CN107800331A - 传动系统及应用于该传动系统的控制方法、装置 - Google Patents

传动系统及应用于该传动系统的控制方法、装置 Download PDF

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胡仙
刘勇
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Abstract

本发明提供一种传动系统及应用于该传动系统的控制方法、装置，其中，传动系统包括：主控单元、驱动单元和多绕组电机，其中，多绕组电机包括至少2组绕组，驱动单元有多个，每个驱动单元控制一组绕组；主控单元用于控制驱动单元。当一个或多个驱动单元或绕组发生故障时，由主控单元对发生故障的驱动单元或者绕组进行切除，让能够正常运行的驱动单元或者绕组进行工作，整个系统仍旧可以正常运行，提高了传动系统的工作效率。

Description

传动系统及应用于该传动系统的控制方法、装置
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种传动系统及应用于该传动系统的控制方法、装置。
背景技术
目前在许多应用环境下，都会要求电驱系统具有高可靠性和冗余性。例如在石油钻井平台、船舶电推系统、电动汽车电驱系统等，在这些场合下，如果使用单驱动器加单绕组传动系统架构，当驱动器或电机出现故障，整个系统会完全不能运行，严重影响了产品的运行，甚至可带来严重的经济损失和安全问题；这种情况下，现有做法一般是进行变频器设备的冗余备份(即增加一台同样的变频器)，一台驱动设备故障后，另一台还可以继续正常运行，但这会增加设备的安装空间和经济成本。
因此，亟需一种传动系统在一个或多个驱动器出现故障时，仍旧能够正常运行。
发明内容
本发明提供一种传动系统及应用于该传动系统的控制方法、装置，用以解决现有技术中传动系统的驱动器或绕组电机出现故障时，整个系统无法运行的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种传动系统，包括：
主控单元、驱动单元和多绕组电机，其中，多绕组电机包括至少2组绕组，驱动单元有多个，每个驱动单元控制一组绕组；
主控单元用于控制驱动单元。
本发明第二方面提供一种应用于上述传动系统的传动系统控制方法，包括：
步骤101，主控单元发送给定转矩指令给驱动单元，其中，给定转矩指令包括转矩值；
步骤102，驱动单元根据给定转矩指令，控制多绕组电机转矩至所述转矩值；
步骤103，主控单元判断多绕组电机是否出现故障，若是，切除故障的绕组所对应的驱动单元。
进一步的，步骤102之后还包括步骤104：
主控单元判断驱动单元是否出现故障，若是，切除故障的驱动单元。
进一步的，步骤102之后还包括：
主控单元判断所述传动系统是否处于非额定负载运行状态，若是，获取多绕组电机当前转矩；
主控单元利用多绕组电机当前转矩和多绕组电机额定转矩，计算获得多绕组电机的有效绕组数，其中，有效绕组数为实现当前转矩所需要的最少绕组数；
主控单元根据有效绕组数切除M组绕组所对应的驱动单元，其中，M＝总绕组数-有效绕组数。
进一步的，主控单元根据有效绕组数切除M组绕组电机所对应的驱动单元之后，还包括：
主控单元根据多绕组电机当前转矩和有效绕组数，计算获得每个驱动单元的给定转矩，转步骤101执行。
本发明第三方面提供一种应用于上述传动系统的传动系统控制装置，包括：
指令发送模块，用于发送给定转矩指令给驱动单元，其中，给定转矩指令包括转矩值；
转矩调整模块，用于根据给定转矩指令，控制多绕组电机转矩至所述转矩值；
第一判断模块，用于判断多绕组电机是否出现故障，若是，触发第一切除模块；
第一切除模块，用于切除控制故障的绕组的驱动单元。
进一步的，上述装置还包括第二判断模块和第二切除模块，其中，第二判断模块用于判断驱动单元是否出现故障，若是，触发第二切除模块；
第二切除模块用于切除故障的驱动单元。
进一步的，上述装置还包括：
第三判断单元，用于判断所述传动系统是否处于非额定负载运行状态，若是，触发第一获取模块；
第一获取模块，用于获取多绕组电机当前转矩；
第二获取模块，用于利用多绕组电机当前的给定转矩和绕组电机额定转矩，计算获得多绕组电机的有效绕组数，其中，有效绕组数为实现当前的给定转矩所需要的最少绕组数；
第三切除模块，用于根据有效绕组数切除M组绕组所对应的驱动单元，其中，M＝总绕组数-有效绕组数。
进一步的，上述装置还包括：
转矩值计算模块，用于根据多绕组电机当前的给定转矩和有效绕组数，计算获得每个驱动单元的给定转矩，触发指令发送模块。
本发明提供一种传动系统及应用于该传动系统的控制方法、装置，其中，传动系统包括：主控单元、驱动单元和多个绕组，每个驱动单元控制一组绕组，主控单元控制驱动单元，其中，驱动单元包括驱动器。当一个或多个驱动单元或绕组发生故障时，由主控单元对发生故障的驱动单元或者绕组进行切除，让能够正常运行的驱动单元或者绕组进行工作，整个系统仍旧可以正常运行，提高了传动系统的工作效率和冗余性。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明实施例一提供的传动系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的传动系统控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三提供的传动系统控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例四提供的传动系统控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例五提供的传动系统控制装置的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的传动系统的结构示意图；如图1所示，本实施例提供一种传动系统，包括：主控单元1、驱动单元2和多绕组电机3，其中，多绕组电机3包括至少2组绕组31，驱动单元2有多个，每个驱动单元2控制一组绕组31；主控单元1用于控制驱动单元2。
具体的，本实施例提供的传动系统包括主控单元1、多个驱动单元2和多个绕组31，每个驱动单元2控制一组绕组31，主控单元1控制驱动单元2，其中，驱动单元2包括驱动器。当一个或多个驱动单元2或绕组31发生故障时，由主控单元1对发生故障的驱动单元2或者绕组31进行切除，让能够正常运行的驱动单元2或者绕组31进行工作，整个系统仍旧可以正常运行，提高了传动系统的工作效率。
实施例二
本实施例是在应用于上述传动系统的传动系统控制方法。
图2为本发明实施例二提供的传动系统控制方法的流程示意图；如图2所示，本实施例提供一种传动系统控制方法，包括：
步骤101，主控单元发送给定转矩指令给驱动单元，其中，给定转矩指令包括转矩值。
具体的，主控单元发送给定转矩指令给驱动单元，以控制驱动单元驱动多绕组电机按照指定的转矩值运行。
步骤102，驱动单元根据给定转矩指令，控制多绕组电机转矩至所述转矩值。
具体的，驱动单元收到给定转矩指令之后，控制多绕组电机转矩调整至指定转矩值。
步骤103，主控单元判断多绕组电机是否出现故障，若是，切除故障的绕组所对应的驱动单元。
具体的，主控单元判断各绕组电机是否有故障出现，若有，则将故障的绕组所对应的驱动单元切除，这样有故障的绕组也被切除，不投入运行，以保障传动系统的正常运行。
本实施例提供的传动系统控制方法，当一个或多个绕组发生故障时，由主控单元对发生故障的绕组进行切除，让能够正常运行的绕组进行工作，整个系统仍旧可以正常运行，提高了传动系统的工作效率。
实施例三
本实施例是在实施例二的基础上进行的补充说明。
图3为本发明实施例三提供的传动系统控制方法的流程示意图；如图3所示，本实施例提供一种传动系统控制方法，包括：
步骤101，主控单元发送给定转矩指令给驱动单元，其中，给定转矩指令包括转矩值。
步骤102，驱动单元根据给定转矩指令，控制多绕组电机转矩至所述转矩值。
步骤103，主控单元判断多绕组电机是否出现故障，若是，切除故障的绕组所对应的驱动单元。
步骤101-步骤103具体可参见实施例一中相应的记载，在此不再赘述。
进一步的，步骤102之后还包括步骤104：
主控单元判断驱动单元是否出现故障，若是，切除故障的驱动单元。
步骤104既可以在步骤103之前，也可以在步骤103之后。
进一步的，步骤102之后还包括：
步骤105，主控单元判断所述传动系统是否处于非额定负载运行状态，若是，获取多绕组电机当前转矩，其中，每个驱动单元的转矩为主控单元下发转矩/驱动单元个数。
步骤106，主控单元利用多绕组电机当前转矩和多绕组电机额定转矩，计算获得多绕组电机的有效绕组数，其中，有效绕组数为实现当前转矩所需要的最少绕组数。
具体的，若多绕组电机额定转矩为10000，假定这个传动系统有5个驱动单元，分别对应多绕组电机的5组绕组，那么主控单元下发给每个驱动单元的给定转矩均为2000N.m；当主控单元的给定转矩为4000N.m时，这时我们判定电机处于非额定负载运行，为了提高电机的运行效率，达成最优的节能效果，需要尽量使得未被切除的绕组发挥的转矩大小接近于每个绕组对应的额定转矩(近似等于多绕组电机的额定转矩/总绕组数)，所以此时可以切除3组绕组，剩余的2组绕组以每个2000N.m的指令运行，即说明此时需要2组绕组工作，以最大限度的提高电机的运行效率。
步骤107，主控单元根据有效绕组数切除M组绕组所对应的驱动单元，其中，M＝总绕组数-有效绕组数。
具体的，当绕组运行在非额定负载情况下，绕组是以额定的励磁电流运行，有功功率小，无功功率大，绕组的运行效率比较低，当每个绕组都处于这种状态时，为了提高绕组的运行效率，可选择切除部分驱动单元，以使未被切除的驱动单元驱动相应的绕组可以以较高的效率运行，同时因切除了部分绕组，可降低整个系统的电磁噪声。
进一步的，步骤107之后，还包括：
步骤108，主控单元根据多绕组电机当前转矩和有效绕组数，计算获得每个驱动单元的给定转矩，转步骤101执行。
具体的，给定转矩＝多绕组电机当前转矩/有效绕组数。
本实施例提供的传动系统控制方法，当一个或多个驱动单元或绕组出现故障时，传动系统仍旧可以正常运行；并且当系统运行在小负载时，为了提高绕组的运行效率，可选择切除部分驱动单元，以使未被切除的驱动单元驱动相应的绕组可以以较高的效率运行，同时因切除了部分绕组，可降低整个系统的电磁噪声。
实施例四
本实施例为装置实施例，用于执行上述实施例二中的方法。
图4为本发明实施例四提供的传动系统控制装置的结构示意图；如图4所示，本实施例提供一种传动系统控制装置，包括指令发送模块201、转矩调整模块202、第一判断模块203和第一切除模块204。
其中，指令发送模块201，用于发送给定转矩指令给驱动单元，其中，给定转矩指令包括转矩值。
转矩调整模块202，用于根据给定转矩指令，控制多绕组电机的转矩至所述转矩值。
第一判断模块203，用于判断多绕组电机是否出现故障，若是，触发第一切除模块。
第一切除模块204，用于切除控制故障的绕组的驱动单元。
本实施例是与方法实施例一对应的装置实施例，具体可参见实施例一中的描述，在此不再赘述。
实施例五
本实施例是在实施例四的基础上进行的补充说明，用于执行上述实施例三中的方法。
图5为本发明实施例五提供的传动系统控制装置的结构示意图；如图5所示，上述传动系统控制装置还包括：第二判断模块205和第二切除模块206，其中，第二判断模块205用于判断驱动单元是否出现故障，若是，触发第二切除模块206；第二切除模块206，用于切除故障的驱动单元。
进一步的，上述传动系统控制装置还包括第三判断单元207、第一获取模块208、第二获取模块209和第三切除模块210。
其中，第三判断单元207，用于判断所述传动系统是否处于非额定负载运行状态，若是，触发第一获取模块208；
第一获取模块208，用于获取多绕组电机当前转矩，其中，多绕组电机当前转矩为各绕组电机当前转矩之和；
第二获取模块209，用于利用多绕组电机当前的给定转矩和绕组电机额定转矩，计算获得多绕组电机的有效绕组数，其中，有效绕组数为实现当前的给定转矩所需要的最少绕组数；
第三切除模块210，用于根据有效绕组数切除M组绕组所对应的驱动单元，其中，M＝总绕组数-有效绕组数。
进一步的，上述传动系统控制装置还包括：
转矩值计算模块211，用于根据多绕组电机当前的给定转矩和有效绕组数，计算获得每个驱动单元的给定转矩，触发指令发送模块201。
本实施例是与方法实施例三对应的装置实施例，具体可参见实施例三中的描述，在此不再赘述。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种传动系统，其特征在于，包括：
主控单元、驱动单元和多绕组电机，其中，多绕组电机包括至少2组绕组，驱动单元有多个，每个驱动单元控制一组绕组；
主控单元用于控制驱动单元。
2.一种应用于权利要求1所述的传动系统的传动系统控制方法，其特征在于，包括：
步骤101，主控单元发送给定转矩指令给驱动单元，其中，给定转矩指令包括转矩值；
步骤102，驱动单元根据给定转矩指令，控制多绕组电机转矩至所述转矩值；
步骤103，主控单元判断多绕组电机是否出现故障，若是，切除故障的绕组所对应的驱动单元。
3.根据权利要求2所述的传动系统控制方法，其特征在于，步骤102之后还包括步骤104：
主控单元判断驱动单元是否出现故障，若是，切除故障的驱动单元。
4.根据权利要求2所述的传动系统控制方法，其特征在于，步骤102之后还包括：
主控单元判断所述传动系统是否处于非额定负载运行状态，若是，获取多绕组电机当前转矩；
主控单元利用多绕组电机当前转矩和多绕组电机额定转矩，计算获得多绕组电机的有效绕组数，其中，有效绕组数为实现当前转矩所需要的最少绕组数；
主控单元根据有效绕组数切除M组绕组所对应的驱动单元，其中，M＝总绕组数-有效绕组数。
5.根据权利要求4所述的传动系统控制方法，其特征在于，主控单元根据有效绕组数切除M组绕组电机所对应的驱动单元之后，还包括：
主控单元根据多绕组电机当前转矩和有效绕组数，计算获得每个驱动单元的给定转矩，转步骤101执行。
6.一种应用于权利要求1所述的传动系统的传动系统控制装置，其特征在于，包括：
指令发送模块，用于发送给定转矩指令给驱动单元，其中，给定转矩指令包括转矩值；
转矩调整模块，用于根据给定转矩指令，控制多绕组电机转矩至所述转矩值；
第一判断模块，用于判断多绕组电机是否出现故障，若是，触发第一切除模块；
第一切除模块，用于切除控制故障的绕组的驱动单元。
7.根据权利要求6所述的传动系统控制方法，其特征在于，还包括第二判断模块和第二切除模块，其中，第二判断模块用于判断驱动单元是否出现故障，若是，触发第二切除模块；
第二切除模块用于切除故障的驱动单元。
8.根据权利要求6所述的传动系统控制方法，其特征在于，还包括：
第三判断单元，用于判断所述传动系统是否处于非额定负载运行状态，若是，触发第一获取模块；
第一获取模块，用于获取多绕组电机当前转矩；
第二获取模块，用于利用多绕组电机当前的给定转矩和绕组电机额定转矩，计算获得多绕组电机的有效绕组数，其中，有效绕组数为实现当前的给定转矩所需要的最少绕组数；
第三切除模块，用于根据有效绕组数切除M组绕组所对应的驱动单元，其中，M＝总绕组数-有效绕组数。
9.根据权利要求8所述的传动系统控制方法，其特征在于，还包括：
转矩值计算模块，用于根据多绕组电机当前的给定转矩和有效绕组数，计算获得每个驱动单元的给定转矩，触发指令发送模块。
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