用于管理无功功率的系统、设备和方法

专利名称：用于管理无功功率的系统、设备和方法
用于管理无功功率的系统、设备和方法相关申请的交叉引用
本申请要求2008年9月22日提交的待决美国临时专利申请61/098，958(律师档案号 2008P09153US (1009-402)的优先权并将其整体地结合到本文中以供参考。


参考示例性附图，通过某些示例性实施例的以下详细说明，将更容易理解多种各样潜在的切实可行且有用的实施例，在附图中
图1是机器的示例性实施例的侧视图2是机器电气系统的示例性实施例的框图3是系统的示例性实施例的示意图4是机器电气系统的示例性实施例的框图5是信息设备的示例性实施例的框图6是控制电路的示例性实施例的框图7是控制和通信网络的示例性实施例的框图8是被控制的电路的示例性实施例的框图9是方法的示例性实施例的流程图；以及
图10是可以在示例性算法中使用的变量的列表；以及
图U是示例性功率计算；
图12是示例性功率计算；
图13是示例性功率计算；以及
图14是示例性功率计算。
具体实施例方式某些示例性实施例可以包括在诸如煤、铁、铜或其它矿物或材料的提取的采矿操作中使用的挖掘机。挖掘机可以包括拉索采矿机(dragline- mining machine)、电动采矿铲、斗轮式挖掘机、钻孔采矿机和/或连续采矿机等。挖掘机可以包括提供支持旋转的平台的机器舱。对于某些机器而言，所述机器舱可以包括由缆线或绳索支撑的悬臂(boom)，其可以被从悬臂延伸至安装在机器舱顶部上的构台(gantry)的悬架(pendant)保持在一定的倾斜角。某些机器可以包括吊桶(bucket)，其可以被缠绕在机器舱中的卷扬机卷筒(drum) 上的卷扬绳从悬臂悬挂。在某些示例性实施例中，可以通过卷扬绳和/或牵引(drag)绳的协调运动来朝着拉索挖掘机牵引吊桶。可以将卷扬绳和/或牵引绳缠绕在包括在机器舱中的卷筒上。机器舱可以包括用于驱动例如卷扬机电动机、牵引电动机、行走电动机和/或 “摇摆”电动机的驱动系统。该电动机可以适合于控制挖掘、使机器舱旋转和/或使特定挖掘机移动。可以经由交流电(AC)公用事业电力线来获得操作挖掘机的功率。然而，拉索(dragline)中的卷扬和牵引卷筒可能非常大，和/或可能在使用时从公用事业线路吸取大量的功率。此外，拉索及其它挖掘机的负载需求的固有循环性质可能对诸如AC公用事业电力系统和/或机器的内部电力系统的电力系统具有干扰影响。因此， 可以将用于驱动卷扬和牵引卷筒的驱动系统选择为提供足够的功率以驱动卷筒，并且还可以将其选择为限制对AC公用事业电力系统的影响，包括谐波失真和功率因数问题。此外， 为了适当地提供挖掘过程，电力系统可以能够以非常低的速度驱动卷筒。因此，可以由DC电动机和/或连接到AC电源线的关联电动机一发电机组来操作典型拉索挖掘机的牵引和卷扬卷筒。电动机一发电机组中的每一个可以包括驱动DC发电机的大型同步AC电动机和/或通常被以沃德-伦纳德环路(Ward-Leonard loop)配置来布置，其中，大型同步电动机能够控制功率因数以使电力系统影响最小化。由于驱动卷筒所需的力的量，每个卷筒可能需要多个驱动电动机。这些电动机可能要求机器外壳中的大量的空间和/或可能要求大量的维护。为了以足够低的速度驱动卷筒，可以通过在某些情况下延伸超过25英尺的极其大型齿轮系将DC驱动电动机耦合到卷筒。这些大型齿轮系还可能要求机器外壳中的大量空间，和/或可能难以准确地对准。还可以在采矿挖掘机应用中应用AC驱动器。这些AC驱动器可以使用SCR整流器， 其可能遭受高谐波失真和/或相对低的功率因数，这可能对AC公用事业电源具有显著的不利影响，和/或可能影响使用公用事业电力的其它设备。示例性AC驱动系统可以包括任何数目的主动式前端(AFE)，其可以充当可以将 AC线路输入转换成受控DC链路电压的有源IGBT整流器。然后，可以使用此DC电压作为到IGBT逆变器的输入，其可以提供频率控制的AC电压以对例如采矿机运动(例如，卷扬、推挤、牵引、摇摆、推进等)的各种AC电动机供电。AC驱动系统可以包括任何数目的主动式前端(AFE)，其对AC输入功率进行整流和 /或可以提供用于控制卷扬和牵引电动机的调频逆变器控制。主动式前端可以在拉索终端处调节DC总线、控制功率因数和/或控制总谐波失真。AFE控制算法可以在公共耦合点处调节一致性(unity)、滞后功率因数或超前功率因数以补偿对现有设备的影响。此特征可以用来使矿场的电源和/或配电系统、网络、线路和/或输电网中的电压波动最小化。另外， 从AC电源网络来看，AFE的高脉冲率可能导致非常低的总谐波失真(THD) —通常小于5%。 这些特征可以改善整个矿场的功率质量。此外，每个AFE对负载变化的动态响应可以导致针对电力网干扰而言极其稳健的系统。AFE可以充当自换向(与线换向相对)、脉冲整流器和/或再生反馈单元，其在某些实施例中可以包括具有IGBT模块的逆变器和/或净化电源滤波器。在被利用时，逆变器可以用作智能转换器。每个AFE可以生成几乎完美的正弦电流和/或电压输出和/或来自AFE 的通常在37kW至1200kW范围内的结果产生的有功功率，并且可以达到6000kW的范围。AFE可以将AC功率再生回至AC电源中，这对于弱AC功率网络而言可能特别有用。 作为有源停机的结果，即使在再生操作中，也不需要发生换向错误和/或关联熔丝故障。可以在例如3 kHz处计时的自换向驱动转换器可以独立于AC电源切换电流。可以在毫秒范围内的短暂断电期间保持操作。AFE可以用作具有在峰值AC电源电压之上的DC链路电压的升压控制器。对于具有显著电压波动的AC电源而言，可以被参数化的DC链路电压水平可以保持恒定。可以补偿下至AC电源电压的65%的电压波动。如果该电压降到极限以下，则可以以受控方式将AFE 停机。对于特殊应用而言，如果经适当的设计，可以容忍甚至更高的电压波动。
当负载从-100%变成+100%转矩(或相反)时，对于AFE而言，通常仅发生极短的延迟时间。驱动轴处的该延迟时间可以由逆变器来专有地限定，该逆变器可以连接在DC链路和对驱动轴供电的电动机之间。可以根据特定应用来选择由AFE生成的功率因数，即AC电源电流和电压之间的相位位置，并且其通常可以在0. 8和1. 0之间的范围内(电容性的或电感性的)。功率因数设置可以被直接参数化和/或经由例如现场总线连接的控制器和/或诸如西门子SIRAS远程访问系统的远程访问系统来动态地设置，使得其可以被自动地控制为所选值。请注意，SIRAS 还可以使用因特网使能远程诊断来允许服务技术员和/或其它专家从全世界登录和/或在挖掘机板(board)上做与电工相同的工作，除拧紧螺钉之外。由AFE生成的无功功率可以被控制为设定值，被参数化和/或如上所述地动态调整，和/或无功电流可以独立于电动机输出。AFE和/或逆变器可以利用功率切换器件，诸如IGBT (绝缘栅双极晶体管)或IGCT (集成门极换向晶体管)或IEGT (注射增强型门极晶体管)技术。在AFE的整流器中，这种技术可以允许在生成相对低水平的谐波的同时适当地控制功率因数以便在挖掘机中使用。在逆变器中，这种技术可以提供可变电压/可变频率源以便以相当高的分辨力高效地和/或在非常低的速度下对电动机供电和/或控制电动机。IGBT可以是用于控制AFE和/或逆变器的理想开关。IGBT特征可以包括高切换频率，其可以改善到电动机的电流质量、减震器和/或较小、不那么复杂的门驱动器的缺乏和/或高过载容量，这使得可以实现没有熔丝的电子保护电路。因此，典型的TFE可以包括具有选通单元的IGBT驱动转换器、净化电源过滤器、充电前接触器和/或主接触器。可以模块化地构造AFE，并且可以将其安装在理想地适合于恶劣的采矿环境的标准控制柜中。可以将该柜构造为单个单元，使其非常坚固并能够经受住巨大的冲击和振动。该柜可以利用不需要外部空气的水冷式设计，这允许柜被密封、保持组件免受恶劣环境影响。经由诸如可编程逻辑控制器和/或西门子SIBAS模块化控制系统的信息设备，可以使用闭环控制来通过使用反馈环路控制有功电流和/或无功电流来保持通过电路的有功功率的平衡而调节每个AFE单元的输出电压VDC。可以使用矢量调制器来生成用于AFE 单元中的功率晶体管的点火脉冲。作为此控制的结果，AFE单元可以在没有附加电容器或无源滤波器的情况下控制功率因数。可以将AFE设计为用功率因数PF= 1进行操作。如果需要，可以调整达到超前0. 8的超前功率因数。可以由中央控制器来提供AFE整流和/或逆变器电路的控制，中央控制器可以提供用于任何和/或所有功率切换电路的点火信号和 /或其可以通过通信链路被结合到机器中的各种其它操作站以提供维护和/或其它功能。可以由实时性能监视和/或数据收集系统(诸如西门子MIDAS系统)来监视和/或收集与驱动系统相关联的变量，所述系统可以在正常操作期间收获大量的数据并使其可用于生产力和/或维护分析和/或最优化，诸如经由直观图形用户界面、数据观察仪和/或报告发生器。用于驱动卷扬、牵引电动机、行走电动机和/或“摇摆”电动机的驱动系统可以包括一个或多个逆变器器件，其可以包括一个或多个AFE整流器和/或逆变器电路，潜在地为每个电动机提供一个AFE整流器和一个逆变器电路。该逆变器器件可以通过变压器来接收功率，和/或可以将功率转换成电压和/或频率控制的信号以驱动电动机。在监视期间，逆变器可以从DC链路获取功率以驱动挖掘机的电动机。在再生制动期间，逆变器可以从电动机向DC链路返回发送功率。公共DC链路可以实现电动机发动和再生驱动之间的能量交换。驱动系统可以生成具有可以被连续地改变以影响时间平均电压输出的占空因数 (“持续接通时间(on time)”)的脉冲波调制(PWM)DC电压。可变DC电压可以对DC电动机中的一个或多个供电和/或经由占空因数的变化来控制其速度，所述DC电动机诸如卷扬电动机、摇摆电动机、牵引电动机和/或推进式电动机等。图1是机器1000的示例性实施例的侧视图，其可以包括机器舱1800。机器1000 可以包括从机器舱1800的较低前面向上突出的悬臂1600。悬臂1600可以借助于从悬臂 1600延伸至构台1300的悬架1550被保持在一定的倾斜角度，构台1300可以被安装在机器舱1800的顶部上。吊桶1700可以被卷扬绳1500悬吊，卷扬绳1500可以越过滑车轮1450 并缠绕在卷扬卷筒1100上。吊桶1700可以被牵引绳1650朝着拉索挖掘机1000牵引，牵引绳1650可以越过悬臂底座(foot)销1400附近的导索器1350并到牵引卷筒1200上。机器1000可以被安装在行走导向板(shoe)或行走机构1900上，其可以允许拉索挖掘机到处移动。图2是机器电气系统2000的示例性实施例的框图，其可以包括同步卷扬电动机 2100和/或同步牵引电动机2110。在某些示例性实施例中，卷扬电动机2100和/或牵引电动机2110可以包括多个绕组段。供电电路可以适合于操作卷扬电动机2100和牵引电动机2110中的每一个以提供用于某些机器件的运动。例如，卷扬电动机2100可以适合于诸如通过转动图1的卷扬卷筒1100来向卷扬机提供动力。牵引电动机2110可以适合于诸如通过向图1的牵引卷筒1200提供功率来提供用于牵引运动的动力。诸如场激励器2360和场激励器2560的场激励器可以适合于开始卷扬电动机2100和卷扬电动机2110中的每一个的旋转。系统2000能够包括和/或被耦合到AC功率的源1100，其在电压方面可以在约110 伏AC至约60，000伏AC范围内，包括在其之间的所有值和子范围，诸如，例如约3000、6000、 7500和/或9000伏等。AC功率可以被耦合到变压器1200，变压器1200可以将电压变成期望的值和/或范围，诸如例如约240、450、600、900和/或1200伏等。结果得到的AC功率可以被提供给主动式前端单元(AFE)，其可以包括一个或多个有源IGBT整流器，该有源IGBT 整流器中的任何可以包括输入电抗器、6脉冲桥式配置中的6个IGBT晶体管和反平行二极管、低电感总线连接、使IGBT导通/截止的点火电路、电流和电压变换器(transducer)和/ 或数字控制电路等。主动式前端单元可以接收AC电压并输出基本上恒定的DC电压。某些示例性实施例可以包括多个不工作的异步三相电动机2120，其中的每一个可以包括单个绕组段。系统2000可以包括多个工作的异步三相电动机2130、2140。可以根据基于机器运动和挖掘循环的需要来循环地开启和关闭电动机2120、2130、2140。例如，多个异步电动机2120、2130、2140可以适合于诸如通过驱动图1的机器1000的行走机构1900 来提供使机器横向地移动的动力。异步电动机2120、2130、2140可以适合于向被适合于向诸如图1的机器1000的悬臂1600的悬臂提供摇摆运动的设备提供动力。为了向诸如卷扬电动机2100和/或牵引电动机2110的电动机提供功率，多个电感器2380可以经由多个变压器2200、2M0、2270使经由主AC总线2150和多个辅助AC总线2190供应的AC电压升压。可以在多个电流变压器2390处测量与AC电压相关联的交流电流，所述多个电流变压器2390可以适合于测量总的、有功和/或无功电流值。变压器 2200,2240,2270中的每一个可以包括各组初级绕组2210、2对5、2275。变压器2200可以包括次级绕组2220、2230。变压器2240可以包括次级绕组2250、2沈0。变压器2270可以包括次级绕组2280、2四0。次级绕组2220、2230、2250、2洸0、2280、2四0中的每一个可以被电耦合到多个DC总线2320、2420、2520、2620。可以由多个主动式前端单元2300、2400、2500、 2600来对经由变压器2200、2对0、2270提供的AC电压进行管理和/或整流以向各DC总线 2320、2420、2520、2620提供一个或多个预定DC电压。在某些示例性实施例中，对于诸如DC总线2320的特定DC总线而言，多个电耦合主动式前端单元2300中的每一个可以从包括在多个变压器2200、2M0、2270中的预定的不同次级绕组接收AC电压。从预定的不同次级绕组接收AC电压能够阻碍与DC总线2320相关联的直流电流随着AC电压循环至DC总线2320的DC电压以下而流向变压器2200、2对0、 2270。当与多个DC总线2320、2420、2520、2620中的任何一个相关联的测量结果被确定为不在各预定范围内时，一个或多个相应的主动式前端单元2300、2400、2500、2600可以向 DC总线2320、2420、2520、2620中的至少一个施加电压和/或可以从DC总线2320、2420、 2520,2620中的至少一个去除功率。例如，当电动机2100、2110、2120、2130、2140进行操作以生成电功率时，主动式前端单元可以用于经由变压器2200、2M0、2270向AC总线2150馈送AC功率。可以将DC总线2320、2420、2520、2620电耦合到DC斩波器。例如，可以将DC斩波器2560电耦合到DC总线2500。DC斩波器2560可以适合于响应于确定DC电压超过预定阈值来降低与DC总线2500相关联的DC电压。主动式前端单元切换可以以一定的速率发生以调节与DC总线2320、对20、2520、 2620相关联的DC电压值。多个主动式前端单元2300、2400、2500、2600中的每一个可以以预定频率和/或可变占空因数来开启和关断，所述预定频率和/或可变占空因数中的任何一个可以基于与AC总线2150和/或DC总线2320、2420、2520相关联的电压和/或电流值和/或波形。在某些示例性实施例中，预定频率和/或可变占空因数可以基于用于线VAR 的编程需要。在某些示例性实施例中，预定频率和可变占空因数可以基于主动式前端单元的数目以及来自电气地包括在系统2000中和/或耦合到系统2000的设备的负载。多个主动式前端单元2300、2400、2500、2600可以适合于提供对系统2000中的负载变化的相当快的响应。在某些示例性实施例中，多个主动式前端单元2300、2400、2500、2600可以以与AC 总线2150相关联的线频率的7. 5倍的速率对系统2000中的负载变化进行响应。例如，对于60 Hz的线频率而言，多个主动式前端单元2300、2400、2500、2600可以在1/450秒内对系统2000中的负载变化进行响应。多个主动式前端单元2300、2400、2500、2600中的每一个可以适合于在固定电压水平下将AC电压转换成DC电压。可以经由多个逆变器2340、2440、2540、2640将被传递到 DC总线2320、M20、2520J620的DC电压转换成可变AC频率。可变AC频率可以适合于驱动AC电动机和改变AC电动机的速度和/或转矩。此类逆变器可以适合于在约四.9 Hz、40 Hz,48. 75 Hz、54. 2 Hz,60 Hz、69. 2 Hz,77. 32 Hz,85. 9 Hz,99. 65 Hz、120 Hz,144. 2 Hz、 165. 54 HzU90. 3,240 Hz和/或其间的任何值或值的子范围的频率下提供AC信号。可以经由用于每个DC总线的多个主动式前端单元的利用来管理和/或抵抗与AC 总线2150相关联的谐波失真。被电耦合到诸如次级绕组2220、2M0、2270的不同预定变压器绕组的多个主动式前端单元2300、2400、2500、2600可以使AC总线2150与反馈隔离，该反馈与切换多个主动式前端单元2300、2400、2500、2600相关联。某些示例性实施例可以包括“最小因数”的主动式前端单元。例如，在系统2000中，十八个主动式前端单元可以与卷扬电动机2100和牵引电动机2110相关联。管理和/或抵抗谐波失真可能导致从变压器2200、2M0、2270发射的较少热量、用于变压器2200、2M0、2270的较大K因数和/或用于某些采矿机的较少变压器2200、2对0、 2270。在某些示例性实施例中，与仅包含被电耦合到每个DC总线的单个主动式前端单元的系统相比，可以增加变压器尺寸。在某些示例性实施例中，可以将多个逆变器2340、2440、2540、2640电耦合到各DC 总线2320、2420、2520、2620。多个逆变器2340,2440,2540,2640中的每一个可以以预定和 /或可选地可变频率接收DC电压并将DC电压转换成AC电压。诸如卷扬电动机2100和牵引电动机2110的同步电动机可以是三相电动机且可以每个绕组包括3个段。诸如多个异步电动机2120、2130、2140的异步电动机可以是三相电动机且可以每个绕组包括一个段。异步电动机2120、2130、2140可以适合于接收包括可变频率和可变电压的交流电流。图3是系统3000的示例性实施例的示意图，其可以包括交流电流3100的源。电压传感器3650可以适合于测量诸如AC总线上、电压变压器的初级侧上和/或电压变压器的次级侧上的交流电流3100的AC电压。可以经由电流变压器3200来测量从交流电流3100 的源流动的交流电流，电流变压器3200可以位于电压变压器的初级侧和/或电压变压器的次级侧上。系统3000可以包括电感器3300，其适合于使被馈送到晶体管3400、3500的AC 电压升压，晶体管3400、3500可以是诸如IGBT (绝缘栅双极晶体管)、IGCT (集成门极换向晶体管)和/或IEGT (注射增强型门极晶体管)技术等的功率切换器件。晶体管3400、3500可以适合于对AC电压进行整流以向DC总线3600提供DC电压。 传感器3675可以适合于测量变量的值，所述变量诸如与DC总线3600相关联的电压或电流。可以将电流变压器3200、电压传感器3650和/或传感器3675通信地耦合到信息设备 3700。信息设备3700可以适合于响应于来自电流变压器3200、电压传感器3650和/或传感器3675的信号来开关(switch)晶体管；3400、3500。例如，可以响应于由传感器3675检测的电压值在预定阈值以下来开启晶体管3400、3500。信息设备3700可以响应于所提供、 获得、计算和/或确定的总的、有功和/或无功电流值、诸如由电压传感器3650测量的电压的电压值、和/或诸如由传感器3675测量的电压和/或电流的电气值来改变晶体管3400、 3500的占空因数。图4是系统4000的示例性实施例的框图，其可以包括AC电源、网络、输电网和/ 或线路等4100，诸如矿场AC电源。可以通过主接触器4200将输入的AC电源电压馈送至驱动功率变压器4300。可以通过电抗器4400将来自驱动功率变压器4300的次级电压(例如 900VAC)馈送至任何数目的AFE 4500。AFE 4500可以将AC电压转换成1800VDC并将其提供给DC总线或链路4600 (其可以包括任何期望数目的电容器)。DC链路4600可以为任何数目的逆变器4720、4740、4760提供稳态DC电源，逆变器4720、4740、4760可以将恒定DC 电压转换成用于任何数目的卷扬电动机4820、牵引电动机4840、摇摆电动机4860和/或推进(或行走)电动机4880等的可变频率、可变电压AC (例如(0 - 1400V3AC)。该模块化设计可以被并列以为具有不同功率需要的机器供应能量。可以使用相同的基本结构和功率电子装置来控制用于齿轮应用的传统感应电动机以及用于无齿轮应用的同步电动机。图5是信息设备5000的示例性实施例的框图，其在某些可操作实施例中可以包括例如图3的信息设备3700和/或图7和/或8的中央控制器8300和/或8400。信息设备5000可以包括许多组件中的任何一个，诸如例如一个或多个网络接口 5100、一个或多个处理器5200、包含指令5400的一个或多个存储器5300、一个或多个输入/输出(I/O)设备 5500和/或耦 合到I/O设备5500的一个或多个用户界面5600等。在某些示例性实施例中，经由诸如图形用户界面的一个或多个用户界面5600，用户可以查看关于控制、管理和/或切换被电耦合到DC总线和/或AC电源的多个主动式前端单元的信息的呈现。现在参考图6，可以使用闭环控制通过使用反馈环路6100和/或6200控制有功电流Id 6300和/或无功电流Iq 6400以保持通过电路的有功功率的平衡而调节每个AFE电路6000的输出电压VDC。可以使用矢量调制器6500来生成用于AFE电路6000中的功率晶体管的点火脉冲。作为此控制的结果，AFE电路6000可以在没有附加电容器或无源滤波器的情况下控制功率因数。现在参考图7和8，可以由中央控制器8300和/或8400来提供AFE电路8100和 /或逆变器电路8200的控制，中央控制器8300和/或8400可以为所有IGBT电路提供点火信号和/或还可以通过通信链路结合到机器中的各种其它操作站以提供维护和/或其它功能。虽然可以针对应用具体地构建一个或多个变速驱动器，但商业上可以从例如德国埃尔兰根的西门子 AG 得到以诸如 Simovert (R) Masterdrives,Simovert (R) ML,Transvektor (R)控制和/或其它品牌名称的商标出售的适当变速AC驱动器。虽然商业上可得到，但通常针对特定的应用来构建这些驱动器并确定尺寸。图9是可以经由预定信息设备来执行的方法9000的示例性实施例的流程图，所述预定信息设备诸如图3的信息设备3700和/或图7和/或8的中央控制器8300和/或 8400。在活动9100处，可以识别多组AFE中的一个中的有故障(和/或取消选择)的AFE。 还可以识别非故障(和/或已选择)AFE。在活动9200处，可以识别和/或确定用于AC电源网络的所需功率因数。在活动9300处，可以确定用于挖掘机和/或其任何一个或多个DC总线和/或电动机的所需有功功率。在活动9400处，可以确定用于与有故障(和/或取消选择)的AFE相关联的DC总线的所需有功功率。在活动9500处，可以确定将使一个或多个非故障(和/或已选择)AFE过载的有功功率和/或无功功率。在活动9600处，可以确定非故障(和/或已选择)AFE中的一个或多个所需的有功功率和/或无功功率。在活动9700处， 可以将在AFE的故障之前提供给有故障(和/或取消选择)的AFE的DC总线的有功功率保持至该DC总线，诸如经由为该DC总线服务的非故障(和/或已选择)AFE。在活动9800处， 可以经由非故障(和/或已选择)AFE中的一个或多个将在AFE的故障之前提供给AC电源网络的无功功率保持至AC电源网络，所述非故障(和/或已选择)AFE潜在地可以包括为除了与有故障 (和/或取消选择)的AFE相关联的DC总线之外的DC总线服务的非故障(和/ 或已选择)AFE。如图10 - 14 一般所示，某些示例性实施例可以提供可以用来防止和/或补偿电压降、调节无功功率和/或保持功率因数的一个或多个示例性算法。图10识别和/或定义能够在一个或多个示例性算法中使用的示例性变量。信息设备、控制器和/或处理器能够确定机器的非故障AFE单元和/或非故障AFE 单元组中的每一个的所需有功功率、无功功率和/或视在(apparent)或总功率。基于这些确定的值中的一个或多个，可以生成用于每一个非故障AFE的适当无功功率以产生所需功率因数。例如，如图11所示，在任何AFE的故障之前，可以在每个预期负载处确定AFE组 1 - 6,7 - 12和13 - 18所需的总功率(例如22 kw和-13 kw)0可以通过用有功功率除以用于AC电源的已知功率因数来确定用于AFE组中的每一个的作为真实或有功功率(kw) 和无功功率(kVAR)的矢量和的视在功率(kVA)，所述已知功率因数可以取决于电动机是正在监视还是进行再生。然后，应用图10所示的定义，可以确定用于AFE组中的每一个的无功功率(kVAR)。如图12、13和14的计算所示，当至少一个AFE已出现故障时，由于功率需要对于所有DC链路而言通常保持相同，所以可能需要其余非故障AFE产生更多功率。然而，如果对于所有DC链路而言，无功功率参考被保持恒定，则AFE可能达到其功率极限。因此，非故障AFE组能够产生更多的无功功率以补偿包含故障AFE的AFE组的减少的无功功率容量。 因此，可以重新计算来自包含故障AFE的组中的每个AFE的所需有功功率。同样地，可以重新计算来自包含故障AFE的组和/或不包含故障AFE的一个或多个组中的每个AFE的所需无功功率。这些计算可以基于期望的功率因数，该期望的功率因数可以在机器的功率终端处测量，和/或其可以对应于电动机的模式。信息设备能够向每个AFE单元和/或组给予无功功率的按比例共享。即使AFE被取消选择，也能够向每个DC链路递送相同的有功功率。由于有功功率需要能够针对所有DC 链路保持相同，所以如果AFE被取消选择，则其余AFE将必须产生更多的有功功率以满足需求。如果无功功率参考对于所有DC链路而言保持相同，则AFE单元可以达到其视在功率极限。因此，可以使用以下控制来使其它DC链路产生更多的无功功率以进行补偿。经由此控制方案，每个DC链路上的视在功率(kVA)可以保持相等和/或平衡，无论多少AFE被取消选择，而单独AFE的有功功率(kw)可以随着AFE被取消选择而上升。更大的有功功率和更多的视在功率可以使AFE单元和/或组接近于其极限，但是通过基于所选AFE的数目来降低无功功率参考，能够避免那些极限。某些示例性实施例可以经由预定信息设备来提供适合于活动的系统、机器、设备、 制造、电路和/或用户界面和/或包括用于该活动的机器可实现指令的方法和/或机器可读介质，所述活动可以包括
对于包括多个主动式前端的预定挖掘机，每个主动式前端电耦合到所述预定挖掘机的 AC电源网络，每个主动式前端适合于向DC总线提供DC功率，所述DC总线被电耦合到多个逆变器，每个逆变器适合于向至少一个工作电动机供应AC功率
对于包括多组主动式前端的预定挖掘机，每组主动式前端被电耦合到所述预定挖掘机的AC电源网络，每组主动式前端适合于从多个DC总线向预定DC总线提供所需DC总线功率，来自所述多个DC总线的每个DC总线被电耦合到多个逆变器，每个逆变器适合于响应于从第一组主动式前端识别到有故障的自适应前端而向多个工作电动机供应AC功率和/或经由预定信息设备，对于包括多组主动式前端的预定挖掘机，每组主动式前端被电耦合到所述预定挖掘机的AC电源网络，每组主动式前端适合于向来自多个DC总线的相应DC 总线提供相应的所需DC总线功率，来自所述多个DC总线的每个DC总线被电耦合到多个逆变器，每个逆变器适合于向多个工作电动机供应AC功率 独立地控制由每个主动式前端产生的无功功率；
促使在自适应地控制由来自所述第一组主动式前端的每个非故障主动式前端产生的无功功率的同时保持所述所需DC总线功率的提供以保持用于所述AC电源网络的预定功率因数；
响应于从为来自所述多个DC总线的第一 DC总线提供服务的第一组主动式前端中识别到有故障自适应前端，促使在自适应地控制由来自每组主动式前端的每个非故障主动式前端产生的无功功率的同时保持向所述第一 DC总线提供相应的所需DC总线功率以在不使任何所述非故障主动式前端过载的情况下保持用于所述AC电源网络的预定功率因数； 识别所述有故障自适应前端； 识别所述非故障自适应前端； 确定所述AC电源网络的所述所需功率因数； 确定对所述多个DC总线进行供应的所需总机器功率；
对于来自所述多个DC总线的每个总线而言，确定所述相应的所需DC总线功率； 确定用于每个非故障主动式前端的VAR/Watt (瓦特)曲线； 确定需要从每个非故障主动式前端递送的有功功率； 确定需要从每个非故障主动式前端递送的无功功率； 确定用于每个非故障主动式前端的过载有功功率；和/或确定用于每个非故障主动式前端的过载无功功 率。定义
当在本文中实质性地使用以下术语时，适用所附定义。无偏见地提出这些术语和定义， 并且其符合本申请，保留在本申请或要求其优先权的任何申请的执行期间重新定义这些术语的权利。出于解释要求其优先权的任何专利的权项的目的，每个定义(或者如果在该专利的执行期间修正原始定义，则为重新定义的术语)充当该定义之外的主题的明确且毫不含糊的否认。一个一至少一个。有源一使用晶体管、集成电路和/或真空管来对电源执行动作的电路和/或设备。主动式前端(AFE)—自动换向、主动受控的整流器、线路转换器和/或再生反馈单兀。活动一动作、行为、步骤和/或过程或其部分。适合于一适当的、适合和/或能够执行指定功能。交流电流(AC) —在电路中以规则间隔使方向反向的电流。交流发电机一适合于将机械能转换成电能的设备。出于本申请的目的，术语“交流发电机”也包括发电机。和/或一与...相结合或作为其替换。装置一用于特定目的的器械和/或设备。近似一几乎相同。关联一结合、连接在一起和/或相关。异步电动机一用电供电的旋转设备，其中，电源的三个相之间的相差在设备中产生旋转电磁场。该设备包括转子和定子。通过电磁感应，旋转磁场在定子绕组中感生电流， 该电流又建立平衡磁场，其促使转子沿着该场旋转的方向转动。转子比由电源产生的旋转磁场更慢地旋转。自动一以本质上独立于用户的影响和/或控制的方式经由信息设备执行。例如， 自动照明开关可以在在其视图中“看到”人时开启，而没有人手动地操作照明开关。辅助设备一与车辆相关联的非电力传动(train)设备，诸如风扇、吹风机、风挡刮水器、空调、加热器和/或泵等。辅助电力系统一适合于向辅助设备递送电功率的多个电耦合组件。布尔逻辑一用于逻辑运算的完整体系。总线一产生至少两个电路之间的公共连接的电导体。可以一能够，至少在某些实施例中。促使一使发生、引起、促成、生产、引出、成为...的原因、导致和/或实现。电路一物理系统，包括跨越开关器件(诸如逻辑门)建立的导电通路和/或通信连接；和/或跨越被网络包括和在连接到网络但未被网络包括的相应末端系统之间的两个或更多开关器件所建立的导电通路和/或通信连接。包括一包括但不限于。配置一使得适当或适合于特定用途或情况。连接一结合或紧固在一起。恒定一连续地发生；持久性；和/或不变。包含一包括但不限于。连续地一在时间、序列、物质和/或范围上不间断。控制一施加权威性和/或支配性的影响；直接；调整至满足要求；和/或管理。转换一变换、使适合和/或改变。冷却一转移走热能。冷却流体一适合于转移热能的流体。修正一修改为更期望的值。相应一在目的和/或位置上有关、关联、伴随、类似、在每个方面都符合、和 /或在数量、量、幅值、质量和/或程度上等效和/或一致。耦合一将两个东西结合、连接和/或链接在一起。可耦合一能够被结合、连接和/或链接在一起。产生一使发生。挤一挤压、填满和/或迫使紧紧地在一起。曲线一数据的绘图和/或图形表示。
数据一不同的信息片，通常以特殊或预定方式格式化和/或被组织以表示概念和 /或以适合于由信息设备处理的形式来表示。数据结构一允许高效地操纵数据的数据集合的组织和/或被设计为支持特定数据操纵功能的数据元素之间的逻辑关系。数据结构可以包括描述数据结构的性质的元数据。数据结构的示例可以包括阵列、词典、图表、哈希表、堆、链接列表、矩阵、对象、队列、 环、堆栈、树和/或矢量。定义一建立...的轮廓、形式和/或结构。递送一条目的所有权的发出、产生和/或转移。降低额定值一降低电器的额定电气能力。确定一通常通过调查、推理和/或计算来找出、获得、计算、判定、演绎、查明和/或作出决定。设备一机器、制造品和/或其集合。数字一非模拟和/或离散。直流电流(DC) —非交流电流。双定子绕组一电动机、发电机、涡轮机或在每个极上具有两个单独绕组的其它工作电机的固定部分。转子在定子周围转动。两个绕组中的每一个适合于从单独的逆变器接收功率。牵引一促使沿着表面拖拉。拉索一在地表采矿中用来去除覆盖层(overburden)(岩石或土壤层)时使用的大型挖掘机。典型的拉索抛掷钢丝绳悬挂的吊桶相当长的距离，通过用第二钢丝绳(或链条) 在地面上朝着其本身拉动吊桶来挖掘物料，提高吊桶，并将物料倾倒在废石堆上、在漏斗中和/或在堆上等。驱动器一用来传送功率的装置。占空因数一系统在执行其功能时实际上被采用的时间的分数；DC电压基本上非零的时间的百分比。电的一被供电的。电动机一通过供电赋予运动的设备。电耦合一对象被连接或链接从而允许电子在其间流动。赋能一被供应电流。估计一(η)近似实际值的计算值；(ν)近似地和/或试验性地计算和/或确定。挖掘一移动物料，包括任何地下的、水下的和/或地表物料。激励一由向交流发电机定子施加电流引起的交流发电机中的电磁场的强度。执行一运行计算机程序或指令。出现故障一指定和/或视为不正确地运行和/或不起作用。故障一适当运行或性能的停止。无滤波器一缺少适合于拒绝某些频率的信号而允许其它信号通过的设备的电气系统。频率一预定时间段内的电压和/或 电流振荡的数目。来自一用来指示源。
生成一创造、产生、引起和/或使存在；和/或产生电功率。触觉的一涉及肌肉运动知觉的运动的人类感觉和/或人类触觉。在许多潜在触觉体验之中的是许多感觉、感觉上的人体位置差异、和至少部分地以非可视、非可听和非可嗅方式觉察到的基于时间的感觉变化，包括触摸(被触摸)、主动触摸、抓握、压力、摩擦、拖拉、 滑动、拉伸、力、转矩、冲击、穿孔、振动、运动、加速度、猛拉、脉冲、取向、肢体位置、重力、纹理、间隙、凹坑、粘性、痛、痒、湿润、温度、导热性和热容量的体验。谐波失真一对于AC功率信号而言，在基波电流频率之上和/或之下的所有谐波频率的功率的和与基波电流频率的比。谐波滤波器一包括电容器组和感应线圈的设备，并且被设计和/或调谐至预定非线性负载以消除和/或基本上衰减预定谐波频率范围。具有一包括但不限于。卷扬机一包括适合于至少垂直地移动拉索挖掘机的吊桶的电动机的系统。人机界面一适合于向用户呈现信息和/或从用户接收信息的硬件和/或软件；和 /或用户界面。Hz-Hertz (赫兹)的缩写，其是等于每秒一次循环的频率单位。识别一认识、检测和/或指定。包括一包括但不限于。独立一不依赖于另一个和/或与之无关。电感器一适合于经由变化的磁通在电路中感生电流的器件。信息设备一能够处理数据和/或信息的任何设备，诸如任何通用和/或专用计算机，诸如个人计算机、工作站、服务器、小型计算机、主机、巨型计算机、计算机终端、膝上型计算机、可佩戴计算机和/或个人数字助理(PDA)、移动终端、蓝牙设备、通信装置、“智能” 电话(诸如像iPhone和/或Treo之类的设备)、消息发送服务(例如，黑莓)接收机、寻呼机、 传真、蜂窝式电话、传统电话、电话设备、编程微处理器或微控制器和/或外围集成电路元件、ASIC或其它集成电路、诸如独立元件电路的硬件电子逻辑电路和/或可编程逻辑器件， 诸如PLD、PLA、FPGA或PAL等。通常，可以使用在上面存在能够实现本文所述方法、结构和 /或图形用户界面的至少一部分的有限状态机的任何设备作为信息设备。信息设备可以包括诸如一个或多个网络接口、一个或多个处理器、包含指令的一个或多个存储器和/或一个或多个输入/输出(I/O)设备、被耦合到I/O设备的一个或多个用户界面等的组件。初始化一使某些东西准备好使用和/或准备某些未来事件。输入一与对设备进行电输入有关。输入/输出(I/O)设备一任何面向感觉的输入和/或输出设备，诸如面向音频、视觉、触觉、嗅觉和/或味觉的设备，包括例如监视器、显示器、投影仪、顶置(overhead)显示器、键盘、键区、鼠标、轨迹球、操纵杆、游戏键盘、轮、触垫、触控面板、定位设备、扩音器、扬声器、视频照相机、照相机、扫描仪、打印机、触觉设备、振动器、触觉模拟器和/或触垫，潜在地包括I/O设备能够被附着于或连接到的端口。安装一连接或设定在适当位置并准备好使用。指令一能够被实现为固件和/或软件的指示，该指示适合于执行特定操作或功能。
绝 缘栅双极晶体管(IGBT) —具有与双极晶体管相同的操作的半导体器件，但是具有场效应型栅极，使得当施加栅极-发射极电压以使其导电时，不需要注入电流。当栅极_发射极电压非常低时，该器件被关断。内燃机一在其中燃料被氧化以使得燃料内的能量被转换成机械能(诸如使轴转动)的设备。该燃料可以是汽油、柴油、乙醇、甲醇和/或任何其它基于碳氢化合物的流体寸。逆变器一将DC功率转换成AC功率的器件。极限一超过之后某些事不能或可能不继续进行的点。负载一一定量的与吊桶和/或卡车等相关联的被开采的土制物料。逻辑门一适合于对一个或多个逻辑输入执行逻辑运算并产生在物理上被表明的单个逻辑输出的物理器件。由于输出也是逻辑水平的值，所以一个逻辑门的输出能够连接到一个或多个其它逻辑门的输入，并且经由此类组合，能够执行复杂的运算。通常执行的逻辑是布尔逻辑且在数字电路中最常见。逻辑门的最常见实施方式是基于使用电阻器、晶体管和/或二极管的电子装置，并且此类实施方式常常在大型阵列中以集成电路(也叫做IC、 微电路、微芯片、硅芯片和/或芯片)的形式出现。然而，产生基于真空管、电磁学(例如中继器)、机械学(例如齿轮)、射流学、光学、化学反应和/或DNA (包括基于分子尺度)进行操作的逻辑门是有可能的。每个以电子方式实现的逻辑门通常具有两个输入端和一个输出端， 每个都具有通常在物理上用电压来表示的逻辑水平或状态。在任何给定时刻，每个端子处于用不同的电压水平来表示的两个二进制逻辑状态中的一个(“假”(也叫做“低”或“0”)或 “真”(也叫做“高”或“1”))，而端子的逻辑状态能够且通常确实随着电路处理数据而常常改变。因此，每个电子逻辑门通常需要功率，使得其能够获得(source)和/或吸收电流以实现正确的输出电压。通常，最终将机器可实现指令编码成“0”和/或“1”的二进制值，并且通常将其写入诸如“寄存器”的存储器件中和/或上，所述存储器件将该二进制值记录为存储器件的物理性质的变化，诸如电压、电流、电荷、相位、压力、重量、高度、张力、水平、间隙、位置、速度、动量、力、温度、极性、磁场、磁力、磁性取向、反射率、分子键、分子量等的变化。示例性寄存器可能存储“01101100”的值，其将总共8个“位”(一个字节)编码，其中， “0”或“1”的每个值被称为“位”(并且8个位被共同称为一个“字节”)。请注意，由于二进制位只能具有两个不同的值中的一个(“0”或“1”)，所以可以使用能够在两个饱和状态之间切换的任何物理介质来表示位。因此，能够表示二进制位的任何物理系统能够表示数字量，并且潜在地能够经由特定编码的机器可实现指令来操纵那些数字。这是作为数字计算的基础的基本概念之一。在寄存器和/或门层级，计算机不将这些“0”和“ 1，，本身视为数字，而是通常视为电压水平(在电子实现的计算机的情况下)，例如约+3伏的高电压可能表示“1”或“逻辑真”且约0伏的低电压可能表示“0”或“逻辑假”(或者反之亦然，取决于如何设计电路)。这些高和低电压(或其它物理性质，取决于实施方式的性质)通常被馈送到一系列的逻辑门中，该逻辑门接着又通过正确的逻辑设计产生由特定编码的机器可实现指令指定的物理和逻辑结果。例如，如果编码请求计算，则逻辑门可能将编码的前两个位加在一起，产生结果“1”(“0”+ “1”= “1”)，并且然后将此结果写入另一寄存器中以供后续检索和读取。或者，如果编码是对某种服务的请求，则逻辑门可能接着又向某些其它寄存器进行访问或写入，所述某些其它寄存器接着又将触发其它逻辑门以便发起所请求的服务。
逻辑一概念上的表示。 机器一适合于执行至少一个任务的设备和/或车辆。机器指令一适合于促使诸如信息设备的机器执行一个或多个特定活动、操作或功能的指示。可以将有时可以形成称为“处理器”、“核”、“操作系统”、“程序”、“应用”、“实用程序”、“子例程”、“脚本”、“宏”、“文件”、“项目”、“模块”、“库”、“类”和/或“对象”等的实体的指示体现为硬件、固件和/或软件中的机器代码、源代码、对象代码、编译代码、汇编代码、可解释代码和/或可执行代码等。机器可读介质一机器能够从中获得数据和/或信息的物理结构。示例包括存储器、穿孔卡等。机器可实现指令一适合于促使诸如信息设备的机器执行一个或多个特定活动、操作和/或功能的指示。可以将有时可以形成称为“处理器”、“核”、“操作系统”、“程序”、“应用”、“实用程序”、“子例程”、“脚本”、“宏”、“文件”、“项目”、“模块”、“库”、“类”和/或“对象”等的实体的指示体现为和/或编码为硬件、固件和/或软件中的机器代码、源代码、对象代码、编译代码、汇编代码、可解释代码和/或可执行代码等。机器可读介质一诸如信息设备、计算机、微处理器和/或控制器等机器能够从中存储和/或获得机器可实现指令、数据和/或信息的物理结构。示例包括存储器件、穿孔卡 等。保持一保留、保存、维持、保持在现有状态和/或继续获得。管理一控制。物料一能够被挖掘和/或挖出的任何物质。可以一在至少某些实施例中，被允许和/或许可。测量一通过物理地感测来表征。测量结果一变量的值，该值通过手动和/或自动观察来确定。机械地耦合一被连接或链接从而允许第一对象在物理上与第二对象一致地移动的至少第一对象和第二对象。存储器件一能够以模拟和/或数字格式存储(有时永久性地)机器可实现指令、数据和/或信息的装置。示例包括至少一个非易失性存储器、易失性存储器、寄存器、中继器、 开关、随机存取存储器、RAM、只读存储器、ROM、闪速存储器、磁介质、硬盘、软盘、磁带、光学介质、光盘、压缩盘、⑶、数字多功能盘、DVD和/或RAID阵列。存储器件能够耦合到处理器和/或能够存储并提供适合于由处理器执行的指令，诸如根据本文公开的实施例。方法一对将被变换成不同状态的主题或事物执行的和/或被束缚于特定装置的一个或多个动作，所述一个或多个动作不是基本原理且不预先占取基本原理的所有使用。矿场一能够从其提取土制物料的地点。采矿挖掘机一用于从地球挖掘物料的机器。采矿运输卡车一适合于运输所提取的物料的电动机。调制一关于频率、振幅、相位或其它特性改变。电动机一将电气、液压和/或气动能量变换成产生或赋予直线和/或角运动的机械能的设备。网络一被通信地耦合的多个节点、通信设备和/或信息设备。经由网络，能够诸如经由各种线缆和/或无线介质(诸如电缆、电话线、电力线、光纤、无线电波和/或光束等)将此类节点和/或设备链接，以共享资源(诸如打印机和/或存储器件)、交换文件和/ 或允许其之间的电子通信。网络可以是和/或能够利用多种子网络和/或协议中的任何一种，诸如电路交换、公共交换、分组交换、无连接、无线、虚拟、无线电、数据、电话、双绞线、 POTS、非POTS、DSL、蜂窝式、电信、视频分发、电缆、陆地、微波、广播、卫星、宽带、企业、全球、 国家、地区、广域、骨干、分组交换TCP/IP、IEEE 802. 03、以太网、高速以太网、令牌环、局域、 广域、IP、公共因特网、内部网、专用、ATM、超宽带(UWB)、Wi-Fi、BlueTooth, Airport、IEEE 802. 11、IEEE 802.11a、IEEE 802. lib、IEEE 802. llg、X-10、电功率、多域和 / 或多区子网络和/或协议、一个或多个因特网服务提供商、一个或多个网络接口、和/或一个或多个信息设备，诸如交换机、路由器和/或直接连接到局域网等的网关和/或其任何等价物。网络接口一能够将信息设备耦合到网络的任何物理和/或逻辑设备、系统和/或进程。示例性网络接口包括电话、蜂窝式电话、蜂窝式调制解调器、电话数据调制解调器、传真调制解调器、无线收发机、通信端口、以太网卡、电缆调制解调器、数字订户线路接口、桥接器、集线器、路由器或其它类似设备、管理此类设备的软件和/或提供此类设备的功能的软件。非一不。 越野牵引车辆一适合于在除了铺设的地面上之外的地球地面上操作的车辆。例如，越野牵引车辆可以包括采矿卡车、电采矿铲和/或电采矿挖掘机等。操作一运行。输出一产生和/或生成的东西。过载一超过规格和/或设计、超负荷和/或违规。分组一用于以特定方式组织以用于诸如在诸如数字分组交换网(例如因特网)的网络内和/或跨越该网络传输并包括要传送的数据和诸如目的地地址的某些控制信息的一包数据的通用术语。可感知一能够被人类的感觉察觉。相角一表示AC电流与AC电压之间的相位关系的角。物理一有形的、真实的和/或实际的。物理地一以有形、真实和/或实际的方式存在、发生、出现，行动和/或操作。多个一复数的和/或多于一个的状态。功率一可用于进行工作的电能。功率因数一真实功率与视在功率的比。1.0的功率因数指示电流和电压同相。功率因数补偿设备一适合于将AC电压与AC电流之间的相位关系变成更期望的值的设备。功率耗散器(sink) —通过通常将电能转换成热量或机械能来消散电能的设备。电源一被配置为向设备或系统提供电能的一个或多个电耦合组件。预定一提前建立的。概率一发生的可能性的定量表示。处理器一在物理上适合于经由对多个逻辑门进行运算的布尔逻辑来执行由一组机器可实现指令定义的特定任务的硬件、固件和/或软件机器和/或虚拟机。处理器能够禾IJ用机械、气动、液压、电学、磁性、光学、信息、化学和/或生物学原理、机制、适应、信号、输入和/或输出来执行(一个或多个)任务。在某些实施例中，处理器能够通过对信息进行操纵、分析、修改和/或转换、传送信息以供机器可实现指令和/或信息设备使用和/或将信息路由至输出设备来对信息采取动作。处理器能够充当中央处理单元、本地控制器、远程控制器、并行控制器和/或分布式控制器等。除非另外说明，处理器可以是通用设备，诸如微控制器和/或微处理器，诸如由加利福尼亚州圣克拉拉市的英特尔公司制造的Pentium系列的微处理器。在某些实施例中，处理器可以是专用器件，诸如已被设计为在其硬件和/或固件中实现本文公开的实施例的至少一部分的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列 (FPGA)0处理器可以存在于控制器上并使用控制器的能力。 产生一生成。计划一计算、估计或预测。推进一促使向前和/或向后移动。提供一供给、供应、给予和/或使得可用。提供一(v.)提供；(η.)提供的动作、过程和/或结果；(η.)提供的东西。脉冲波调制(PWM)—通过改变一系列脉冲的宽度而不是高度来调节开关电源的输出电压和频率的方法；和/或调制信号和/或电源的占空因数以通过通信信道来传达信息和/或控制要发送到负载的功率的量。泵一适合于提升、压缩和/或传输流体的机器。范围一变化的量或程度。无功AC电流一交流电流的矢量和/或虚部分量的度量，不适合于执行工作的分量。无功功率一功率的矢量和/或虚部分量的度量，不适合于执行工作的分量。接收一作为信号得到、取得、获取和/或获得。推荐一建议、称赞、表扬和/或赞同。整流器一将AC功率转换成DC功率的器件。呈现一例如以物理、化学、生物学、电子、电气、磁性、光学、声学、流体学和/或机械等方式将信息变换成人类可感知的形式，例如数据、命令、文本、图形、音频、视频、动画和 /或超链接等，诸如经由视觉、音频和/或触觉等手段和/或描述，诸如经由显示器、监视器、 电子纸、眼植入、耳蜗植入、扬声器、振动器、震动器、力反馈设备、指示笔(stylus)、操纵杆、 转向轮、护套、吹风机、加热器、冷却器、引脚阵列、触觉触摸屏等。重复地一一次又一次地；反复地。请求一表示期望和/或需要。要求一必需和/或必不可少。响应一对影响和/或刺激作出反应。阻碍一尝试减慢；抵抗运动。选择一从替换中进行挑选或选择。服务器一信息设备和/或在上面运行的进程，其适合于被通信地耦合到网络并适合于为至少一个客户端、即为被通信地耦合到网络的至少一个其它信息设备和/或为在被通信地耦合到网络的另一信息设备上运行的至少一个进程提供至少一个服务。一个示例是文件服务器，其具有本地驱动器并为来自远程客户端的读、写和/或管理该驱动器上的文件的请求提供服务。另一示例是电子邮件服务器，其提供接受、暂时存储、中继和/或递送电子邮件消息的至少一个程序。另一示例是处理数据库查询的数据库服务器。另一示例是设备服务器，其提供对共享物理资源和/或设备的联网和/或可编程的访问和/或监视、 管理和/或控制，所述设备诸如为信息设备、打印机、调制解调器、扫描仪、投影仪、显示器、 灯、照相机、安全设备、接近阅读器、读卡机、电话亭、POS/零售设备、电话系统、住宅设备、 HVAC设备、医疗设备、实验室设备、工业设备、机器工具、泵、风扇、电动机驱动器、天平、可编程逻辑控制器、传感器、数据收集器、致动器、报警器、信号器和/或输入/输出设备等。组一相关的多个预定元素；和/或具有一个或多个特定公共性质的一个或多个不同条目和/或实体。铲土机一适合于挖掘、保存和/或移动矿石的电动设备。信号一在物理变量方面的可自动检测变化，所述物理变量诸如为气动、液压、声学、流体、机械、电气、磁性、光学、化学和/或生物学变量，诸如功率、能量、压力、流速、粘度、密度、转矩、冲击、力、频率、相位、电压 、电流、电阻、磁动势、磁场强度、磁场通量、磁通量密度、磁阻、磁导率、折射率、光学波长、偏振、反射率、透射率、相移、浓度和/或温度等，其对信息进行编码，所述信息诸如为具有预先布置的意义的用于活动的机器可实现指令和/ 或一个或多个字母、词语、字符、符号、信号标识、可见显示和/或特殊声音等。根据上下文， 信号和/或在其中编码的信息可以是同步的、异步的、硬实时的、软实时的、非实时的、连续生成的、连续变化的、模拟的、离散生成的、离散变化的、量化的、数字的、被广播、被多播、被单播、被传送、被传达、被接收、被连续测量、被离散地测量、被处理、被编码、被加密、被复用、被调制、被扩频、被解扩、被解调、被检测、被解复用、被解密和/或被解码等。正弦(sine)—以笛卡尔坐标系的原点为中心的单位圆的弧的端点的坐标，该弧具有长度X，并且如果X是正的，则从点(1，0)开始沿逆时针方向测量该弧，或者如果X是负的，则沿顺时针方向测量。正弦波一具有能够被以图形方式表示为可由等式y=sin(X)确定的正弦曲线的偏差的波。正弦波输出电流一关于中心点振荡的电流，其中，振荡的图形表示类似于正弦波。正弦滤波器一适合于产生频率驱动器的输出电流的正弦波的电耦合电抗器和电容器。空间矢量调制(SVM)—用于调节通过改变一系列脉冲的宽度而不是高度来表征的信号的输出电压和频率；和/或脉冲之间的时间间隔的一种形式的脉宽调制。通过确定脉冲何时开始和结束的方法来将空间矢量调制信号与其它形式的脉宽调制信号区别开。经由所计算的空间矢量对空间矢量调制脉冲进行定时。专用计算机一包括处理器设备的计算机和/或信息设备，所述处理器设备包括多个逻辑门，由此，那些逻辑门的至少一部分经由由处理器对特定机器可实现指令的实现来经历至少一个物理和可测量性质(诸如电压、电流、电荷、相位、压力、重量、高度、张力、水平、间隙、位置、速度、动量、力、温度、极性、磁场、磁力、磁性取向、反射率、分子键、分子量等)的变化，从而将特定机器可实现指令直接束缚于逻辑门的特定配置和(一个或多个)性质。在电子计算机的上下文中，逻辑门的每个此类变化产生特定电路，从而直接将特定机器可实现指令束缚于该特定电路。专用处理器一处理器设备，其具有多个逻辑门，由此，那些逻辑门的至少一部分经由由处理器对特定机器可实现指令的实现来经历至少一个物理和可测量性质(诸如电压、 电流、电荷、相位、压力、重量、高度、张力、水平、间隙、位置、速度、动量、力、温度、极性、磁场、磁力、磁性取向、反射率、分子键、分子量等)的变化，从而将特定机器可实现指令直接束缚于逻辑门的特定配置和(一个或多个)性质。在电子计算机的上下文中，逻辑门的每个此类变化产生特定电路，从而直接将特定机器可实现指令束缚于该特定电路。

速度一速率。交错角一用于开启主动式前端单元的时间之间的相角。静态一固定不动和/或恒定。存储一将数据通常放置、保存和/或保留在存储器中。基本上一在很大范围和/或程度上。支撑一承载重量，尤其是从下面。
摆动一横向地和/或弯曲地移动。开关电容器组一适合于被自动地切换至电功率传输电路中、通常以修正功率因数的多个电容器。开关一开启和/或关断
系统一机制、设备、机器、制造的物品、过程、数据和/或指令的集合，该集合被设计为执行一个或多个特定功能。温度一物质样本中的颗粒的平均动能的度量，用在标准刻度上指定的单位或度数
来表不。温度传感器一适合于提供与温度成比例的信号的设备。总一与整体有关或组成整体。牵引式电动机一被机械地耦合以提供使机器移动的动力的电动机。变换一可测量的形式、外观、性质和/或特性方面的变化。变压器一适合于将来自一个电路的电能转移至另一个的设备。变压器可以包括一对多组缠绕、电感地耦合的导线线圈，其用电压、电流、相位和/或其它电特性的变化来实现此类转移。传送一作为信号发送、提供、供给和/或供应。未调制一基本上恒定。例如，相对恒定的DC电压是未调制的。用户界面一用于向用户呈现信息和/或用户请求信息的任何设备。用户界面包括文本、图形、音频、视频、动画和/或触觉元素中的至少一个。可以例如由打印机、监视器、显示器、投影仪等来提供文本元素。可以例如经由监视器、显示器、投影仪和/或诸如灯、标记、信标等视觉指示设备来提供图形元素。可以例如经由扬声器、扩音器和/或其它声音声音生成和/或接收设备来提供音频元素。可以例如经由监视器、显示器、投影仪和/或其它视觉设备来提供视频元素或动画元素。可以例如经由非常低频的扬声器、振动器、触觉激励器、触觉垫、模拟器、键盘、键区、鼠标、轨迹球、操纵杆、游戏键盘、轮、触垫、触摸面板、定位设备和/或其它触觉设备等来提供触觉元素。用户界面可以包括诸如例如一个或多个字母、数字、符号等一个或多个文本元素。用户界面可以包括一个或多个图形元素，诸如例如图像、照片、画、图标、窗口、标题栏、屏面、图表、标签、绘图、矩阵、表格、格式、日历、大纲视图、帧、对话框、静态文本、文本框、列表、选项列表、弹出列表、下拉列表、菜单、工具栏、停放 (dock)、复选框、单选按钮、超链接、浏览器、按钮、控制机构、调色板、预览屏面、颜色轮、刻度盘、滑块、滚动条、光标、状态栏、分档器(Steeper)和/或进展指示符等。可以将文本和 /或图形元素用于选择、编程、调整、修改、指定等外观、背景颜色、背景样式、边框样式、边框厚度、前景颜色、字体、字形、字体大小、对准、行距、缩排、最大数据长度、确认、询问、光标类型、指针类型、自动尺寸监控、位置或/或尺度等。用户界面可以包括一个或多个音频元素， 诸如例如音量控制、音调控制、速度控制、语音选择器和/或用于控制音频播放、速度、暂停、快进、后退等的一个或多个元素。用户界面可以包括一个或多个视频元素，诸如例如控制视频播放、速度、暂停、快进、后退、放大、缩小、旋转和/或倾斜等的元素。用户界面可以包括一个或多个动画元素，诸如例如控制动画播放、暂停、快进、后退、放大、缩小、旋转、倾斜、色彩、强度、速度、频率、外观等的元素。用户界面可以包括一个或多个触觉元素，诸如例如利用触觉刺激、力、压力、振动、运动、位移、温度等的元素。值一赋值或计算的数值量。 VAR—无功功率的度量。变量一可能改变和/变动、经历变化和/或是可变的。经由一借助于和/或利用。电压一(叫做“电位差”和“电子动势”(EMF))量，被表示为带符号的伏特数(V)， 并被测量为电路中的两个点之间的带符号的差，其在当除以那些点之间的以欧姆为单位的电阻时，根据欧姆定律给出在那些点之间流动的以安培为单位的电流。瓦特(Watt) —总功率和/或有功功率的度量。波一促使渐进地从介质中的一点到另一点转移电能的干扰、变化和/或入射。波形一电压和/或电流随时间推移的变化的分布图、图表和/或视觉模型。权值一指示重要性的值。没有一未附有
注释
本文以文本方式和/或图形方式描述了要求保护的主题的各种基本上且具体地实际且有用的示例性实施例，包括本发明人已知用于执行要求保护的主题的最佳方式(如果有的话)。在阅读本申请时，本文所述的一个或多个实施例的变化(例如修改和/或改进)可能变得对于本领域的普通技术人员来说显而易见。本发明人期待技术技工适当地采用此类变化，并且本发明人意图以除本文具体描述的之外的方式来实施要求保护的主题。因此，如法律许可的，要求保护的主题包括并覆盖要求保护的主题的所有等价物和对要求保护的主题的所有改进。此外，除非在本文中另外明确地指出、清楚地且具体地放弃或清楚地与上下文相矛盾，要求保护的主题涵盖上述元素、活动及其所有可能变化的每种组合。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如“诸如”)的使用仅仅意图更好地举例说明一个或多个实施例且不对任何要求保护的主题的范围施加限制，除非另外说明。 不应将本说明书中的语言理解为将任何未要求保护的主题指示为对于要求保护的主题的实施而言是必不可少的。因此，无论本申请的任何部分(例如，标题、技术领域、背景技术、发明内容具体实施方式
、摘要、附图等)的内容如何，除非相反地清楚指定，诸如经由明确定义、声明或争论， 或者与上下文相矛盾，相对于任何权利要求而言，无论是本申请的和/或要求其优先权的任何申请的任何权利要求，以及无论是最初提出还是另外提出的任何
权利要求
不存在对包括任何特定描述或举例说明的特性、功能、活动或元素、活动的任何特定序列或元素的任何特定相互关系的要求；
没有特性、功能、活动或元素是“必不可少的”； 可以将任何元素集成、分离和/或复制；
可以重复任何活动，可以由多个实体来执行任何活动，和/或可以以多重管辖方式执行任何活动；以及
可以具体地排除任何活动或元素，活动的序列可以改变，和/或元素的相互关系可以改变。 应将在描述各种实施例的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)的术语 “一个”、“一种”、“所述”、“该”和/或类似指示物的使用理解为涵盖单数和多数二者，除非在本文中另外指明或清楚地与上下文相矛盾。除非另外说明，应将术语“包括”、“具有”和“包含”理解为开放式术语(即，意指“包括但不限于”)。此外，当在本文中描述任何数字或范围时，除非另外清楚地说明，否则该数字或范围是近似的。除非在本文中另外指明，本文的值范围的引用仅仅意图充当单独地参考落在该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值和由此类单独值定义的每个单独子范围被结合到本说明书中，如同其在本文中被单独地引用一样。例如，如果描述了 1至10的范围，则该范围包括在其之间的所有值，诸如例如1. 1、2· 5,3. 335,5,6. 179,8. 9999等，并且包括在其之间的所有子范围，诸如例如1至3. 65,2. 8至8. 14、1. 93至9等。当任何权利要求元素后面是图元素标号时，该图元素标号是示例性的且不限制权利要求范围。本申请的权利要求并不意图援引35 USC 112的第六段，除非确切的短语“用于...的装置”后面是动名词。已被通过引用结合到本文中的任何材料(例如美国专利、美国专利申请、书、论文等)中的任何信息仅仅在此类信息与本文所阐述的其它叙述和图之间不存在冲突的程度上通过参考被结合进来。在发生此类冲突(包括将使本文中或寻求其优先权的任何权利要求无效的冲突)的情况下，则此类材料中的任何此类冲突信息未被具体地通过引用结合到本文中。因此，除权利要求本身之外，应将本申请的每个部分(例如标题、技术领域、背景技术、发明内容具体实施方式
、摘要、附图等)视为本质上是说明性而不是限制性的，并且仅仅由该专利的权利要求来定义受到基于本申请颁发的任何专利保护的主题的范围。
权利要求
1.一种方法，包括经由预定信息设备，对于包括多个主动式前端的预定挖掘机而言，每个主动式前端被电耦合到所述预定挖掘机的AC电源网络，每个主动式前端适合于向DC总线提供DC功率， 所述DC总线被电耦合至多个逆变器，每个逆变器适合于向至少一个工作电动机供应AC功率独立地控制由每个主动式前端产生的无功功率。
2.一种方法，包括经由预定信息设备，对于包括多组主动式前端的预定挖掘机而言，每组主动式前端被电耦合到所述预定挖掘机的AC电源网络，每组主动式前端适合于向来自多个DC总线的预定DC总线提供所需DC总线功率，来自所述多个DC总线的每个DC总线被电耦合到多个逆变器，每个逆变器适合于向多个工作电动机供应AC功率响应于从第一组主动式前端识别到有故障自适应前端，促使在自适应地控制由来自所述第一组主动式前端的每个非故障主动式前端产生的无功功率的同时保持所述所需DC总线功率的提供以保持用于所述AC电源网络的预定功率因数。
3.一种方法，包括经由预定信息设备，对于包括多组主动式前端的预定挖掘机而言，每组主动式前端被电耦合到所述预定挖掘机的AC电源网络，每组主动式前端适合于向来自多个DC总线的相应DC总线提供相应的所需DC总线功率，来自所述多个DC总线的每个DC总线被电耦合到多个逆变器，每个逆变器适合于向多个工作电动机供应AC功率响应于从为来自所述多个DC总线的第一 DC总线提供服务的第一组主动式前端中识别到有故障自适应前端，促使在自适应地控制由来自每组主动式前端的每个非故障主动式前端产生的无功功率的同时保持向所述第一 DC总线提供相应的所需DC总线功率以在不使任何所述非故障主动式前端过载的情况下保持用于所述AC电源网络的预定功率因数。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括识别所述有故障自适应前端。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括识别所述非故障自适应前端。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括确定所述AC电源网络的所述所需功率因数。
7.根据权利要求3所述的方法，还包括确定供应所述多个DC总线的所需总机器功率。
8.根据权利要求3所述的方法，还包括对于来自所述多个DC总线的每个总线而言，确定所述相应的所需DC总线功率。
9.根据权利要求3所述的方法，还包括确定用于每个非故障主动式前端的VAR/Watt曲线。
10.根据权利要求3所述的方法，还包括确定需要从每个非故障主动式前端递送的有功功率。
11.根据权利要求3所述的方法，还包括确定需要从每个非故障主动式前端递送的无功功率。
12.根据权利要求3所述的方法，还包括确定用于每个非故障主动式前端的过载有功功率。
13.根据权利要求3所述的方法，还包括确定用于每个非故障主动式前端的过载无功功率。
14.一种包括机器可实现指令的机器可读介质，所述机器可实现指令用于包括以下各项的活动对于包括多组主动式前端的预定挖掘机而言，每组主动式前端被电耦合到所述预定挖掘机的AC电源网络，每组主动式前端适合于向来自多个DC总线的相应DC总线提供相应的所需DC总线功率，来自所述多个DC总线的每个DC总线被电耦合到多个逆变器，每个逆变器适合于向多个工作电动机供应AC功率响应于从为来自所述多个DC总线的第一 DC总线提供服务的第一组主动式前端中识别到有故障自适应前端，促使在自适应地控制由来自每组主动式前端的每个非故障主动式前端产生的无功功率的同时保持向所述第一 DC总线提供相应的所需DC总线功率以在不使任何所述非故障主动式前端过载的情况下保持用于所述AC电源网络的预定功率因数。
全文摘要
某些示例性实施例可以提供一种系统、机器、设备、制造品、电路和/或适合于活动的用户界面、和/或方法和/或包括用于活动的机器可实现指令的机器可读介质，该活动可以包括经由预定信息设备，对于包括多个主动式前端的预定挖掘机而言，每个主动式前端被电耦合到所述预定挖掘机的AC电源网络，每个主动式前端适合于向DC总线提供DC功率，所述DC总线被电耦合到多个逆变器，每个逆变器适合于向至少一个工作电动机供应AC功率，独立地控制由每个主动式前端产生的无功功率。
文档编号H02M5/458GK102160269SQ200980137082
公开日2011年8月17日 申请日期2009年9月22日 优先权日2008年9月22日
发明者D·W·罗伯森 申请人:西门子工业公司