[发明专利]一台以上电动机共同驱动设备的节能控制方法

说明书

所属技术领域  本发明涉及用于一台以上电动机共同驱动设备的控制方法，尤其是用于一台以上电动机共同驱动设备的节能控制方法。

背景技术  目前，在交通运输领域，高速列车、动车、地铁和城市轨道交通发展迅速，为了提高列车速度并保持列车运行平稳性，大量的高速列车、动车、地铁、城铁是由多台电动机共同驱动的，在煤矿、港口、机场等领域，为了让长距离的输送带受力均匀，大量的输送机械也是由多台电动机共同驱动的。

如何在负荷一定或输送任务一定的情况下，安排各台电动机的转矩输出，使整体的电能消耗最小，对于机车来说，输送任务一定就是人员(或货物)重量一定和机车速度一定，在这种情况下，寻找电耗最低的各电动机转矩分配方法；对于较长的输送带来说，输送任务一定就是货物重量一定和输送带运行速度一定，在这种情况下，寻找电耗最低的各电动机转矩分配方法，目前，这些问题还没有定论，相关的科技人员一直在探索中，找不到实现最低电耗的节能控制方法，能源的浪费就不可避免。

发明内容  完成同样的输送任务，为了避免运行时的能源浪费，本发明提供一种一台以上电动机共同驱动设备的节能控制方法，用于一台以上电动机共同驱动设备的电动机输出转矩控制和运行电动机数量控制，给出转矩最佳切换点和转矩最佳控制方法，在满足总转矩和运行速度的条件下，这些控制方法能有效地保证一台以上电动机共同驱动设备运行在节能状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一台以上电动机共同驱动设备包括一台以上的电动机、与电动机连接的机械传动装置和控制系统，各电动机型号相同，每台电动机通过传动机械输出力矩，总转矩使设备向一个方向运行，机械传动装置的传动比相同，所以各电动机的转速也相同，在一台以上电动机共同驱动设备的控制系统中增加节能控制单元，对一台以上电动机共同驱动设备的电动机输出转矩和运行电动机的数量进行控制，节能控制单元根据设备实际需要的总转矩、速度以及电动机的效率特性，确定出每台运行的电动机的最佳转矩控制方法，确定出设备运行在整体最佳节能状态的判别方法，确定出减少电动机最佳运行数量的控制方法及转矩最佳切换点，确定出减少电动机最佳运行数量的控制方法及转矩最佳切换点。

一台以上电动机共同驱动设备，设备要求的总转矩为c，所有运行电动机的输出转速相同为n，有M台相同的电动机可以投入使用，实际有m台电动机在运行，m≤M，第i台运行电动机的效率为η_i＝η(β_i，n)，β_i为第i台运行电动机的输出转矩，η_i为第i台运行电动机的效率。

采用m台电动机运行时，保持每台电动机的输出转矩相同并等于c/m，每台运行电动机的效率相同并等于η(c/m，n)；采用m-1台电动机运行时，保持每台运行电动机的输出转矩相同并等于c/(m-1)，每台运行电动机的效率相同并等于η(c/(m-1)，n)；采用m+1台电动机运行时，保持每台运行电动机的输出转矩相同并等于c/(m+1)，每台运行电动机的效率相同并等于η(c/(m+1)，n)。

每台运行的电动机的最佳转矩控制方法是，对于总转矩c，所有运行电动机的输出转速相同为n，有m台电动机运行时，第i台电动机的效率为η_i＝η(β_i，n)，β_i为第i台电动机的输出转矩，η_i为第i台电动机的效率，保持每台运行电动机的输出转矩相等，即β₁＝β₂＝...＝β_im＝c/m，每台电动机的效率相同为η(c/m，n)，则设备的整体最佳运行效率为η(c/m，n)。

设备运行在整体最佳节能状态的判别方法是，对于总转矩c，有m台电动机运行，所有运行电动机的输出转速相同为n，第i台运行电动机的效率为η_i＝η(β_i，n)，β_i为第i台运行电动机的输出转矩，η_i为第i台运行电动机的效率，如果η(c/m，n)＞η(c/(m-1)，n)和η(c/m，n)＞η(c/(m+1)，n)，则m是最佳运行台数，每台运行电动机的最佳输出转矩为β_im＝c/m，每台运行电动机的最佳运行效率为η(c/m，n)，设备的整体最佳运行效率为η(c/m，n)。