(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する方法を提供する。【解決手段】本方法は、一又は複数のコンピュータプロセッサ、一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たす複数のインバータの複数の可能な組み合わせを、決定して使用することを含む。複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む。本方法は更に、一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリから、一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数にアクセスすること、一又は複数の所定の効率関数に基づいて、複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択すること、並びに、選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって一又は複数の負荷に電力を供給すること、を含む。【選択図】図４
2018153076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインバータ（１２５）から一又は複数の負荷（１３５）への電力分配を制御する方法（４００）であって、前記方法は、
一又は複数のコンピュータプロセッサ（２０５）を使用して、前記一又は複数の負荷に対応する負荷需要（１５５）を満たす前記複数のインバータの複数の可能な組み合わせ（２１５）を決定すること（４０５）であって、前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、前記複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む、決定すること（４０５）、
前記一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリ（２１０）から、前記一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数（２３０）にアクセスすること（４１５）、
前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせ（２２５）を選択すること（４２５、１５０）、並びに、
前記選択された組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号（１４０）を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給すること（４３５）
を含む方法（４００）。
【請求項２】
前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記可能な組み合わせの各電力損失値（Ｐｌｏｓｓ，  １、…、Ｐｌｏｓｓ，  ｋ）を計算すること（５２５）、及び
所定のコスト関数（２４０）に適用される前記各電力損失値に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択すること（５４５）
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定のコスト関数は、混合整数二次関数を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせに対応する最大効率値（ηｍａｘ）を計算すること（５０５）、及び
前記最大効率値に対応する最小電力損失値（Ｐｌｏｓｓ，  ｍｉｎ）を計算すること（５１５）
を更に含み、
前記所定のコスト関数は、前記電力損失値と前記最小電力損失値との間の差分に基づいている、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、効率値（η１、…、ηｋ）を決定すること（６０５）、
最大効率値（ηｍａｘ）に対応する最も効率的な組み合わせ（２２０）を決定すること（６１５）、及び
最も効率的な組み合わせを下回る効率値を有する組み合わせの選択に対してペナルティコストを高く設定するため、重みベクトル（２４５）を適用するように構成された所定のコスト関数（２４０）に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコスト（２５０ｍｉｎ）を有する１つの組み合わせ（２２５）を選択すること（６４５）
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記決定された効率値に基づいて、前記可能な各組み合わせにそれぞれの優先度（２３５１、…、２３５ｋ）を割り当てること（６２５）、及び
前記優先度に基づいて、前記重みベクトルを決定すること（６３５）
を更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
（１）前記選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組の少なくとも１つのインバータの電力生成能力の変化、又は（２）前記一又は複数の負荷の前記負荷需要の変化を決定すること（４４５）
前記一又は複数の所定の効率関数と前記決定された変化に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから第２の組み合わせを選択すること（４５５）、及び
前記選択された第２の組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給すること（４６５）
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、それぞれの組の一又は複数のインバータの複合的な効率（η１、…、ηｋ）に基づいて、それぞれの優先度（２３５１、…、２３５ｋ）を割り当てること（７０５）、及び
前記各優先度に基づいて、１つの組み合わせ（２２５）を選択すること（７１５）
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
一又は複数の負荷（１３５）に電力を供給するための電力分配システム（１００）であって、
複数のインバータ（１２５）、並びに、
一又は複数のコンピュータプロセッサ（２０５）を含み、
前記一又は複数の負荷に対応する負荷需要（１５５）を満たすため、前記複数のインバータのうちの複数の可能な組み合わせ（２１５）であって、前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせが前記複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む、複数の可能な組み合わせ（２１５）を決定（４０５）し、
前記一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリ（２１０）から、前記一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数（２３０）にアクセス（４１５）し、
前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせ（２２５）を選択（４２５、１５０）し、また、
前記選択された組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号（１４０）を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給（４３５）する
ように構成されたコントローラ（１１０、１１５）
を備える電力分配システム。
【請求項１０】
前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記可能な組み合わせの各電力損失値（Ｐｌｏｓｓ，  １、…、Ｐｌｏｓｓ，  ｋ）を計算すること（５２５）、及び
所定のコスト関数（２４０）に適用される前記各電力損失値に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択すること（５４５）
を含む、請求項９に記載の電力分配システム。
【請求項１１】
前記所定のコスト関数は、混合整数二次関数を含む、請求項１０に記載の電力分配システム。
【請求項１２】
前記コントローラは更に、
前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせに対応する最大効率値（ηｍａｘ）を計算（５０５）し、また、
前記最大効率値に対応する最小電力損失値（Ｐｌｏｓｓ，  ｍｉｎ）を計算（５１５）する
ように構成されており、
前記所定のコスト関数は、前記電力損失値と前記最小電力損失値との間の差分に基づいている、請求項１０に記載の電力分配システム。
【請求項１３】
前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、効率値（η１、…、ηｋ）を決定すること（６０５）、
最大効率値（ηｍａｘ）に対応する最も効率的な組み合わせ（２２０）を決定すること（６１５）、及び
最も効率的な組み合わせを下回る効率値を有する組み合わせの選択に対してペナルティコストを高く設定するため、重みベクトル（２４５）を適用するように構成された所定のコスト関数（２４０）に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコスト（２５０ｍｉｎ）を有する１つの組み合わせ（２２５）を選択すること（６４５）を含み、前記コントローラは更に、
前記所定の効率値に基づいて、前記可能な各組み合わせに対して、それぞれの優先度（２３５１、…、  ２３５ｋ）を割り当て（６２５）、また、
前記優先度に基づいて、前記重みベクトルを決定（６３５）する
ように構成されている、請求項９に記載の電力分配システム。
【請求項１４】
前記コントローラは更に、
（１）前記選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組の少なくとも１つのインバータの電力生成能力の変化、又は（２）前記一又は複数の負荷の前記負荷需要の変化を決定（４４５）し、
前記一又は複数の所定の効率関数と前記決定された変化に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから第２の組み合わせを選択（４５５）し、また、
前記選択された第２の組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給（４６５）する
ように構成されている、請求項９に記載の電力分配システム。
【請求項１５】
前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、それぞれの組の一又は複数のインバータの複合的な効率（η１、…、ηｋ）に基づいて、それぞれの優先度（２３５１、…、２３５ｋ）を割り当てること（７０５）、及び
前記各優先度に基づいて、１つの組み合わせ（２２５）を選択すること（７１５）
を含む、請求項９に記載の電力分配システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は概して電力管理に関し、より具体的には、効率計算を利用したモジュラコンバータ構造内の複数の並列インバータからの電力分配の制御に関する。航空機などの近代的なビークルは、多数の電子機器、モーター、ヒーター、及びその他の電動機器を使用する。特に、近代的なビークルでは電気モーターは随所にあり、油圧ポンプから客室ファンに至るまで、あらゆるものを駆動する。従来、これらの電気モーターはそれぞれ独立したモーターコントローラによって駆動されてきた。各モーターコントローラは、各モーターに長時間フル出力で電力を供給するのに必要な最大電流量を伝送できる規模になっている（また、一般的に、安全のため付加的な能力を含む）ため、過熱状態や機能不全になることはない。
【０００２】
その結果、航空機は多数のモーターコントローラを搭載しており、各コントローラは一般的に過大な規模になっているが、大部分の時間は過小にしか利用されない。言い換えるならば、モーターコントローラは、安全マージンを加えてもモーターをフル出力で長時間動作するのに十分な能力を有するが、モーターが最大能力で動作することはほとんどない。これは、モーター自体にある程度の安全マージンが組み込まれているためであり、また、モーターは大部分の時間、低需要状態で動作するからである（例えば、客室ファンは常に「強」になっているわけではない）。これに加えて、一部のモーターは時折、或いは特定の飛行部分において使われるだけで、それ以外の時間には使用されない。その結果、重くて高価なモーターコントローラなどの航空機補充品の多くは、耐用年数のほとんどの期間で動作していないか、定格出力を大幅に下回って動作している。
【０００３】
モーターコントローラの能力を更に活用するため、モジュラコンバータシステムは、単独で、或いは他の並列モーターコントローラと並列で動作し、動的に割り当てて再構成可能な多数のモジュラ式モーターコントローラを提供し、出力制御のニーズを満たすことができる。コンバータシステムは、既存の出力要求を満たすため、必要に応じて、並列に接続された一又は複数のコントローラを、航空機内のそれぞれのアクティブな電気負荷に接続する。モーターコントローラの利用を高めることによって、対応するシステムの重量及びコストを低減することができる。
【０００４】
モジュラコンバータシステムの動作中、複数のインバータは並列に動作して、電気モーター又はその他の電気負荷に電力を供給することができる。従来、特定の電気負荷を駆動するために使用される並列インバータの数は、電気負荷の電力需要及びインバータの定格出力に基づいているが、このような並列装置の中で各インバータの効率は考慮していない。例えば、電力需要を全体的に満たすため、各並列インバータの電力寄与に基づいて、一又は複数の並列インバータは、インバータの最大効率未満で作動されてよく、これはエネルギー及びコストの要件を高める傾向がある。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態は、複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する方法を提供する。本方法は、一又は複数のコンピュータプロセッサ、一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たす複数のインバータの複数の可能な組み合わせを、決定して使用することを含む。複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む。本方法は更に、一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリから、一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数にアクセスすること、及び、一又は複数の所定の効率関数に基づいて、複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することを含む。本方法は更に、選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって一又は複数の負荷に電力を供給することを含む。
【０００６】
別の実施形態は、一又は複数の負荷に電力供給するための電力分配システムを提供する。電力分配システムは、複数のインバータ、及び一又は複数のコンピュータプロセッサを備えるコントローラを備える。コントローラは、一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たす複数のインバータの複数の可能な組み合わせを決定するように構成されている。複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む。コントローラは更に、一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリから、一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数にアクセスし、一又は複数の所定の効率関数に基づいて、複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択するように構成されている。コントローラは更に、選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって一又は複数の負荷に電力を供給するように構成されている。
【０００７】
別の実施形態は、複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する方法を提供する。本方法は、一又は複数のコンピュータプロセッサ、一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たす複数のインバータの複数の可能な組み合わせを、決定して使用することを含む。複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む。本方法は更に、一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリから、一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数にアクセスすること、並びに、複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、それぞれの組の一又は複数のインバータの複合的な効率に基づいて、それぞれの優先度を割り当てること、を含む。本方法は更に、それぞれの優先度に基づいて、複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択すること、並びに、選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって一又は複数の負荷に電力を供給すること、を含む。
【０００８】
前述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において単独で実現可能であるか、又は、更に別の実施形態において組み合わされうるが、これらの実施形態の更なる詳細事項は、下記の説明及び図面を参照することによって理解しうる。
【０００９】
本開示の上述の特徴が詳細に理解されるように、上記で簡潔に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって行われ、その一部は添付の図面に示されている。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、それゆえ、本開示の範囲を限定するとみなすべきではなく、本開示は、他の等しく有効な実施形態を認めうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による、例示的なモジュラコンバータシステムを示している。
【図２】一実施形態による、モジュラコンバータシステムのための例示的な効率計算コントローラのブロック図である。
【図３】一実施形態による、インバータの例示的な効率関数を示すグラフである。
【図４】一実施形態による、複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する例示的な方法を示している。
【図５】様々な実施形態による、一又は複数の所定の効率関数に基づく、インバータの組み合わせを選択する例示的な方法を示している。
【図６】様々な実施形態による、一又は複数の所定の効率関数に基づく、インバータの組み合わせを選択する例示的な方法を示している。
【図７】様々な実施形態による、一又は複数の所定の効率関数に基づく、インバータの組み合わせを選択する例示的な方法を示している。
【図８】一実施形態による、複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する例示的な方法を示している。
【００１１】
理解しやすくするため、各図面に共通する同一の構成要素を指定する際に、可能であれば、同一の参照番号が使用されている。一実施形態に開示された構成要素は、特に列挙しないが、他の実施形態でも有利に用いられうることが企図されている。本書で参照される図は、特に記載のない限り、縮尺どおりに描かれていると理解すべきではない。また、わかりやすく提示及び説明するため、図面は多くの場合、単純化され、詳細部分又は構成要素は省略されている。図面及び説明は、以下で説明される原理を明らかにする役割を果たしており、同様の記号表示は同様の構成要素を表わす。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一又は複数の電気負荷に電力を供給するモジュラコンバータ装置内での複数の並列インバータの効率的な利用を改善するため、コントローラは、複数の並列インバータに関連する一又は複数の所定の効率関数に基づいて、複数の可能な組み合わせのうちから１つのインバータの組み合わせを選択する。幾つかの実施形態では、コントローラは、複数の可能な組み合わせの各々に対して決定された総電力損失値に基づいて組み合わせを選択する。幾つかの実施形態では、コントローラは、複数の可能な組み合わせの各々に対して決定された（複合的な）効率値に基づいて組み合わせを選択する。幾つかの実施形態では、複数の可能な組み合わせは、決定された効率値と割り当てられた相対優先度によって順位付けされる。幾つかの実施形態では、コントローラは、決定された効率値、総電力損失値、及び／又は割り当てられた相対優先度を考慮する所定のコスト関数に従って、組み合わせを選択する。
【００１３】
幾つかの実施形態では、コントローラは、一又は複数の負荷の選択された組み合わせ、及び／又は負荷需要の変化に対応する一又は複数のインバータの組のうちの、少なくとも１つのインバータの電力生成能力の変化に基づいて、選択されたインバータの組み合わせを動的に更新するように構成されている。このように、モジュラコンバータ装置は一般的に、モーターコントローラ及び他の電気負荷の利用を高めることが可能で、その結果、システム全体の重量及びコストを低減する。
【００１４】
図１を参照すると、モジュラコンバータシステム１００は、並列に配置され、一又は複数の電気負荷１３５を駆動するように構成された複数のインバータ１２５を制御する。インバータ１２５は、例えば、限定するものではないが、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、及びバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）のいずれかを含みうる。電気負荷１３５は、複数の及び／又は異なる種類の交流（ＡＣ）又は直流（ＤＣ）機械、例えば、電気モーターを含みうる。図示したように、複数のインバータ１２５は、５つのインバータ１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２５−５及び３つの負荷１３５−１、１３５−２、１３５−３を含む一又は複数の電気負荷１３５を備えるが、異なる実装は、異なる数のインバータ１２５及び／又は電気負荷１３５を含みうる。
【００１５】
各インバータ１２５は、複数のインバータ１２５と共通の入力ノード１２０で（直流電圧ＶＤＣで表わされる）入力信号を受信する。他の実装は、選択されたインバータ１２５に提供される複数の異なる入力信号（例えば、異なる大きさを有する直流電圧）を含みうる。各インバータ１２５は、受信した入力信号に基づいて、また、並列ドライブコントローラ１１５によってもたらされるインバータ制御信号１４０に基づいて、要求された交流出力（例えば、要求された電圧レベル、周波数、波形などを有する）を生成する。幾つかの実施形態では、複数のインバータ１２５の各々は実質的に同一（例えば、実質的に同一の電気定格及び／又は他の電気特性を有する同一モデル）である。他の実施形態では、複数のインバータ１２５は、少なくとも２つの異なるインバータ１２５を含む。
【００１６】
一般的に、各電気負荷１３５は、複数のインバータ１２５から選択された一又は複数を用いて電力供給される。幾つかの実施形態では、一又は複数のインバータ１２５は、並列ドライブコントローラ１１５によって生成されるスイッチング制御信号１４５を用いて選択され、インバータ１２５と電気負荷１３５との間に配置された動的に再構成可能なスイッチングネットワーク１３０に適用される。スイッチングネットワーク１３０は、電源スイッチ１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４、１３０−５として示されている任意の好適なスイッチング素子を用いて実装可能である。電源スイッチング１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４、１３０−５の幾つかの非限定的な例には、半導体リレー、メカニカルリレー、トランジスタ、及びその他の制御可能な電源スイッチが含まれる。並列ドライブコントローラ１１５は、スイッチングネットワーク１３０に適用されるスイッチング制御信号１４５を用いて、各電源スイッチング１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４、１３０−５の動作を制御する。５つのインバータ１２５に対応する５つの電源スイッチング１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４、１３０−５が描かれているが、異なる実装では、スイッチングネットワーク１３０内に異なる数の電源スイッチングを含みうる。更に、幾つかの実装では、スイッチングネットワーク１３０は短絡及び／又は過電流保護装置として動作される。例えば、短絡又は過電流負荷に関連するスイッチング素子は、障害が検出されると開放するように構成されている。
【００１７】
幾つかの実施形態では、並列ドライブコントローラ１１５は、電気負荷１３５を駆動する適切な数のインバータ１２５を並列にリアルタイムで提供するため、スイッチングネットワーク１３０を動的に再構成するように構成されている。言い換えるならば、特定の電気負荷１３５に対する電力需要が増大したときには、並列ドライブコントローラ１１５は、増大した電力需要を満たすため、スイッチングネットワーク１３０によって付加的なインバータ１２５を並列に配置させる、更新されたスイッチング制御信号１４５を送信してもよい。逆に、電気負荷１３５の電力需要が減少したときには、並列ドライブコントローラ１１５は、スイッチングネットワーク１３０によって一又は複数のインバータ１２５を解放させる、更新されたスイッチング制御信号１４５を送信してもよい。並列ドライブコントローラ１１５はその後、他の電気負荷１３５を駆動するため、解放されたインバータ１２５を他のインバータ１２５と並列に配置してもよい。場合によっては、並列ドライブコントローラ１１５は、少なくとも１つのインバータの電力生成能力の決定された変化に基づいて、更新されたスイッチング制御信号１４５を送信してもよい。例えば、劣化又は障害の発生によって、第１のインバータ１２５の電力生成能力は低下すること、或いは完全になくなること（すなわち、機能しなくなること）がありうる。これに応じて、並列ドライブコントローラ１１５は、電気負荷１３５の電力需要に基づいて、第１のインバータ１２５を、適切な電力生成能力を有する第２のインバータ１２５で増強してもよく、或いは交換してもよい。逆に、第１のインバータ１２５の電力生成能力が増大するときには、並列ドライブコントローラ１１５は第２のインバータ１２５を解放してもよい。
【００１８】
幾つかの実施形態では、並列ドライブコントローラ１１５は保存され、埋め込みコントローラ上で動作する。並列ドライブコントローラ１１５は、例えば、限定するものではないが、マイクロコントローラ、プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含みうる。幾つかの実施形態では、並列ドライブコントローラ１１５はリアルタイムシミュレータ／エミュレータを使用するか、リアルタイムで動作する。
【００１９】
並列ドライブコンバータ１１５は、一又は複数の所定のアルゴリズムに従って、インバータ制御信号１４０を提供するように構成されている。インバータ１２５は一般的に、電流及び／又は電圧値などのフィードバック信号を並列ドライブコントローラ１１５に提供し、フィードバック信号は選択されたアルゴリズムに適用される。一又は複数の負荷１３５が電気モーターを含む場合には、並列ドライブコンバータ１１５は、インバータ制御信号１４０を生成するため、適切なモーター制御アルゴリズムを選択する。モーター制御アルゴリズムの幾つかの非限定的な実施例には、磁界方向制御（ＦＯＣ）、直接トルク制御（ＤＴＣ）、及び電圧対周波数制御（Ｖ／Ｆ）が含まれる。ビークルに関連する様々な種類のモーター（例えば、誘導モーター、シンクロナスモーター、永久磁石（ＰＭ）シンクロナスモーター、ブラシレスＤＣモーターなど）を効率よく駆動するには、種々のモーター制御アルゴリズムが有用となりうる。例えば、典型的な航空機は、主エンジン用のスターターモーター発動機（ＰＭタイプモーター）、ラムエアーファン（誘導モーター）、環境制御システム（ＥＣＳ）コンプレッサモーター（ＰＭタイプモーター）、及び一又は複数のシンクロナスモーターを含むことがあり、これらはすべて異なる電力要件を有しうる。
【００２０】
図には示されていないが、モジュラコンバータシステム１００は更に、複数の所定のアルゴリズムから選択されたアルゴリズムを一又は複数の選択されたインバータ１２５に適用するように構成された、ソフトウェアベース又はハードウェアベースのスイッチングネットワークを含みうる。制御スイッチングネットワークは、並列ドライブコントローラ１１５に含まれてもよく、或いは別々に実装されてもよい。
【００２１】
幾つかの実施形態では、モジュラコンバータシステム１００は、インバータ１２５に関連する効率情報に基づいて、インバータ１２５の特定の組み合わせを選択するように構成される効率計算コントローラ１１０を備える。幾つかの実施形態では、効率計算コントローラ１１０は並列ドライブコントローラ１１５内に含まれる。他の実施形態では、効率計算コントローラ１１０は別々の集積回路（ＩＣ）に含まれる。システムコントローラ１０５は、ビークルコントローラから操作コマンドを取得し、操作フィードバック信号（例えば、ステータス信号）及び／又は他の情報をビークルコントローラに提供するため、ビークルコントローラなどの外部デバイスと通信するように構成されている。図示したように、効率計算コントローラ１１０は、システムコントローラ１０５から一又は複数の負荷要求（すなわち、負荷需要信号１５５）を受信し、負荷要求を満たすため、比較的効率的なインバータ１２５の組み合わせを選択する。効率計算コントローラ１１０は組み合わせ選択信号１５０を並列ドライブコントローラ１１５へ送信し、これによって、並列ドライブコントローラ１１５によって生成されるスイッチング制御信号１４５及び／又はインバータ制御信号１４０に影響を及ぼす。幾つかの実施形態では、組み合わせ選択信号１５０は組み合わせ情報のみを含む（すなわち、特定の電気負荷１３５に電力を供給するため、選択された組み合わせに複数のインバータ１２５の情報が含まれる）。この場合、並列ドライブコントローラ１１５は、選択された組み合わせのインバータ１２５の中でどのように負荷を分配するかを決定しうる。例えば、並列ドライブコンバータ１１５は、選択されたインバータ１２５の中で負荷を等分してもよい。他の実施形態では、組み合わせ選択信号１５０は、選択された組み合わせのインバータ１２５間での電力分配など、付加的な情報を含みうる。
【００２２】
効率計算コントローラ１１０の実装の一例を図２に示す。効率計算コントローラ１１０は、プロセッサ２０５とメモリ２１０とを含む。プロセッサ２０５は一般的に、本書に記載の様々な機能を実行できる任意の処理構成要素を含む。効率計算コントローラ１１０中では単一の構成要素として描かれているが、プロセッサ２０５は、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ、複数のコアを有するプロセッサ又はプロセッサ群、並びにこれらの組み合わせを表わすことが意図されている。メモリ２１０は、相対性能やその他の機能、例えば、揮発性及び／又は不揮発性の媒体であるか、着脱式及び／又は非着脱式の媒体であるか、などに関して選択された様々なコンピュータ可読媒体を含みうる。メモリ２１０は、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ストレージなどを含みうる。メモリ１１０に含まれるストレージは典型的に、効率計算コントローラ１１０用の不揮発性メモリを含み、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、半導体ドライブ、光記憶装置、及び／又は磁気記憶装置など、一又は複数の異なるストレージ構成要素を含みうる。
【００２３】
効率計算コンバータ１１０は、一又は複数の電気負荷に対応する負荷需要を満たすため、複数のインバータの可能な組み合わせ２１５（組み合わせ２１５−１、２１５−２、…、２１５−ｋ）を決定するように構成されている。幾つかの実施形態では、効率計算コンバータ１１０は、電気負荷に対応する特定の負荷要求に対して、電気負荷の電力要件を満たすのに必要な最小数のインバータを決定する。複数の可能な組み合わせ２１５は、決定された最小数よりも多いインバータを含む、少なくとも１つの組み合わせを含みうる。
【００２４】
幾つかの実施形態では、可能な組み合わせ２１５の各々は、個々のインバータによって生成される電力量を規定することなく、一又は複数の電気負荷に電力を供給する、特定のインバータの割り当てを表わしている。１つの非限定的な実施例では、第１の組み合わせは、電気負荷１３５−１に電力を供給するためインバータ１２５−１、１２５−２を割り当て、電気負荷１３５−２に電力を供給するためインバータ１２５−３を割り当て、また、電気負荷１３５−３に電力を供給するためインバータ１２５−４を割り当てる。インバータ１２５−５は、第１の組み合わせでは未割り当てのまま残り、動的な負荷要件に対して利用可能である。幾つかの実施形態では、可能な組み合わせ２１５の各々は、本書に含まれるインバータの所定の負荷分散を仮定している。例えば、可能な組み合わせ２１５は、可能な組み合わせ２１５の中で各インバータの等しい負荷（すなわち、要求される電力量を等分すること）を仮定してもよい。
【００２５】
他の実施形態では、可能な組み合わせ２１５の各々は、特定のインバータの割り当て及び関連する負荷分散を表わす。例えば、第１の組み合わせは、第１の負荷分散に対応する電気負荷に電力を供給するため、３つのインバータ（１２５−１、１２５−２、１２５−３）を指定してもよく（例えば、各インバータに要求される電力の３分の１が割り当てられる）、また、第２の組み合わせは、第２の負荷分散を有する同一の３つのインバータ（例えば、インバータ１２５−１に５０％、インバータ１２５−２に２５％、及びインバータ１２５−３に２５％）を指定してもよい。場合によっては、特定の可能な組み合わせ２１５のインバータの負荷分散は、異なる電力生成レベルでのインバータの相対効率、インバータの異なる電力定格、などに基づいて選択されうる。
【００２６】
複数の可能な組み合わせ２１５の各々（すなわち、組み合わせ２１５−１、２１５−２、…、２１５−ｋ）に対して、効率計算コントローラ１１０は、組み合わせ２１５−１、２１５−２、…、２１５−ｋを用いた一又は複数の電気負荷の電力供給に関連する効率値η１、η２、…、ηｋ（すなわち、イータ１、イータ２など）を決定する。効率値η１、η２、…、ηｋは、特定の可能な組み合わせ２１５−１、２１５−２、…、２１５−ｋに含まれる各インバータの動作に関連する一又は複数の効率関数２３０に基づいて決定される。一般的に、効率関数２３０は、特定の電力生成レベルでのインバータの効率を記述する。例えば、インバータは、異なる電力生成レベルに対応して、インバータの全体効率に影響を及ぼす、種々のスイッチング損失を有しうる。例示的な効率関数２３０は、図３のプロット３００に描かれている。理想的な場合には、特定の組み合わせに含まれる各インバータは、動作点３０５における各最大効率値ηｍａｘ＿ｉｎｖ（すなわち、イータｍａｘ＿ｉｎｖ）で動作される。各最大効率値ηｍａｘ＿ｉｎｖで、インバータは電力レベルＰηｍａｘ＿ｉｎｖを生成する。しかしながら、電気負荷によって要求される（また、動作中に動的に変化しうる）電力は、電力レベルＰηｍａｘ＿ｉｎｖに対応せず、特定の組み合わせの一又は複数のインバータは最大効率値ηｍａｘ＿ｉｎｖから離れて動作されることも可能である。
【００２７】
図２に戻ると、幾つかの実施形態で、効率値η１、η２、…、ηｋは複合的な効率値、言い換えるならば、特定のインバータに関連する（効率関数２３０の）複数の効率値の組み合わせを表わしている。例えば、特定の可能な組み合わせ２１５が、同一電力レベル（すなわち、結果的に各インバータは同一の効率値ηｉｎｖ）で動作する３つの電気的に同一のインバータを含む場合には、組み合わせの複合的な効率値は、異なる効率値の乗法積、すなわち（ηｉｎｖ）３になりうる。他の実施例では、インバータは、決定された効率値がより複雑な算術関数（例えば、インバータ効率値に重み付けをした組み合わせ）を用いて計算されるように、異なる電気特性を有してもよく、及び／又は異なる電力レベルで動作されてもよい。
【００２８】
幾つかの実施形態では、効率計算コントローラ１１０は、複数の可能な組み合わせ２１５のうちから、複数の効率値η１、η２、…、ηｋのうちの最大効率値ηｍａｘに対応する最も効率的な組み合わせ２２０を決定する。場合によっては、最も効率的な組み合わせ２２０は、特定の電気負荷に電力を供給するために選択された組み合わせ２２５として選択されうるが、必要条件ではない。例えば、メンテナンス、デバッギング、又は任意の必須動作のシナリオの場合には、選択された組み合わせ２２５は、最も効率的な組み合わせ２２０よりも効率的でないことがありうる。幾つかの実施形態では、飛行制御管理システムなどの一又は複数の外部システムは、選択された組み合わせ２２５よりも優位に立つように構成されうる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、効率計算コントローラ１１０は、複数の効率値η１、η２、…、ηｋに基づいて、複数の可能な組み合わせ２１５のうちの可能な各組み合わせに対して、それぞれの優先度２３５１、２３５２、…、２３５ｋを決定する。例えば、ｋ個の可能な組み合わせ２１５を用いて、最も効率的な組み合わせ２２０に最大の優先度値（例えば、優先度値１）が割り当てられ、複数の組み合わせ２１５のうちの最も効率的でない組み合わせに最小の優先度値（例えば、優先度値ｋ）が割り当てられる。幾つかの実施形態では、所定のコスト関数２４０に従って、選択された組み合わせ２２５を選択するとき、異なる可能な組み合わせ２１５に対する相対的な優先度値が考慮される。例えば、最も効率的な組み合わせ２２０ではない、可能な組み合わせ２１５のうちの１つを選択することは、所定のコスト関数２４０に含まれる所定の重みベクトル（ｗｅｉｇｈｔ  ｖｅｃｔｏｒ）２４５に優先度値を適用することによって、ペナルティコストが高く設定されることがある。
【００３０】
更に、幾つかの実施形態では、効率計算コントローラ１１０は、複数の可能な組み合わせ２１５のうちの可能な各組み合わせに対して、電力損失値Ｐｌｏｓｓ，  １、Ｐｌｏｓｓ，  ２、…、Ｐｌｏｓｓ，  ｋを決定する。電力損失値Ｐｌｏｓｓ，  １、Ｐｌｏｓｓ，  ２、…、Ｐｌｏｓｓ，  ｋは、複数の効率値η１、η２、…、ηｋに基づきうる。最も効率的な組み合わせ２２０に対して、最小電力損失値Ｐｌｏｓｓ，  ｍｉｎが効率計算コントローラ１１０によって決定される。幾つかの実施形態では、所定のコスト関数２４０は、選択された組み合わせ２２５を選択する際、電力損失値Ｐｌｏｓｓ，  １、Ｐｌｏｓｓ，  ２、…、Ｐｌｏｓｓ，  ｋと最小電力損失値Ｐｌｏｓｓ，  ｍｉｎとの間の差分を考慮する。１つの非限定的な実施例では、所定のコスト関数２４０は、一次項として所定の重みベクトル２４５、並びに、二次項として電力損失差分の二乗和を考慮する混合整数二次関数（ｍｉｘｅｄ  ｉｎｔｅｇｅｒ  ｑｕａｄｒａｔｉｃ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を含む。所定のコスト関数２４０として、混合整数二次関数の一実施例が、以下の図８に対して詳細に説明される。他の実施形態では、所定のコスト関数２４０は、効率値η１、η２、…、ηｋ、電力損失値Ｐｌｏｓｓ，  １、Ｐｌｏｓｓ，  ２、…、Ｐｌｏｓｓ，  ｋ、及び優先度２３５１〜２３５ｋのうちの一又は複数に基づく任意の適切な関数になりうる。
【００３１】
幾つかの実施形態では、効率計算コントローラ１１０は、複数の可能な組み合わせ２１５のうちの可能な各組み合わせに対して、コスト値２５０１、２５０２、…、２５０ｋを決定するため、所定のコスト関数を適用する。この場合、効率計算コントローラ１１０は、コスト値２５０１、２５０２、…、２５０ｋのうちのどれが最小コスト値２５０ｍｉｎに対応するかを決定し、最小コスト値２５０ｍｉｎに対応する可能な組み合わせ２１５を選択する。最小コスト値２５０ｍｉｎを有する選択された組み合わせ２２５は、最も効率的な組み合わせ２２０に対応しうるが、これは必要条件ではない。
【００３２】
図４は、一実施形態による、複数のインバータから一又は複数の電気負荷への電力分配を制御する、例示的な方法４００を示す。方法４００は一般的に、図１に関して説明される並列ドライブコントローラ又は効率計算コントローラなど、一又は複数のコントローラの一又は複数のコンピュータプロセッサによって実行される。方法４００は、一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たすように、複数のインバータの複数の可能な組み合わせを決定するために一又は複数のコンピュータプロセッサが使用される、ブロック４０５から開始される。複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、複数のインバータの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む。
【００３３】
ブロック４１５では、一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数は、一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリからアクセスされる。場合によっては、複数のインバータの各々は、複数のインバータの各々の動作に対応する単一の効率関数など、実質的に同一の電気定格及び／又は他の電気特性を有する。
【００３４】
ブロック４２５では、一又は複数のコンピュータプロセッサは、一又は複数の所定の効率関数に基づいて、複数の組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択する。ブロック４３５では、一又は複数のコンピュータプロセッサは、選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって、一又は複数の負荷に電力を供給する。
【００３５】
ブロック４４５では、一又は複数のコンピュータプロセッサは、（１）選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組の少なくとも１つのインバータの電力生成能力の変化、又は（２）一又は複数の負荷の負荷需要の変化を決定する。
【００３６】
ブロック４５５では、一又は複数のコンピュータプロセッサは、一又は複数の所定の効率関数と決定された変化に基づいて、複数の可能な組み合わせから第２の組み合わせを選択する。ブロック４６５では、一又は複数のコンピュータプロセッサは、選択された第２の組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって、一又は複数の負荷に電力を供給する。幾つかの実施形態では、第１の組み合わせに対応する組は、第２の組み合わせに対応する組とは、少なくとも１つのインバータだけ異なる。方法４００は、ブロック４６５の完了後、終了する。
【００３７】
図５、図６、及び図７は、様々な実施形態による、一又は複数の所定の効率関数に基づく、インバータの組み合わせを選択する例示的な方法を示している。例えば、図５、図６、及び図７の各々に示した方法は、上述の方法４００のブロック４２５に対応しうる。
【００３８】
図５の方法は、一又は複数のプロセッサが、一又は複数の所定の効率関数に基づいて、複数の可能な組み合わせに対応する最大効率値を計算するブロック５０５から始まる。ブロック５１５では、一又は複数のプロセッサは、最大効率値に対応する最小電力損失値を計算する。ブロック５２５では、一又は複数のプロセッサは、複数の組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、一又は複数の所定の効率関数に基づいて、可能な組み合わせの各電力損失値を計算する。ブロック５３５では、一又は複数のプロセッサはコスト関数に各電力損失値を適用する。幾つかの実施形態では、各電力損失値を適用することは、電力損失値と最小電力損失値との間の差分に基づいてコスト関数を決定することを含む。ブロック５４５では、一又は複数のプロセッサは、コスト関数に適用される各電力損失値に基づいて、複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択する。図５の方法は、ブロック５４５の完了後、終了する。
【００３９】
図６の方法は、一又は複数のプロセッサが、複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して効率値を決定するブロック６０５から始まる。ブロック６１５では、一又は複数のプロセッサは、最大効率値に対応する最も効率的な組み合わせを決定する。ブロック６２５では、一又は複数のプロセッサは、決定された効率値に基づいて、可能な各組み合わせに対して、それぞれの優先度を割り当てる。ブロック６３５では、一又は複数のプロセッサは、優先度に基づいて重みベクトルを決定する。ブロック６４５では、一又は複数のプロセッサは、最も効率的な組み合わせを下回る効率値を有する組み合わせの選択に対してペナルティコストを高く設定するため、重みベクトルを適用するように構成された所定のコスト関数に基づいて、複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択する。図６の方法は、ブロック６４５の完了後、終了する。
【００４０】
図７の方法は、一又は複数のプロセッサが、複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、それぞれの組の一又は複数のインバータの複合的な効率に基づいて、それぞれの優先度を割り当てるブロック７０５から始まる。ブロック７１５では、一又は複数のプロセッサは、それぞれの優先度に基づいて組み合わせを選択する。図７の方法は、ブロック７１５の完了後、終了する。
【００４１】
図８は、一実施形態による、複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する、例示的な方法８００を示す。一般的に、方法８００は、本書で説明される一又は複数の実施形態に関連して、一又は複数のコントローラによって実行されうる。例えば、方法８００は、図４に関して上述の方法４００の非限定的な実施例を提供する。更に、方法８００は、図１に示したように、５つのインバータと３つの負荷（“負荷１”、“負荷２”及び“負荷３”）からなる例示的な構成を使用する。
【００４２】
方法８００は、一又は複数のコントローラがインバータ効率曲線を読み込むブロック８０５から始まる。インバータ効率曲線は一般的に、上述の所定の効率関数に対応する。ブロック８１０では、一又は複数のコントローラは、時間変数（ｔ）がゼロに等しくなるように設定する。ブロック８１５では、時間変数ｔはΔＴで更新される。
【００４３】
ブロック８２０では、一又は複数のコントローラは、システムコントローラから、負荷需要信号ＰＬｏａｄ−１（ｔ）、ＰＬｏａｄ−２（ｔ）、及びＰＬｏａｄ−３（ｔ）として記述される負荷需要信号を受信する。ブロック８２５では、一又は複数のコントローラは、時刻ｔにシステムが一又は複数の負荷需要を有するかどうかを判断する。負荷需要信号ＰＬｏａｄ−１（ｔ）、ＰＬｏａｄ−２（ｔ）、及びＰＬｏａｄ−３（ｔ）がゼロ（非負荷条件を示す）（“ＮＯ”の分岐）の場合、一又は複数のコントローラはブロック８１５に戻り、次の負荷需要情報を待つ。負荷需要信号ＰＬｏａｄ−１（ｔ）、ＰＬｏａｄ−２（ｔ）、及びＰＬｏａｄ−３（ｔ）のいずれかがゼロでない（“ＹＥＳ”の分岐）場合、方法はブロック８３０へ進む。
【００４４】
この実施例では、各「インバータの組み合わせ」は、特定の負荷を駆動するため並列に結合される一又は複数のインバータを表わす。より具体的には、インバータ組み合わせ１は負荷１を駆動し、インバータ組み合わせ２は負荷２を駆動し、また、インバータ組み合わせ３は負荷３を駆動する。各負荷の電力需要は時間の関数として変動しうるため、各インバータの組み合わせに含まれるインバータの数は、変動した電力需要を満たすため、動的に変更（すなわち、増減）される。ある時点で、負荷１及びインバータ組み合わせ１を使用する場合、負荷１の電力需要は比較的小さいため、インバータ組み合わせ１にはインバータが１つしかないことがある。別の時点では、負荷１の電力需要が非常に高いため、インバータ組み合わせ１は５つのインバータを並列に含みうる。更に別の時点では、負荷１の電力需要がゼロのため、インバータ組み合わせ１はインバータを１つも含まないことがありうる。
【００４５】
方法８００に従ってインバータの組み合わせを選択する際に使用される変数の組の一例を表１に示し、制約条件の組の一例を表２に示した。
2018153076.tif 000003
2018153076.tif 000004
【００４６】
ブロック８３０では、一又は複数のコントローラは、負荷１、２、及び３の電力需要に応じて、インバータ組み合わせ１、２、及び３に対するインバータの数Ｎ１（ｔ）、Ｎ２（ｔ）、及びＮ３（ｔ）の最小サイズを決定する。最小サイズを決定するための例示的な一連のステップを表３に示す。
2018153076.tif 000005
【００４７】
ブロック835では、一又は複数のコントローラは、すべての可能なインバータの組み合わせW(m)を計算し、これらを一覧表に記録する。一又は複数のコントローラは更に、非負荷条件にある負荷のカウント数を決定する。最小サイズを決定する一連のステップの例を表4に、その割り当てを記録する一連のステップの例を表5に、割り当ての組の例を表6に示す。
2018153076.tif 000006
2018153076.tif 000007
2018153076.tif 000008
【００４８】
ブロック840では、一又は複数のコントローラは、表6で決定された可能なインバータの組み合わせに従って、各インバータに対する電力出力を計算する。電力出力を計算するために使用される方程式の組の一例を表7に示す。
2018153076.tif 000009
【００４９】
ブロック８４５では、一又は複数のコントローラは、読込まれたインバータ効率曲線を使用して、効率値ηＩｎｖ＿ｃｏｍｂｉｎ−１，２，３及び最大効率値ηＩｎｖ＿Ｍａｘを取得する。異なる効率値を取得するために使用される方程式の組の一例を表８に示す。
2018153076.tif 000010
【００５０】
ブロック８５０では、一又は複数のコントローラは、各負荷に対して、効率値が高いインバータ組み合わせが高い優先順位を有するように、負荷１、２、及び３に対する各インバータ組み合わせを優先順位でランク付けするため、インバータ組み合わせ構成優先度一覧表を作成する。より高い優先度は、インバータ組み合わせがより高いシステム効率を有する結果となり、そのため最初に実装すべきであることを示唆している。
【００５１】
各負荷に対して、最大効率値を有するインバータ組み合わせは最も理想的で、最も高い優先度値を有する。他方、各負荷の最小効率値を有するインバータ組み合わせは最も理想的でないため、最も低い優先度値を有する。各負荷の２つ以上のインバータ組み合わせが同じ効率値を有する場合には、一又は複数のコントローラはこれらのインバータ組み合わせに同じ順位の優先度値を割り当てる。
【００５２】
負荷ｎが非負荷条件にある場合には、インバータは１つも使用されず、効率値ηＩｎｖ＿ｃｏｍｂｉｎ−ｎはゼロになる。このような特殊なケースでは、この負荷は最適なインバータ組み合わせを決定する（ブロック８６０）重み係数を有していないため、優先度値はすべてのインバータ組み合わせに対して一定でなければならない。
【００５３】
ブロック８５５では、一又は複数のコントローラは、表６に記載したすべてのインバータ組み合わせに対して総電力損失を計算し、また、最小の総電力損失も計算する。総電力出力及び最小の総電力損失を計算するために使用される方程式の組の一例を表９に示す。
2018153076.tif 000011
【００５４】
ブロック８６０では、一又は複数のコントローラは、混合整数制御問題（ｍｉｘｅｄ  ｉｎｔｅｇｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｒｏｂｌｅｍ）を解くことによって、最大の全体システム効率を有するインバータ組み合わせを決定する。インバータ組み合わせを決定するために使用される例示的な一連のステップを表１０に示す。
2018153076.tif 000012
【００５５】
ブロック８６５では、一又は複数のコントローラは、決定された最適なインバータ組み合わせを使用して、モーター駆動システムを制御する。ブロック８７０では、一又は複数のコントローラは、停止命令がシステムコントローラから受信されたかどうかを判断する。受信していない（“ＮＯ”分岐）の場合には、方法はブロック８１５へ戻り、システムコントローラから更なる負荷需要信号を待つ。停止命令が受信された（“ＹＥＳ”分岐）場合には、方法８００は終了する。
【００５６】
さらに、本開示は下記の条項による実施例を含む。
【００５７】
条項１．  複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する方法であって、前記方法は、
一又は複数のコンピュータプロセッサを使用して、前記一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たす前記複数のインバータの複数の可能な組み合わせを決定することであって、前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む、決定すること、
前記一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリから、前記一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数にアクセスすること、
前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択すること、並びに、
前記選択された組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給すること
を含む方法。
【００５８】
条項２．  前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記可能な組み合わせの各電力損失値を計算すること、及び
所定のコスト関数に適用される前記各電力損失値に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択すること
を含む、条項１に記載の方法。
【００５９】
条項３．  前記所定のコスト関数は、混合整数二次関数を含む、条項２に記載の方法。
【００６０】
条項４．  前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせに対応する最大効率値を計算すること、及び
前記最大効率値に対応する最小電力損失値を計算すること
を更に含み、
前記所定のコスト関数は、前記電力損失値と前記最小電力損失値との間の差分に基づいている、条項２に記載の方法。
【００６１】
条項５．  前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、効率値を決定すること、
最大効率値に対応する最も効率的な組み合わせを決定すること、及び
最も効率的な組み合わせを下回る効率値を有する組み合わせの選択に対してペナルティコストを高く設定するため、重みベクトルを適用するように構成された所定のコスト関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択すること
を含む、条項１に記載の方法。
【００６２】
条項６．  前記決定された効率値に基づいて、前記可能な各組み合わせにそれぞれの優先度を割り当てること、及び
前記優先度に基づいて、前記重みベクトルを決定することを更に含む、条項５に記載の方法。
【００６３】
条項７．  前記選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組の少なくとも１つのインバータの電力生成能力の変化、又は前記一又は複数の負荷の前記負荷需要の変化を決定すること、
前記一又は複数の所定の効率関数と前記決定された変化に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから第２の組み合わせを選択すること、及び
前記選択された第２の組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給すること
を更に含む、条項１に記載の方法。
【００６４】
条項８．  前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、それぞれの組の一又は複数のインバータの複合的な効率に基づいて、それぞれの優先度を割り当てること、及び
前記各優先度に基づいて、組み合わせを選択すること
を含む、条項１に記載の方法。
【００６５】
条項９．  一又は複数の負荷に電力を供給するための電力分配システムであって、
複数のインバータ、並びに、
一又は複数のコンピュータプロセッサを含み、
前記一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たすため、前記複数のインバータのうちの複数の可能な組み合わせであって、前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせが前記複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む、複数の可能な組み合わせを決定し、
前記一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリから、前記一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数にアクセスし、
前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択し、また、
前記選択された組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給する
ように構成されたコントローラ
を備える電力分配システム。
【００６６】
条項１０．  前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記可能な組み合わせの各電力損失値を計算すること、及び
所定のコスト関数に適用される前記各電力損失値に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択すること
を含む、条項９に記載の電力分配システム。
【００６７】
条項１１．  前記所定のコスト関数は、混合整数二次関数を含む、条項１０に記載の電力分配システム。
【００６８】
条項１２．  前記コントローラは更に、
前記一又は複数の所定の効率関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせに対応する最大効率値を計算し、また、
前記最大効率値に対応する最小電力損失値を計算する
ように構成されており、
前記所定のコスト関数は、前記電力損失値と前記最小電力損失値との間の差分に基づいている、条項１０に記載の電力分配システム。
【００６９】
条項１３．  前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、効率値を決定すること、
最大効率値に対応する最も効率的な組み合わせを決定すること、及び
最も効率的な組み合わせを下回る効率値を有する組み合わせの選択に対してペナルティコストを高く設定するため、重みベクトルを適用するように構成された所定のコスト関数に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせを選択すること
を含む、条項９に記載の電力分配システム。
【００７０】
条項１４．  前記コントローラは更に、前記決定された効率値に基づいて、前記可能な各組み合わせにそれぞれの優先度を割り当て、また、
前記優先度に基づいて、前記重みベクトルを決定するように構成されている、条項１３に記載の電力分配システム。
【００７１】
条項１５．  前記コントローラは更に、
前記選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組の少なくとも１つのインバータの電力生成能力の変化、又は前記一又は複数の負荷の前記負荷需要の変化を決定し、
前記一又は複数の所定の効率関数と前記決定された変化に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから第２の組み合わせを選択し、また、
前記選択された第２の組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給する
ように構成されている、条項９に記載の電力分配システム。
【００７２】
条項１６．  前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、
前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、それぞれの組の一又は複数のインバータの複合的な効率に基づいて、それぞれの優先度を割り当てること、及び
前記各優先度に基づいて、１つの組み合わせを選択すること
を含む、条項９に記載の方法。
【００７３】
条項１７．  複数のインバータから一又は複数の負荷への電力分配を制御する方法であって、前記方法は、
一又は複数のコンピュータプロセッサを使用して、前記一又は複数の負荷に対応する負荷需要を満たす前記複数のインバータの複数の可能な組み合わせを決定することであって、前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせは、前記複数のインバータのうちの一又は複数のインバータのそれぞれの組を含む、決定すること、
前記一又は複数のコンピュータプロセッサに連結されたメモリから、前記一又は複数のインバータに関連する一又は複数の所定の効率関数にアクセスすること、
前記それぞれの組の前記一又は複数のインバータの複合的な効率に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対してそれぞれの優先度を割り当てること、
前記各優先度に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択すること、並びに、
前記選択された組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給すること
を含む方法。
【００７４】
条項１８．  前記割り当てられた優先度は所定のコスト関数に適用され、また、前記各優先度に基づいて前記複数の可能な組み合わせのうちから１つの組み合わせを選択することは、前記複数の可能な組み合わせのうちの可能な各組み合わせに対して、前記所定のコスト関数に基づいて、前記可能な組み合わせのそれぞれのコストを決定すること、並びに、前記複数の可能な組み合わせのうちから最小のコストを有する１つの組み合わせ選択することを含む、条項１７に記載の方法。
【００７５】
条項１９．  前記割り当てられた優先度に基づいて重みベクトルを決定することを更に含み、所定のコスト関数は、最大の複合的な効率を有する最も効率的な組み合わせを下回る効率値を有する組み合わせの選択に対してペナルティコストを高く設定するため、前記重みベクトルを適用する、条項１７に記載の方法。
【００７６】
条項２０．  前記選択された組み合わせに対応する一又は複数のインバータの組の少なくとも１つのインバータの電力生成能力の変化、又は前記一又は複数の負荷の前記負荷需要の変化を決定すること、
前記一又は複数の所定の効率関数と前記決定された変化に基づいて、前記複数の可能な組み合わせのうちから第２の組み合わせを選択すること、及び
前記選択された第２の組み合わせに対応する前記一又は複数のインバータの組に制御信号を送信し、これによって前記一又は複数の負荷に電力を供給すること
を更に含む、条項１７に記載の方法。
【００７７】
本開示の様々な態様の説明は、例示を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された態様に限定されることを意図していない。当業者には、記載されている態様の範囲及び本質から逸脱することなく、多数の修正例及び変形例が明白になろう。本書で使用されている用語は、実施形態の原理、市場に見られる技術を凌駕する実用的応用又は技術的改善を最もよく解説するため、或いは、本書で開示されている実施形態を他の当業者にも理解可能にするために、選ばれたものである。
【００７８】
当業者によって想定されるように、本開示の態様は、システム、方法、及び／又はコンピュータプログラム製品として具現化されうる。したがって、本開示の態様は、専らハードウェアの実施形態、専らソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、又はソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせる実施形態の形式をとりうるが、本書ではそれらは全て、「回路」、「モジュール」又は「システム」と広く称されうる。更に、本開示の態様は、その中に具現化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する一又は複数のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形態をとりうる。
【００７９】
一又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されうる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体及び／又はコンピュータ可読記憶媒体でありうる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線、又は半導体のシステム、装置、又はデバイス、或いはこれらの任意の適切な組み合わせでありうるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な実施例（包括的でないリスト）は、一又は複数の電線を有する電気接続、持ち運び可能なコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、持ち運び可能なコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、及び／又は、それらの任意の好適な組み合わせを、含みうる。この文書の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令を実行するシステム、装置又はデバイスによって使用するための、又はそれと接続しているプログラムを、包含又は記憶することが可能な、任意の有形媒体を含みうる。
【００８０】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドにおいて又は搬送波の一部として、コンピュータ可読プログラムコードが具現化された伝播データ信号を含んでもよい。このような伝播信号は、電磁的形態、光学的形態、又は、それらの任意の好適な組み合わせを含むがそれらに限定されない、多種多様な形態のうちの任意の形態をとりうる。コンピュータ可読信号媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって使用されるプログラムコードを通信、伝播、伝送できる、又はこれらと接続されてプログラムを通信、伝播、伝送できる、コンピュータ可読記憶媒体でない任意のコンピュータ可読媒体であってもよい。
【００８１】
コンピュータ可読媒体で具現化されたプログラムコードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、又は、それらの任意の好適な組み合わせを含むがそれらに限定されない、任意の適切な媒体を使用して伝送されうる。
【００８２】
本開示の態様の工程を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語もしくはこれに類するプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む、一又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれていてよい。プログラムコードは、専らユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、独立型のソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上でかつ部分的に遠隔コンピュータ上で、又は、専ら遠隔コンピュータ又はサーバ上で、実行しうる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されうるか、又は、（例えば、インターネットサービスプロバイダを利用してインターネットを介して）外部のコンピュータへの接続がなされてもよい。
【００８３】
本開示の態様は、本開示の態様による方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフロー図及び／またはブロック図を参照して、本書で説明されている。フロー図及び／又はブロック図の各ブロック、並びに、フロー図及び／又はブロック図における複数のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実行可能であると、理解されよう。上記のコンピュータプログラム命令は、機械を生産するために、汎用コンピュータ又は特殊用途コンピュータのプロセッサ、或いは他のプログラマブルデータ処理装置に提供されてよく、これにより、コンピュータのプロセッサ又は他のプログラマブルデータ処理装置を介して実行されるこれらの命令が、フロー図及び／又はブロック図のブロック（複数可）内に特定されている機能／作用を実行するための手段を創出する。
【００８４】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体であって、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が、製造品を作製するような特定の様態で機能するよう、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他のデバイスに指示しうる、コンピュータ可読媒体に記憶されることも可能であり、そのコンピュータプログラム命令は、フロー図及び／又はブロック図の一又は複数のブロック内で特定されている機能／作用を実装する命令を含む。
【００８５】
コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行される命令が、フロー図及び／又はブロック図の一又は複数のブロック内で特定されている機能／作用を実装するためのプロセスを提供するように、コンピュータ、他のプログラマブル装置、又は他のデバイス上で実行されるべき一連の動作ステップを引き起こして、コンピュータ実装プロセスを生成するために、コンピュータプログラム命令はコンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他のデバイスに読み込まれることも可能である。
【００８６】
図面のフロー図及びブロック図は、本開示の様々な実施形態によるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能性、及び操作を示すものである。その際、フロー図及びブロック図の各ブロックは、特定の一又は複数の論理機能を実装するための一又は複数の実行可能な命令を含む命令のモジュール、セグメント、又は部分を表わしうる。幾つかの代替的な実装では、ブロックに記載された機能は図面に記載された順序を逸脱して現われてよい。例えば、連続して示されている２つのブロックは、実際には、関連機能に応じて、実質的に同時に実行されうるか、又は、時には逆順に実行されうる。ブロック図及び／又はフロー図の各ブロック、並びに、ブロック図及び／又はフロー図におけるブロックの組み合わせは、特定の機能又は作用を実施する特殊用途のハードウェアベースのシステムによって実行されうるか、或いは、特殊用途ハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実行されうることにも、留意されたい。
【００８７】
前記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の更なる実施形態は、その基本的な範囲並びに以下の特許請求の範囲によって決定されるその範囲を逸脱することなく、考案されうる。
【図１】
2018153076.tif 000013
【図２】
2018153076.tif 000014
【図３】
2018153076.tif 000015
【図４】
2018153076.tif 000016
【図５】
2018153076.tif 000017
【図６】
2018153076.tif 000018
【図７】
2018153076.tif 000019
【図８】
2018153076.tif 000020
【外国語明細書】
2018153076000001.pdf
2018153076000002.pdf
2018153076000003.pdf
2018153076000004.pdf