地控制连接至单个逆变器的多个电机的方法。

背景技术

在用于将多个电机连接至单个逆变器并且控制它们的系统(例如，管道系统)中，管道中的压力通常作为PID运行的反馈被接收。在这种情况中，当虽然在运行中的主电机的运行速度不低于由电机操作员预定的速度但是管道反馈值小于管道的设定值时，可以驱动一个或多个辅助电机以产生由系统所需要的压力。在这种情况中，一个或多个辅助电机通过继电器等连接至逆变器。

图1是用于控制多个电机的传统系统的示例性配置。

参考图1，用于控制多个电机的普通电机包括单个逆变器110，主电机120，多个辅助电机130以及继电器140。

也就是说，当难以仅仅通过驱动主电机120来保持在管道P中的压力时，通过继电器140所连接的多个辅助电机130可以被额外地驱动以保持管道中的压力位于高于设定值的压力处。

顺便说一句，由于这样的用于控制多个电机的传统系统不具有用于考虑辅助电机130的运行的额外算法，所以运行不是集中在所有辅助电机上，而是只集中在一些辅助电机上。

图2是用于描述在图1中所示出的系统的现有技术电机运行的状态的图，并且图3是示出在图2中的每个辅助电机的总累积运行时间的图。

首先，参考图2，可以看出，额外地驱动辅助电机(c)逐渐增加以(b)保持在管道P中的反馈压力高于设定值，使得整个变频器输出频率(a)因此增加。然而，由于辅助电机1、辅助电机2以及辅助电机3在<步骤1>中依次额外地被驱动后，它们在<步骤2>和<步骤3>中等同地依次运行，考虑到在设置系统中所预定的优先级，所以过多的负载因此仅集中在较高优先级的辅助电机上。

甚至在某些情况中，大多数系统可以首先被设计为，当决定不再需要辅助电机的额外运行时，停止接下来优先级的辅助电机的运行。也就是说，在依次运行辅助电机1、接着辅助电机2并且然后辅助电机3(如果需要辅助电机的额外运行的话)后，依次停止辅助电机3、接着辅助电机2并且然后辅助电机1，上述问题会进一步恶化。

图3中所示出的图说明了图2的每个辅助电机的总累积运行时间。

参考图3，可以看出，所有<步骤1>至<步骤3>的累积运行时间示出了取决于每个辅助电机所预定的运行优先级的显著差异，这是因为在每个步骤中具有优先级的辅助电机的运行时间更长。在这样的累积运行时间中的显着差异促使机械压力仅集中在一些辅助电机上以导致系统运行效率低下，例如，故障。

发明内容

鉴于上述，本公开提供了一种用于控制多个电机以稳定且有效地控制连接至单个逆变器的多个电机的方法。

本公开不限于上述描述，并且上面没有描述的本公开的优点和其他效果将通过以下说明所理解，并且在本公开的实施例中进一步显现。此外，应该注意的是，本公开的优点和效果可以由以下权利要求中所述的方法及其组合所实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种控制多个电机的方法，适于用于通过单个逆变器控制多个电机的多电机控制系统。该方法包括：优先级计算过程，其通过所述多个电机的每个的累积运行时间信息的使用来计算所述多个电机的每个的运行优先级；以及电机控制过程，其基于通过优先级计算过程所计算的优先级而运行或停止所述多个电机。

在所述方法中，电机控制过程包括：电机运行过程，用于当请求所述电机的额外运行时，运行具有来自通过所述优先级计算过程所计算的所述优先级中的最高运行优先级的电机；以及电机停止过程，用于当请求停止在运行中的所述电机的至少一个时，停止具有来自通过所述优先级计算过程所计算的所述优先级中的最低运行优先级的电机的运行。

在所述方法中，优选的是，通过所述优先级计算过程所计算的所述多个电机的每个的运行优先级被设置为与所述每个电机的总累积运行时间成反比。

在所述方法中，通过所述优先级计算过程所计算的所述多个电机的每个的运行优先级通过添加相对于每个电机的总累积运行时间信息的具有总累积开/关计数信息或最近运行时间信息的权重信息而计算。

此外，所述方法还包括：当在运行中的所述电机中具有所述最长总累积运行时间的一个电机的总累积运行时间与未在运行中的电机中具有所述最短累积运行时间的另一个电机的总累积运行时间之间的所述差值大于给定的限制范围时，电机改变过程从所述一个电机至所述另一个电机改变电机的运行。

在所述方法中，如果通过所述电机改变过程在所述一个电机与所述另一个电机之间做出改变，则优选地所述两个电机的运行在给定的时间段内同时进行。

如上所述，根据本公开，总累积运行时间相对较短的辅助电机总是首先运行以控制连接至单个逆变器的多个辅助电机。通过这样做，由于整个辅助电机之间的运行时间是平衡的，因此可以稳定和有效地控制多个电机。

附图说明

图1是用于控制多个电机的传统系统的示例性配置；

图2是用于说明在图1中所示出的系统的现有技术电机运行的状态的图；

图3是示出了图2的每个辅助电机的总累积运行时间的图；

图4是用于根据本公开的实施例说明控制多个电机的方法的流程图；

图5是用于根据本公开的每个实施例说明图1中所示出的系统的电机运行的状态的图。

图6是示出了图5的每个辅助电机的总累积运行时间的图。

具体实施方式

在下文中，本公开的优点和效果将参考附图进行详细地描述，并且本公开的那些本领域的技术人员可以因此容易地实施本公开的技术效果。应该注意的是，当描述本公开时如果可能不必要地使本公开的要点模糊，则与本公开有关的关于已知技术的具体说明被省略。

在下文中，本公开的优选实施例参考附图进行了详细地描述。相同的引用数字表示图中相同或相等的组件。

图4是用于根据本公开的实施例说明控制多个电机的方法的流程图。

首先，用于根据本公开的实施例控制多个电机的方法与适于控制上面所描述的以及如图1所示的多个电机的系统的技术相对应。如图1所示，用于控制多个电机的系统包括逆变器110、直接连接至逆变器110的主电机120以及通过每个继电器140选择性地连接至逆变器110的多个辅助电机130。当仅由主电机120其输出不够时，在图1中所示出的用于控制多个电机的系统额外地运行多个辅助电机130的一个。

换句话说，根据本公开的方法可以有用地适于控制电机的系统，其包括主电机120和多个辅助电机130并且当管道P中的反馈压力无法仅通过驱动主电机120正常保持时驱动通过继电器140连接的多个辅助电机130。然而，应该注意的是，本公开并不限于以及只适用于这种配置。

为进一步简化的描述，可以被额外地驱动的辅助电机与主电机一起可以被称为“电机”。

参考图4，用于根据本公开的实施例来控制多个电机的方法包括用于计算优先级的过程S410，用于运行电机的过程S420以及停止电机运行的过程S430。也就是说，用于计算优先级的过程S410是使用每个电机的总累积运行时间信息并且计算运行优先级的过程。

首先，在用于根据本公开的实施例来控制多个电机的方法中，用于计算控制多个电机的方法的优先级的过程S410是在多个电机的总累积运行时间信息的基础上，计算多个电机的每个电机的运行优先级。换句话说，在过程S410处，系统的控制单元计算和管理多个电机的每个电机的总累积运行时间信息，并且确定多个电机的每个电机的运行优先级与每个电机的计算出的累积运行时间成反比。也就是说，根据实施例，每个电机的运行优先级与每个电机的累积运行时间成反比。

随后，当在过程S415处要求额外地运行辅助电机时，运行电机的过程S420被执行为以较高运行优先级的顺序运行多个电机的至少一个。在这种情况中，具有较高的运行优先级(也就是说，在多个电机中的较短总累积运行时间)的任一电机首先运行。

此外，当在过程S420处多个辅助电机当前正在运行中、并且在过程S425处从系统的控制单元接收到针对在运行中的辅助电机的一些电机的停止运行的请求时，在过程S430处执行以较低运行优先级的顺序停止运行的停止在运行中的辅助电机中的至少一个电机的运行。在这种情况中，在运行中的电机中的具有较低运行优先级(也就是说，较长总累积运行时间)的电机的运行被停止。

此外，如果在过程S435处在多个辅助电机中的当前在运行中的第一电机的总累积运行时间与不在运行中的第二电机的总累积运行时间之间的差值大于系统所指定的给定限制范围，则可以额外地执行从在运行中的第一电机至不在运行中的第二电机的改变运行的过程S440。

更详细地说，当考虑到优先级的当前在运行中的电机的连续运行时间非常长时，当前在运行中的电机与不在运行中的电机的总累积运行时间中的差值可能更大。如果这种差值大于预定的设定值，则可以自动地执行改变电机的运行的过程S440以停止在运行中的第一电机并且取而代之运行不在运行中的第二电机。为此，根据本公开的实施例用于控制多个电机的方法包括更新累积运行时间信息的过程S450以实时识别每个电机的运行时间信息。

此外，当在过程S440处执行改变电机运行时，可以在给定的时间段内执行改变运行的电机的同时运行以避免当没有电机运行时发生的间隙。

也就是说，如果停止第一电机的运行而同时开始运行第二电机以改变从第一电机至第二电机的运行，则在给定时间段内没有电机运行时间隙发生，直到从其他电机的输出达到正常水平为止。为了避免发生这种间隙，在第二电机的输出达到正常水平后第一电机可以停止。此外，考虑到系统中所提供的电机的运行特性，在改变运行的电机中可以在给定的时间段内可以执行同时运行。在这种情况中，应该注意的是，做出该配置以允许操作员改变针对电机的同时运行所预定的时间。然而，也应该注意的是，本公开不限于该配置。

换句话来描述，当在过程S440处改变从在运行中的电机中具有最长总累积运行时间的第一电机至具有最短总累积运行时间的不在运行中的第二电机的运行时，第一电机与第二电机在给定的时间段内同时运行以使第二电机的输出能够达到正常水平。之后，当第二电机的输出达到正常水平时，第一电机停止并且第二电机正好运行。

因此，针对根据上面所描述的本发明的实施例用于控制多个电机的方法，可以考虑到每个电机的总累积运行时间信息而交替地和无缝地运行多个电机。因此，在现有技术中的过多地集中在一些电机的问题被解决，并且另一个效果是运行多个电机的系统可以因此更稳定和高效地运行。

如上所述，关于在运行中的电机的总累积运行时间信息在这种情况中在步骤S450处可以被实时地更新或保存。

同时，在根据本公开的另一实施例在用于控制多个电机的方法中计算优先级的过程S410处，可以除了每个电机的总累积运行时间信息之外，进一步根据总累积开/关计数信息与多个电机的当前运行时间信息之一来计算多个电机的每个的运行优先级。

总之，根据图4的实施例，每个电机的运行优先级通过仅使用每个电机的总累积运行时间被计算。

与此不同，根据本公开的另一个实施例，权重通过使用每个电机的最近运行时间信息或总累积开/关计数信息来计算以将它们应用于计算电机的运行优先级。其结果是，可以计算更准确和实用的优先级。在这种情况中，最近运行时间信息是指关于在当前时间之前已经运行数小时至数天的关于关注电机的运行时间信息。在最近运行时间信息中的时间范围可以被配置以由包括操作员的用户所预定或改变。例如，最近运行时间信息可以意味着关于集中运行的关注电机的运行时间信息，在当前时间之前通常进行24至48小时。

然而，应该注意的是，根据本公开的实施例适用于计算权重的信息不限于仅仅总累积开/关计数信息或最近集中运行时间信息，并且考虑到实际执行系统环境等操作员可以确定权重配置因素以及它们的比例将对那些本领域的技术人员是显而易见的。

应该注意的是，在根据本发明的实施例以及另一个实施例控制多个电机的方法中，任一常用技术可以适用于解决针对两个或多个电机计算出相同优先级的情况。

然而，在只使用电机的总累积运行时间信息计算优先级的本公开的实施例中，上面所描述的总累积开/关计数信息或最近累积集中运行时间信息可以适用于处理相同优先级的问题。

此外，在通过应用各个权重来计算优先级的本公开的另一个实施例中，相同优先级可以借由将更多权重放置在总累积运行时间信息上的技术的方法来解决。

然而，应该注意的是，本公开并不仅限于上面的描述，并且任一常用技术可以适用于解决如上针对两个或多个电机被计算出相同优先级的问题。

图5是用于根据本公开的每个实施例图说明图1中所示出的系统的电机运行的状态的图。

参考图5，可以看出，辅助电机的额外驱动逐渐地(c)增加来(b)保持管道P中的反馈压力处于等于或高于设定值的值，并且逆变器的整个输出频率因此(a)增加。

如图2所示，根据现有技术，在所有步骤中电机总是从辅助电机1一个接一个地运行。

相反，根据图5中所示出的本公开的实施例和另一个实施例，假设辅助电机1、辅助电机2和辅助电机3在<步骤1>中依次额外地运行，考虑到通过使用<步骤1>的累积运行时间信息所计算出的优先级，辅助电机4、辅助电机5和辅助电机3在<步骤2>中依次额外地运行。此外，考虑到通过在<步骤1>和<步骤2>中使用电机运行信息(总累积运行时间信息等)所确定的优先级，辅助电机5、辅助电机2和辅助电机4在<步骤3>中依次额外地运行。

也就是说，当应用本公开的每个实施例时，可以看出，在一些电机上的负载过多集中的情况没有发生，这与传统的多电机控制技术不同。这实现了系统稳定和有效地保持以及运行。

作为参考，图1是具有一个主电机130、五个辅助电机130以及连接至在管道P中的每个辅助电机的五个继电器140的配置，但是应该注意的是，这是用于描述本公开的实施例的示例性配置，并且本公开不限于只具有这样的配置的系统。

图6是示出了图5的每个辅助电机的总累积运行时间的图。

参考图6，可以看出，五个辅助电机代表些许均匀的总累积运行时间。在图6中，当前具有最短总累积运行时间的辅助电机3被给定最高优先级。因此，可以看出，如果在下一步中请求辅助电机的运行，则以辅助电机3，辅助电机2和辅助电机4的顺序执行额外运行。

然而，适用于根据本公开的每个实施例控制多个电机的方法计算优先级不只是考虑到电机的总累积运行时间信息而确定。如上所述，可以考虑到提供了电机的系统的实际执行环境由操作员确定的各个配置因素和比率的不同权重被添加。

此外，如上所述，当两个或多个电机具有相同的运行优先级时，系统被配置为，通过用于为电机的总累积开/关计数信息、总累积运行时间信息或最近集中运行时间信息给出权重的技术来在具有相同运行优先级的电机中详细地识别优先级。

同时，还根据本公开的另一个实施例，多个辅助电机的每个辅助电极的运行优先级基于较短的总累积运行时间的顺序、较小的总开/关开关计数的顺序以及较短的最近运行时间的顺序来计算。此外，当管道中的压力仅使用来自主电机的输出是不够的时，以较高的操作优先级的顺序依次驱动多个辅助电机的至少一个。在这之后，当接收到停止运行的请求时，以较低的操作优先级的顺序依次停止在运行中的多个辅助电机的至少一个。如上所述，由于多个辅助电机以其较少的运行时间的顺序被驱动较长的时间，所以每个辅助电机的运行时间的仅似水平可以彼此实现。因此，由于多个辅助电机可以彼此具有仅似的性能，所以可以进一步促进通过使用多个辅助电机来控制系统，并且可以进一步促进管理多个辅助电机。

根据上面所描述的本公开的每个实施例的根据控制多个电机的方法，具有通过使用总累积运行时间信息计算出的相对较高优先级的辅助电机被首先运行以控制通过继电器或开关选择性地连接至逆变器的多个辅助电机(不像直接连接至逆变器的主电机)。因此，运行时间可以在整个辅助电机中保持均匀。因此，由于负载仅仅集中在一些电机上而发生的传统电机的重复的故障可以解决，并且多电机控制系统可以进一步稳定和有效地被控制。

上面所描述的本公开不限于上述实施例和附图。将由那些本公开的领域的技术人员所理解的是，在不背离如下面的权利要求中所限定的本公开的技术范围的情况下，可以做出各种替换、改变和修改。

Claims (8)

1.一种用于控制多个电机的方法，适于用于通过单个逆变器控制多个电机的多电机控制系统，所述方法包括：

优先级计算过程，用于基于所述多个电机的总累积运行时间信息而计算所述多个电机的每个电机的运行优先级；以及

电机控制过程，用于基于所述多个电机的每个电机的运行优先级而运行或停止所述多个电机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电机控制过程包括：

电机运行过程，用于当请求所述电机的额外运行时，以所述电机的较高运行优先级的顺序运行所述多个电机的至少一个；

电机停止过程，用于当请求停止在运行中的所述电机的至少一个时，以所述电机的较低运行优先级的顺序停止在运行中的所述电机的至少一个的运行。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个电机的每个电机的运行优先级与所述每个电机的总累积运行时间成反比。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

电机改变过程，用于当在运行中的电机中具有最长总累积运行时间的第一电机的总累积运行时间与不在运行中的电机中具有最短累积运行时间的第二电机的总累积运行时间之间的差值大于给定的限制范围时，改变从在运行中的第一电机至不在运行中的第二电机的运行。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述电机改变过程中，在第一电机与第二电机同时运行预定的时间段后停止所述第一电机的运行。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，还基于所述多个电机的最近运行时间信息与总累积开/关计数信息的至少一个而计算所述多个电机的每个电机的运行优先级。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

电机改变过程，用于当在运行中的电机中具有最长总累积运行时间的第一电机的总累积运行时间与不在运行中的电机中具有最短累积运行时间的第二电机的总累积运行时间之间的所述差值大于给定的限制范围时，改变从在运行中的所述第一电机至不在运行中的所述第二电机的运行。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述电机改变过程中，在第一电机与第二电机同时运行给定的时间段后停止所述第一电机的运行。