本發(fā)明總體涉及電機(jī)控制，并且具體涉及以最少的時(shí)間量啟動(dòng)或者重新啟動(dòng)多個(gè)電機(jī)。發(fā)明背景當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)具有高涌流，這可以對(duì)上游設(shè)備(諸如，變壓器、電源以及斷路器)造成問(wèn)題。在幾個(gè)電機(jī)試圖同時(shí)啟動(dòng)的時(shí)候，涌入問(wèn)題嚴(yán)重得多。常見(jiàn)的做法是在每個(gè)電機(jī)啟動(dòng)之間引入時(shí)間延遲以減小高涌入問(wèn)題，這可以顯著增加所有電機(jī)聯(lián)機(jī)所花費(fèi)的時(shí)間。增加上游設(shè)備的電流承載容量可以減少啟動(dòng)時(shí)間，但是這同樣可以顯著增加成本。因此，將會(huì)期望的是使啟動(dòng)時(shí)間最小化，同時(shí)保持上游設(shè)備的尺寸盡可能接近于總的運(yùn)行時(shí)間電流容量。發(fā)明概述通過(guò)智能選擇負(fù)載啟動(dòng)序列的順序和時(shí)序，有可能優(yōu)化系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，在考慮限定的系統(tǒng)約束的同時(shí)，盡可能快速地接合所有負(fù)載。益處包括：更快速的總的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間、能夠針對(duì)總的負(fù)載運(yùn)行電流而非負(fù)載涌流來(lái)優(yōu)化上游分配系統(tǒng)尺寸(斷路器、變壓器、電源)、以及有可能在不需要修改定時(shí)器和斷路器的整定值的情況下擴(kuò)大系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種用于以最高效并且及時(shí)的方式啟動(dòng)多個(gè)負(fù)載的方法，該方法包括下列步驟：由處理器把將要啟動(dòng)的所有負(fù)載與閾值特征進(jìn)行比較；由處理器在不超出閾值特征的情況下，從將要啟動(dòng)的所有負(fù)載中選擇可被啟動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載；由啟動(dòng)器啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)選定的負(fù)載；以及重復(fù)比較、選擇以及啟動(dòng)，直到所有其余的負(fù)載均已啟動(dòng)為止。附圖簡(jiǎn)述圖1示出本發(fā)明的用于由上游控制器高效并快速地控制多個(gè)高涌入負(fù)載的啟動(dòng)的系統(tǒng)。圖2是在不使上游保護(hù)設(shè)備/電源暴露到超出閾值的電流的情況下，上游控制器以最短的時(shí)間量啟動(dòng)多個(gè)負(fù)載所需要的基本步驟的流程圖。圖3是幾個(gè)負(fù)載按照順序啟動(dòng)的圖形表示。圖4是四個(gè)負(fù)載啟動(dòng)的涌入曲線。示例實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1示出總體上通過(guò)參考標(biāo)記10指示的系統(tǒng)，基于每個(gè)負(fù)載14的一個(gè)或多個(gè)具體特征或者連接的所有負(fù)載14的具體特征的總和的一個(gè)或多個(gè)具體特征，該系統(tǒng)按照客戶針對(duì)給定的應(yīng)用所指定地或者在可能的最短但不超過(guò)閾值的時(shí)間中按照序列和/或同時(shí)啟動(dòng)或者重新啟動(dòng)負(fù)載14的群組。系統(tǒng)10包括上游控制器18，其控制啟動(dòng)器22的群組，啟動(dòng)器22的群組中的每個(gè)啟動(dòng)器均與至少一個(gè)負(fù)載14關(guān)聯(lián)。在本公開(kāi)文件中討論的負(fù)載14總體與高啟動(dòng)涌流關(guān)聯(lián)，諸如，電機(jī)和照明系統(tǒng)，但是可以是其中需要多個(gè)負(fù)載14以快速連續(xù)啟動(dòng)的任何應(yīng)用。本發(fā)明以下論述的一些應(yīng)用將會(huì)是僅與電動(dòng)機(jī)有關(guān)的，在那些應(yīng)用中，將會(huì)使用術(shù)語(yǔ)“電機(jī)負(fù)載14”。系統(tǒng)10中的可受到高涌流影響的其他上游設(shè)備是電源26、變壓器30和保護(hù)設(shè)備34(諸如，斷路器)，通常將其尺寸設(shè)計(jì)成容納系統(tǒng)10中的所有負(fù)載14的總的滿載電流(FLC)加上可由上游設(shè)備、當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)和/或設(shè)計(jì)約束確定的涌入安全因數(shù)。每個(gè)啟動(dòng)器22都具有用于保護(hù)其關(guān)聯(lián)的負(fù)載14的過(guò)載繼電器38、用于打開(kāi)和關(guān)閉其關(guān)聯(lián)的負(fù)載14的接觸器42、以及測(cè)量和/或電流參數(shù)檢測(cè)裝置46。每個(gè)啟動(dòng)器22都具有在上游控制器18中的唯一的ID，在上游控制器18下，可以將從客戶/用戶輸入、實(shí)時(shí)操作的數(shù)據(jù)和從與啟動(dòng)器22關(guān)聯(lián)的負(fù)載14之前的活動(dòng)得知的歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在上游控制器18的存儲(chǔ)器50中?？蛻?用戶的輸入的示例包括：負(fù)載14的應(yīng)用信息、必須總是一起啟動(dòng)的負(fù)載14的子集(例如，傳送帶)、負(fù)載14的優(yōu)先級(jí)(例如，被要求在給定的應(yīng)用中以特定序列啟動(dòng)的負(fù)載14)、負(fù)載14的額定輸入、按照制造商推薦(例如，照明應(yīng)用)的負(fù)載的預(yù)熱時(shí)間/重燃時(shí)間、負(fù)載14的特征(分類成“HID燈”與“IE3電機(jī)”與“IE1電機(jī)”，以區(qū)分期望的涌流峰值)、變壓器30的涌入額定值、斷路器26的脫扣整定值和過(guò)載繼電器38的脫扣級(jí)別。將客戶/用戶的輸入信息作為配置文件輸入進(jìn)上游控制器18。實(shí)時(shí)操作的輸入的示例包括：電流、電壓(總線、啟動(dòng)器)、FLC的整定值、負(fù)載14的停機(jī)時(shí)間、負(fù)載14的啟動(dòng)時(shí)間和每個(gè)啟動(dòng)器22的熱記憶?？梢酝ㄟ^(guò)使用電流或電壓傳感器、定時(shí)器以及該電流、電壓和時(shí)序信息的集合體(例如，可以收集并將電流和時(shí)間信息儲(chǔ)存為給定的啟動(dòng)序列的涌入曲線)來(lái)獲得實(shí)時(shí)操作的輸入。所得知的歷史輸入是在一段長(zhǎng)時(shí)間中“實(shí)時(shí)操作數(shù)據(jù)”的很多實(shí)例的總和或平均數(shù)。在上游控制器18中實(shí)時(shí)可用的該數(shù)據(jù)可以由嵌入式軟件積聚和分析成圖形表示，諸如，負(fù)載14的涌入曲線，其是預(yù)期的峰值電流的范圍以及峰值電流的持續(xù)時(shí)間?？梢杂缮嫌慰刂破?8使用最大或者平均涌入曲線，來(lái)以本文描述的算法中的任何算法描述每個(gè)電機(jī)負(fù)載14的特征。上游控制器18使用以上描述的各種源和信息，來(lái)做出關(guān)于啟動(dòng)序列和啟動(dòng)時(shí)序的決定，這將會(huì)電效率最高地并且要求最少時(shí)間量地、同時(shí)滿足系統(tǒng)10的任何預(yù)先確定的要求?？梢愿鶕?jù)給予上游控制器18的輸入的類型，使用以下論述的幾個(gè)算法54中的一個(gè)算法來(lái)操作如以上總體描述的系統(tǒng)10。圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于啟動(dòng)負(fù)載14的群組的方法的基本步驟的流程圖。在步驟100，控制器18開(kāi)始用于選擇并且啟動(dòng)負(fù)載14的算法54。在步驟105，控制器18將可用于連接的負(fù)載14的具體的閾值特征與具體特征進(jìn)行比較。在步驟110，控制器18從可用于連接的負(fù)載14之中選擇滿足閾值特征要求的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載14。在步驟115，控制器連接選定的負(fù)載14。在步驟120，控制器18查看最后的負(fù)載14是否已連接。如果最后的負(fù)載14已經(jīng)連接，那么控制器18繼續(xù)進(jìn)行步驟125，如果最后的負(fù)載14沒(méi)有連接，那么控制器18繼續(xù)進(jìn)行步驟130，在步驟130中，把將要連接的其余的負(fù)載14的具體特征與具體的閾值特征進(jìn)行比較。在步驟135，選擇將要連接的接下來(lái)的負(fù)載14?？刂破?8繼續(xù)進(jìn)行在其中連接選定的負(fù)載14的步驟115。步驟120、130、135和115的循環(huán)繼續(xù)，直至將要連接的負(fù)載14中的所有負(fù)載都已連接為止?，F(xiàn)在參考圖3，按照序列啟動(dòng)的10個(gè)負(fù)載14(在這個(gè)示例中，負(fù)載14是電機(jī))的圖示。在本發(fā)明的這個(gè)基本示例中，監(jiān)測(cè)了系統(tǒng)10實(shí)時(shí)汲取的總電流，并且將其與基于正在啟動(dòng)的所有負(fù)載14的總的滿載電流(FLC)的閾值進(jìn)行比較。在這個(gè)示例中，將要啟動(dòng)10個(gè)電機(jī)的群組，每個(gè)電機(jī)都具有總的100amps的FLC中的10amps的FLC，并且具有在所有10個(gè)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)的最壞條件下的800-1500amps的涌流。期望的是高到足以允許幾個(gè)電機(jī)按照快速序列啟動(dòng)的、并且低到足以防止上游設(shè)備(諸如，針對(duì)涌流高于總的FLC進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)的變壓器、電源以及斷路器)出問(wèn)題的閾值。因此，針對(duì)這個(gè)示例，選擇3X的總FLC(300amps)的閾值。使用在圖2中描述的方法，控制器18通過(guò)重復(fù)步驟115、120、130和135來(lái)按照快速序列啟動(dòng)最初四個(gè)電機(jī)負(fù)載14，并且采用在步驟130的短延遲來(lái)啟動(dòng)其余六個(gè)電機(jī)中的每一個(gè)電機(jī)直至監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)電流降到低于3X的總FLA閾值為止?？梢圆捎门c每個(gè)負(fù)載14關(guān)聯(lián)的歷史平均涌入曲線的知識(shí)來(lái)改進(jìn)這個(gè)算法54，這會(huì)使控制器18能夠預(yù)期通過(guò)添加新負(fù)載10就有可能達(dá)到的總電流，而不是添加負(fù)載10并且測(cè)量實(shí)時(shí)電流。這會(huì)允許選擇導(dǎo)致較快地啟動(dòng)其余的負(fù)載14的較高的閾值。單個(gè)啟動(dòng)器22基本上可以控制不同的負(fù)載14。控制器18可以從存儲(chǔ)器50讀取先前得知的歷史涌流數(shù)據(jù)和持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)，并且確定具有低涌入峰值的負(fù)載14(驅(qū)動(dòng)器、軟啟動(dòng)器等)以及確定負(fù)載的涌流的典型的持續(xù)時(shí)間?？刂破?8可以采用這個(gè)所得知的數(shù)據(jù)來(lái)限定具有低涌流的、在不需要時(shí)序延遲的情況下可以立即全部啟動(dòng)的負(fù)載14的群組。類似地，控制器18可以確定具有高峰值涌流或長(zhǎng)峰值涌流的負(fù)載14，并且預(yù)期負(fù)載14對(duì)系統(tǒng)10的影響，使負(fù)載14的啟動(dòng)時(shí)間交錯(cuò)成比常規(guī)時(shí)間更長(zhǎng)，或者確保這些負(fù)載14在系統(tǒng)10上的電流負(fù)載最小的時(shí)候啟動(dòng)，由此使峰值系統(tǒng)涌流最小化。在以下的表1中給出了并且在圖4中圖形顯示了示例，其中，將具有大涌流的負(fù)載14(A和B)在無(wú)載的系統(tǒng)10上首先啟動(dòng)，在它們之間具有延遲，(以使在任何給定時(shí)間的系統(tǒng)10上的總電流最小化)，并且將其他負(fù)載14(C和D)組合并且最后啟動(dòng)，因?yàn)樗鼈兊目傆苛鲗?duì)系統(tǒng)10的總涌流影響非常小。針對(duì)這個(gè)實(shí)施例的算法54將會(huì)包括下列步驟：從上游控制器18獲取表示每個(gè)啟動(dòng)器22的典型的涌入峰值的數(shù)據(jù)和典型的涌入持續(xù)時(shí)間的數(shù)據(jù)；根據(jù)典型的涌入峰值數(shù)據(jù)和典型的涌入持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)得出每個(gè)啟動(dòng)器的涌入曲線；將涌入曲線布置到低涌入峰值和持續(xù)時(shí)間的群組中以及高涌入峰值和持續(xù)時(shí)間的群組中；確定啟動(dòng)和時(shí)序序列：從具有最高涌入的負(fù)載14開(kāi)始，一旦先前的涌流已減小，接著就是每個(gè)隨后的“高涌入”負(fù)載14；以及將任何的“低涌入”負(fù)載14組合進(jìn)同時(shí)啟動(dòng)的群組。FLC涌流負(fù)載A10A100A負(fù)載B10A100A負(fù)載C10A15A負(fù)載D10A15A表1在系統(tǒng)10中保持最小電壓對(duì)于確保系統(tǒng)10的連續(xù)操作是很關(guān)鍵的。上游控制器18將會(huì)具有作為輸入的控制電壓，并且將會(huì)知曉在任何給定時(shí)間的控制電壓值。每當(dāng)啟動(dòng)器22連接的時(shí)候，供應(yīng)啟動(dòng)器22線圈集合的電壓都將在涌入期間暫降。如果監(jiān)測(cè)到的電壓降到低于閾值，那么上游控制器18可以延遲連接另外的負(fù)載14。上游控制器18同樣將具有將基于另外的啟動(dòng)器22的連接的歷史控制電壓改變儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器50中的能力。上游控制器18將能夠儲(chǔ)存所連接的“第n個(gè)”啟動(dòng)器22的預(yù)期的電壓暫降。這樣，可以基于單個(gè)啟動(dòng)器22的電壓暫降的幅度的歷史知識(shí)，完成閾值的改善。在電機(jī)負(fù)載14應(yīng)用中，當(dāng)在系統(tǒng)10中發(fā)生短功率喪失的時(shí)候，一旦系統(tǒng)10恢復(fù)了功率，上游控制器18就可以開(kāi)始重新啟動(dòng)電機(jī)負(fù)載14。可以立即打開(kāi)仍然自由轉(zhuǎn)動(dòng)的任何電機(jī)負(fù)載14，將最小涌流添加到系統(tǒng)10?？梢詫⑦@個(gè)現(xiàn)象用于基于從電機(jī)關(guān)閉以來(lái)的時(shí)間長(zhǎng)度，將預(yù)期的電機(jī)涌入曲線重新分類。例如，如果對(duì)系統(tǒng)10的供電被關(guān)閉了不到1秒，那么可以將預(yù)期的電機(jī)負(fù)載14的涌流重新分類到較低的等級(jí)(例如，可以把被預(yù)期具有8xFLC的涌流的電機(jī)負(fù)載14重新分類到具有2xFLC的涌流的電機(jī)負(fù)載14)。如果供電被關(guān)閉了1秒以上，那么上游控制器18可以分析在其中啟動(dòng)器22具有比歷史更低的峰值涌流的歷史實(shí)例。然后，上游控制器18確定更低的峰值涌流是否是基于啟動(dòng)器22的電機(jī)負(fù)載14斷開(kāi)的時(shí)長(zhǎng)。當(dāng)其可應(yīng)用的時(shí)候，上游控制器18將該啟動(dòng)器ID的“涌入值”作為時(shí)間的動(dòng)態(tài)函數(shù)而不是作為固定峰值儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器50中。然后，將這個(gè)涌入值用于確定啟動(dòng)序列和時(shí)序。同樣可以(基于電機(jī)負(fù)載14類型的客戶分類)假設(shè)或者(基于在短的關(guān)閉周期之后啟動(dòng)該電機(jī)負(fù)載14的歷史涌入曲線)得知峰值涌入。這可以通過(guò)計(jì)算用于制動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的所得知的/典型的時(shí)間常數(shù)，來(lái)隨著時(shí)間而被改善?？梢詫㈩A(yù)期的涌入儲(chǔ)存在上游控制器18的存儲(chǔ)器50的啟動(dòng)器22的ID下，并且使預(yù)期的涌入作為所得知的時(shí)間常數(shù)(每電機(jī)負(fù)載14)和時(shí)間的函數(shù)而擬合至指數(shù)曲線涌入峰值。通過(guò)在系統(tǒng)10的通信總線上頻繁報(bào)告電機(jī)負(fù)載14的狀態(tài)，上游控制器18將會(huì)知曉每個(gè)啟動(dòng)器22的熱記憶?；陔娏骱蜁r(shí)間的電機(jī)熱模型同樣作為確定用于過(guò)載保護(hù)的電機(jī)負(fù)載14的熱狀態(tài)的方式而被儲(chǔ)存在上游控制器18的存儲(chǔ)器50中。在缺少任何其他啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)的時(shí)候，上游控制器18可以基于“最冷優(yōu)先”分配動(dòng)態(tài)啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)，以便給予“較熱的”電機(jī)負(fù)載14/啟動(dòng)器22額外的時(shí)間進(jìn)行冷卻。上游控制器18可以采取將啟動(dòng)器22的最后儲(chǔ)存的熱狀態(tài)減去基于從進(jìn)行測(cè)量(在最后一次啟動(dòng)器22處于打開(kāi))以來(lái)的時(shí)間長(zhǎng)度的衰減系數(shù)。例如，在以下的表2中，啟動(dòng)器22B具有0％的計(jì)算出的熱狀態(tài)，并且因此就是最冷的電機(jī)負(fù)載14，并且將被首先啟動(dòng)。接下來(lái)，處于8％的計(jì)算出的熱狀態(tài)的啟動(dòng)器22E啟動(dòng)，接著按順序啟動(dòng)的是處于10％的D、處于32％的C和處于85％的A。表2如在先前的算法54中，上游控制器18將會(huì)獲知系統(tǒng)10中的每個(gè)啟動(dòng)器22的熱記憶。上游控制器18可以隨著時(shí)間對(duì)此進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且把因?yàn)橄到y(tǒng)10中的每個(gè)啟動(dòng)器22的涌入而上漲的熱狀態(tài)的預(yù)期值儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器50中。例如，給定的電機(jī)負(fù)載14可以具有高電流涌入，并且通常將在涌入期間加熱到其熱容量的30％。可以將這個(gè)預(yù)期的涌流儲(chǔ)存在上游控制器18的存儲(chǔ)器50中。如果上游控制器18使用儲(chǔ)存的預(yù)期的涌流以很高的概率度來(lái)確定“熱啟動(dòng)”具體的電機(jī)負(fù)載14將會(huì)使其超出其熱容量并且使過(guò)載繼電器38脫扣，那么啟動(dòng)信號(hào)可以被修改/延遲直至“處于危險(xiǎn)中的”電機(jī)負(fù)載14已經(jīng)具有用于冷卻的時(shí)間為止。上游控制器18可以做出決定：或者簡(jiǎn)單地延遲啟動(dòng)“處于危險(xiǎn)中的”電機(jī)負(fù)載14(如果電機(jī)負(fù)載14啟動(dòng)的序列很關(guān)鍵)，或者首先啟動(dòng)一些其他的電機(jī)負(fù)載14(如果電機(jī)負(fù)載14啟動(dòng)的時(shí)序很關(guān)鍵)。例如，在以上的啟動(dòng)器22A中，熱狀態(tài)處于90％“充滿”。如果這個(gè)受控的負(fù)載14具有大的涌入(在涌入期間將30％添加到熱容量)，那么如果啟動(dòng)器22僅在0.5s之后重新啟動(dòng)，則大的涌入有可能推動(dòng)啟動(dòng)器22的過(guò)載繼電器38脫扣。將所有啟動(dòng)器22延遲幾秒或者在啟動(dòng)器22A之前啟動(dòng)其他的啟動(dòng)器22將會(huì)使受到啟動(dòng)器22A控制的電機(jī)負(fù)載14能夠足夠冷卻到?jīng)]有問(wèn)題地啟動(dòng)和操作。在這個(gè)情況下的新穎之處是：能夠把上游控制器18的約束當(dāng)作一個(gè)整體(啟動(dòng)序列與啟動(dòng)時(shí)間)，同時(shí)降低造成過(guò)載繼電器38脫扣情況的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明的負(fù)載啟動(dòng)系統(tǒng)10對(duì)系統(tǒng)10的實(shí)際行為進(jìn)行響應(yīng)，而不是如在簡(jiǎn)單的定時(shí)器啟動(dòng)系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)地那樣在負(fù)載14啟動(dòng)之間使用固定時(shí)間延遲。啟動(dòng)系統(tǒng)10可以對(duì)系統(tǒng)10中存在新的負(fù)載14或者對(duì)負(fù)載14被移除、沒(méi)有被選擇啟動(dòng)或者被防止啟動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。負(fù)載啟動(dòng)系統(tǒng)10可被配置成考慮諸如系統(tǒng)容量的限制而不是啟動(dòng)負(fù)載14的基于時(shí)間的限制，以增加啟動(dòng)系統(tǒng)10的效率。雖然本發(fā)明的特定示例實(shí)施例已經(jīng)被公開(kāi)，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)特定示例實(shí)施例所描述的細(xì)節(jié)做出改變。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3