用于控制多于一个马达的马达驱动器控制系统的制作方法

本公开涉及一种马达驱动器控制系统。

背景技术：

电动马达将电能转换为提供给负载的机械能。电动马达可耦接到支配马达操作的控制器或马达驱动器控制系统。

技术实现要素：

在一个方面，一种马达驱动器控制系统被配置用于连接到多个马达，该马达控制系统包括马达驱动器命令模块，并且该马达驱动器命令模块被配置为：访问与多个马达的一个或多个操作度量相关的信息；分析该信息以确定在多个马达中的任一个中是否存在维护条件；以及如果在多个马达中的任一个中存在维护条件，则：防止电力到达多个马达中的任一个；识别多个马达中的哪一个或多个具有维护条件；将一个或多个识别的马达从马达驱动器控制系统断开；以及在断开一个或多个识别的马达之后，向多个马达中的除识别的马达之外的所有马达恢复电力。

实施方式可包括下列特征中的一个或多个。维护条件可包括故障条件，该故障条件可包括过电压、过电流、短路、热过载和/或相位损失。

与一个或多个操作度量相关的信息可包括：多个马达共同消耗的平均电流或峰值电流；多个马达共同消耗的电流的相位；施加到多个马达的电压；表示多个马达在一定时间段内共同消耗的电流的波形；和/或表示在一定时间段内施加到多个马达的电压的波形。

马达驱动器命令模块被配置为分析与一个或多个操作度量相关的信息可包括将信息与规格进行比较，并且当信息不满足规格时，确定存在维护条件。规格可为值范围，并且当信息包括不在值范围内的值时，信息不满足规格。规格可为单个值，当信息包括大于或小于该单个值的值时，该信息可被视为不满足规格，并且当信息包括等于单个值的值时，该信息可被视为满足规格。

马达驱动器命令模块被配置为识别多个马达中的哪一个或多个具有维护条件可包括马达驱动器命令模块被配置为：在测试循环时间段期间的任何给定时间向多个马达中的仅一个提供电力，以产生与多个马达中的该一个的一个或多个操作度量相关的测试信息；基于测试信息确定在马达中的该一个中是否存在维护条件；以及如果存在维护条件，则将马达中的该一个识别为具有维护条件的马达。

马达驱动器控制系统还可包括多个保护模块，并且每个保护模块都可包括马达过载设备和开关继电器，并且开关继电器的电流中断额定值可低于多个马达中的特定一个的连续电流额定值。在这些实施方式中，马达驱动器命令模块被配置为防止电力到达多个马达中的任一个包括马达驱动器命令模块被配置为响应于确定在多个马达中的任一个中存在维护条件而打断对多个马达的电流供应，马达驱动器命令模块被进一步配置为控制开关继电器的状态，并且马达驱动器命令模块被配置为断开一个或多个识别的马达包括马达驱动器命令模块被配置为改变连接到一个或多个识别的马达中的一个的每个保护模块中的开关继电器的状态。马达过载设备可包括马达过载继电器。马达过载继电器可包括常开继电器和常闭继电器。马达过载继电器可包括电子过载继电器。

马达驱动器控制系统还可包括多个保护模块，并且每个保护模块都可包括过载继电器和接触器，该接触器的电流中断额定值等于或大于多个马达中的特定一个的连续电流额定值。马达驱动器命令模块可被进一步配置为控制接触器的状态，并且马达驱动控制模块被配置成断开一个或多个识别的马达可包括马达驱动器命令模块被配置为改变连接到一个或多个识别的马达中的一个的每个保护模块中的接触器的状态。

马达驱动器命令模块可被进一步配置为分析信息以确定多个马达的健康量度，该健康量度为在发生维护条件之前剩余的时间量或使用量的指示。马达驱动器命令模块可被进一步配置为确定多个马达中的每一个的健康量度。多个马达中的每一个都可包括被配置为旋转的元件，并且马达驱动器命令模块被进一步配置为估计未被识别为具有维护条件的至少一个马达的元件正在旋转的速度。马达驱动器命令模块被配置为在断开一个或多个识别的马达之后并且在未被识别为具有维护条件的至少一个马达旋转时恢复电力，并且马达驱动器命令模块被进一步配置为生成驱动器信号，当驱动器信号被施加到未被识别为具有维护条件的至少一个马达时，未被识别为具有维护条件的至少一个马达继续以估计的速度操作。

在一些实施方式中，多个马达中的每一个都包括被配置为旋转的元件，并且马达驱动器命令模块被配置为在断开一个或多个识别的马达之后并且仅在未被识别为具有维护条件的任何马达都不旋转之后恢复电力。

在另一个一般方面，一种保护连接到马达驱动器控制系统的多个马达的方法包括：允许电力到达多个马达中的所有马达，该电力足以致使马达操作；接收与多个马达的一个或多个操作度量相关的信息；分析接收的信息以确定多个马达中的一个或多个是否具有维护条件；如果马达中的至少一个具有维护条件，则：防止电力到达多个马达中的任一个，使得马达中的任一个都不操作；识别多个马达中的哪一个或多个具有维护条件；以及将一个或多个识别的马达从马达驱动器控制系统断开，以及

在断开一个或多个识别的马达之后，允许电力流向除一个或多个识别的马达之外的多个马达。

在一些实施方式中，识别多个马达中的哪一个或多个具有维护条件包括在测试循环中单独地测试每个马达。对每个马达的测试可包括在测试循环期间的给定时间向多个马达中的一个提供电力，以产生与多个马达中的该一个的一个或多个操作度量相关的测试信息；以及分析测试信息以确定多个马达中的该一个是否具有维护条件。

本文所述的任何技术的实施方式可包括系统、装置和/或方法。一个或多个具体实施的细节在附图和以下说明书中列出。根据说明书和附图以及权利要求书，其它特征将显而易见。

附图说明

图1为包括马达驱动器控制系统和保护装置的系统的示例的框图。

图2为用于保护多个马达的过程的示例的流程图。

图3为用于识别具有维护条件的一个或多个马达的过程的示例的流程图。

图4和图5为包括马达驱动器控制系统和保护装置的其他示例性系统的框图。

具体实施方式

图1为包括马达驱动器控制系统140和保护装置110的系统100的框图。保护装置110包括多个保护模块110-1至110-n，其中n为大于或等于2的整数。

每个保护模块110-1至110-n都电连接到总线106并且被配置为控制相应的交流(ac)马达130-1至130-n是否电连接到总线106。马达驱动器控制系统140包括马达驱动器命令模块144，该马达驱动器命令模块被配置为基于数据108确定在马达130-1至130-n的任一个中是否存在维护条件。数据108包括与马达130-1至130-n的一个或多个操作量度有关的信息。如果在马达130-1至130-n中的任一个中存在维护条件，则马达驱动器命令模块144识别马达130-1至130-n中的哪个具有维护条件。

维护条件可为致使马达以非最佳方式或意外方式操作的条件或者可为致使马达无法操作的条件。例如，维护条件可为其中向马达施加了超过额定电压的电压的过电压条件，其中马达消耗了比额定量的电流更多的电流的过电流条件，短路条件，其中马达的温度超过额定温度的热过载条件，和/或一个或多个相位损失。此外，马达驱动器命令模块144还可基于数据108确定马达130-1至130-n的健康量度。例如，健康量度可为马达可能开始劣化和/或变得无法操作的时间的指示。

马达驱动器控制系统140断开被识别为具有维护条件的一个或多个马达，使得可维修或更换具有维护条件的马达。不具有维护条件的马达保持连接到马达驱动器控制系统140，使得这些马达继续接收马达驱动器信号107并且继续驱动它们的相应负载。因此，马达驱动器控制系统140减少了停机时间并且减少了维修中断。此外，由于马达驱动器命令模块144能够确定健康量度，因此马达驱动器控制系统140可断开被识别为具有劣化性能的一个或多个马达，使得可在出现故障之前并且对其他马达和最终用户的干扰最小的情况下对马达进行维修。

每个保护模块110-1至110-n都包括相应的开关网络111-1至111-n。每个开关网络111-1至111-n都确定马达130-1至130-n中的相应一个马达是否电连接到马达驱动器控制系统140。每个开关网络111-1至111-n都具有至少两个状态，包括允许电流流动的状态和防止电流流动的状态。开关网络111-1至111-n可包括未额定中断驱动器信号107的部件(诸如关于图4的示例所讨论的)或能够中断驱动器信号107的部件(诸如关于图5的示例所讨论的)。

保护装置110和马达驱动器控制系统140通过控制路径109(以点划线样式示出)交换信息、信号和/或命令。控制路径109在马达驱动器控制系统140处的输入/输出(i/o)接口与保护装置处的输入/输出(i/o)119之间。控制路径109可包括能够传输或携带数据(包括例如信息和/或命令)的任何类型的有线或无线介质。例如，控制路径109可包括电缆和/或光纤电缆。在其中控制路径109为无线控制路径的实施方式中，i/o接口143和i/o119可包括收发器，这些收发器经由控制路径109发送和接收数据。控制路径109为双向的，使得数据108从保护装置110被传输到马达驱动器控制系统140，或者可从保护装置110检索，并且控制信号104从马达驱动器控制系统140被传输到保护装置110。

保护模块110还包括感测系统113。感测系统113包括传感器，诸如例如电流传感器和/或电压传感器。感测系统113产生数据108。感测系统113可包括多于一个传感器。感测系统113可包括例如传感器，该传感器被配置为感测马达130-1至130-n所消耗的电流和/或施加到马达130-1和130-n的电压的一个或多个属性(诸如，振幅、频率和/或相位)。操作度量为与马达130-1至130-n的操作相关的任何可测量的量。例如，操作度量可为施加到马达130-1至130-n的电压或马达130-1至130-n所消耗的总电流。操作量度也可为指示马达130-1至130-n的条件或状态的值，诸如指示元件131-1至131-n是否在移动的值。

感测系统113耦接到马达驱动器控制系统140，使得马达驱动器命令模块144能够访问数据108。在图1的实施方式中，感测系统113由控制路径109经由i/o119耦接到马达驱动器命令模块144。其他实施方式也是可能的。例如，感测系统113可经由单独的控制路径(未示出)连接到马达驱动器控制系统140。

在图1的实施方式中，感测系统113被配置为测量电连接到马达驱动器控制系统140的所有马达130-1至130-n的操作度量。例如，感测系统113可测量马达130-1至130-n所消耗的总电流和/或施加到所有马达130-1至130-n的总电压。

感测系统113的其他实施方式也是可能的。例如，在一些实施方式中，每个保护模块110-1至110-n都包括相应的感测模块，该相应的感测模块测量相应的马达130-1至130-n的操作量度。此实施方式的示例被示出为具有图4的感测模块413-1至413-n。在一些实施方式中，感测系统113与保护装置110分开。例如，感测系统113可被实现为马达驱动器控制系统140的一部分。在这些实施方式中，感测系统113可为例如电流传感器，其测量保护模块110所消耗的电流量。在另一示例中，感测系统113与保护装置110和马达驱动器控制系统140分开。例如，感测系统113可在保护装置110与马达驱动器控制系统140之间并且可被配置为测量总线106所消耗的电流。在其中感测系统113与保护装置110分开的实施方式中，感测系统113和马达驱动器控制系统140经由与控制路径109分开的控制路径来交换数据。

马达驱动器控制系统140可为可变频率驱动(也称为可调频率驱动或可变速度驱动)。马达驱动器控制系统140从电源102接收交流(ac)功率，并且向总线106提供驱动器信号107。电源102可为例如分配基频为60赫兹(hz)的三相电力的配电网络或电网。驱动器信号107可为例如具有足以操作马达130-1至130-n的振幅的ac电压信号。马达驱动器控制系统140通过改变驱动器信号107的频率和/或电压来控制马达130-1至130-n的扭矩和速度。

马达130-1至130-n中的每一个都包括相应的可动元件131-1至131-n。例如，可动元件131-1至131-n可为转子，其响应于驱动器信号107的施加而相对于定子旋转，以将驱动器信号107中的电能转换成驱动相应负载133-1至133-n的机械能。每个负载133-1至133-n都可为例如风扇或泵。

马达驱动器控制系统140包括电子处理模块141、电子存储装置142和输入/输出(i/o)接口143。电子处理模块141包括一个或多个电子处理器。电子处理模块141的电子处理器可为任何类型的电子处理器，并且可包括或可不包括通用中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、微控制器、现场可编程门阵列(fpga)、复杂可编程逻辑设备(cpld)和/或专用集成电路(asic)。

电子存储装置142可为能够以计算机程序或软件的形式存储数据和指令的任何类型的电子存储器，并且电子存储装置142可包括易失性部件和/或非易失性部件。电子存储装置142和电子处理模块141耦接使得电子处理模块141能够从电子存储装置142访问数据或读取数据并且将数据写入该电子存储装置。电子存储装置142例如以计算机程序、功能或过程的形式存储指令或逻辑，这些指令或逻辑支配马达驱动器控制系统140的操作以及马达驱动器控制系统140和保护装置110之间的交互作用。

在图1的示例中，马达驱动器命令模块144被实现为存储在电子存储装置142上的软件模块。例如，马达驱动器命令模块144可为电子处理模块141所执行的指令或计算机程序的集合。马达驱动器命令模块144包括用于处理和/或分析数据108的指令和/或逻辑，并且还可包括用于控制保护装置110和保护模块110-1至110-n中的每一个的指令。

电子存储装置142还可存储与马达130-1至130-n相关的信息。例如，电子存储装置142可存储关于马达130-1至130-n中的每一个的规格。该规格包括与马达130-1至130-n的预期操作、典型操作、安全操作和/或最佳操作相关的信息。该规格可包括特定值和/或值范围。例如，马达130-1至130-n中的每一个的连续电流额定值可作为规格存储在电子存储装置142上。该规格可包括值范围。例如，表示可被施加到马达130-1至130-n中的每一个的电压范围或可被马达130-1至130-n中的每一个消耗的电流范围的值范围可作为规格存储在电子存储装置142中。尽管该规格涉及马达130-1至130-n的预期操作，但该规格可包括指示存在潜在的故障或性能劣化的信息。例如，该规格可包括电流值，该电流值已知为指示在马达130-1至130-n中的任一个内存在短路。在一些实施方式中，马达130-1至130-n为完全相同的，除了在组装马达130-1至130-n时出现典型制造变化。在这些实施方式中，该规格可包括适用于所有马达130-1至130-n的值或值范围。

i/o接口143为允许人类操作员、另一机器和/或自主过程与马达驱动器控制系统140交互的任何接口。马达驱动器控制系统140通过i/o接口143与保护装置110进行通信。例如，控制路径109电耦合到i/o接口143，使得i/o接口143通过从保护装置110检索或接收数据108来从保护装置110接收数据108。

i/o接口143可包括例如：显示器(诸如液晶显示器(lcd))；键盘；控制板；音频输入和/或输出(诸如扬声器和/或麦克风)；视觉输出(诸如灯、发光二极管(led))，该视觉输出作为显示器的补充或替代；串行或并行端口；通用串行总线(usb)连接；任何类型的电连接接口；和/或任何类型的网络接口，诸如例如以太网。i/o接口143还可允许通过例如ieee802.11、蓝牙或近场通信(nfc)连接进行无物理接触的通信。马达驱动器控制系统140可例如通过i/o接口143来操作、配置、修改或更新。在一些实施方式中，可修改或更新存储在电子存储装置142上的指令和/或逻辑，并且/或者可通过i/o接口143将附加的指令和/或逻辑添加到电子存储装置142。换句话讲，在一些实施方式中，马达驱动器命令模块144可通过i/o接口143来编程。

i/o接口143还可允许马达驱动器控制系统140与在驱动器控制系统140外部并且远离该驱动器控制系统的系统进行通信。例如，i/o接口143可包括通信接口，该通信接口允许马达驱动器控制系统140与远程站(未示出)之间或马达驱动器控制系统140与单独的计算系统之间的通信。远程站或单独的计算系统可为操作员能够通过其与马达驱动器控制系统140进行通信的任何类型的站。例如，远程站或单独的计算系统可为：基于计算机的工作站、智能电话、平板电脑或膝上型计算机，其经由服务协议连接到马达驱动器控制系统140；远程控件，其经由射频信号连接到马达驱动器控制系统140；和/或工业设备，其经由scada协议或自动化协议(诸如例如，现场总线或modbus)连接到马达驱动器控制系统140。

马达驱动器控制系统140还包括电网络145。电网络145包括电子部件。电子部件可包括无源部件，诸如例如二极管、晶体管、电阻器、电感器和/或电容器。电子部件还可包括与无源部件一起使用的有源部件，诸如dc电源。电网络145被配置为基于来自源102的电力来产生驱动器信号107。例如，电网络145可包括整流器，该整流器将来自源102的三相ac电力转换成三相直流(dc)电信号。整流器可包括二极管网络。电网络145还可包括存储dc电信号的dc链路或总线。电网络145还可包括功率晶体管和/或被布置为形成逆变器的其他部件的网络，该逆变器将dc电信号转换为具有特定的电压振幅和频率的ac信号，从而生成驱动器信号107。逆变器为可控的，使得驱动器信号107为电压信号，其特性允许以负载133-1至133-n所需的速度和扭矩来驱动马达130-1至130-n。

图2为用于保护马达130-1至130-n的示例性过程260的流程图。过程260由马达驱动器命令模块144和电子处理模块141中的一个或多个电子处理器执行。相对于保护装置110(图1)来讨论过程260。然而，马达驱动器控制系统140可耦接到其他保护模块，并且可在马达驱动器控制系统140耦接到其他保护模块时执行马达过程260。

将马达驱动器信号107提供给马达130-1至130-n(262)。马达驱动器控制系统140基于从源102所接收的ac电力来生成马达驱动器信号107。从源所接收的ac电力可包括多于一个相位，并且可为基频为60hz的三相ac电力信号。马达驱动器控制系统140的马达驱动器信号107可为例如电压信号，该电压信号具有通过控制电网络145来确定的振幅、频率和相位。

马达驱动器控制系统140将马达驱动器信号107提供给总线106。在普通操作条件下，所有保护模块110-1至110-n都处于其中电流能够流向马达130-1至130-n并且马达驱动器信号107对马达130-1至130-n供电的状态。

马达驱动器命令模块144访问数据108。在一些实施方式中，马达驱动器命令模块144通过从保护装置110接收数据108来访问数据108。例如，感测系统113可周期性地测量马达130-1至130-n所消耗的电流量以产生数据108，并且感测系统113可在每次测量电流量时将数据108推送到马达驱动器命令模块114。在其他实施方式中，感测系统113包括随时间累积数据108的电子存储装置。在这些实施方式中，马达驱动器命令模块114可从感测系统113的电子存储装置检索数据108，并且/或者感测系统113可以规则的时间间隔将数据108推送到马达驱动器命令模块144。数据108包括与马达130-1至130-n的一个或多个操作度量相关的信息。

马达驱动器命令模块144分析数据108(264)。马达驱动器命令模块144可通过将数据108与存储在电子存储装置142上的规格进行比较来分析数据108。该规格指示与马达130-1至130-n的最佳操作、可接受操作和/或安全操作相关联的操作度量的值。例如，该规格可包括马达130-1至130-n可共同消耗的最大电流、或者指示马达130-1至130-n中的一个或多个正经历短路条件的电流。该规格还可包括一个或多个值范围。例如，该规格可包括可安全地施加到马达130-1至130-n的电压范围。为了将数据108与规格进行比较，马达驱动器命令模块144可例如确定规格中的值之间的差值并且将该差值与预定阈值进行比较。在另一示例中，马达驱动器命令模块144可确定数据中的值是否在作为规格的一部分的值范围内(例如，可接受电压的范围内)。

马达驱动器命令模块144可以其他方式分析数据108。例如，马达驱动器命令模块144可确定马达130-1至130-n的健康量度。例如，马达驱动器命令模块144可将数据108与较早时间所接收的数据108的实例进行比较。在这些实施方式中，马达驱动器命令模块144确定特定操作度量随时间的变化，以确定马达130-1至130-n的性能是否开始劣化。在另一示例中，马达驱动器命令模块144可将马达130-1至130-n的实际操作时间与预期寿命(以时间单位测量)进行比较以预测马达130-1至130-n的预期剩余寿命。健康量度可基于与马达130-1至130-n相关的多于一个可测量的量。例如，健康量度可基于马达130-1至130-n所消耗的电流总量和预期寿命(以工作时间为单位表示)，以说明其中马达130-1至130-n遭受异常重度使用或异常轻度使用的情况。

马达驱动器命令模块144确定在马达130-1至130-n中的任一个中是否存在维护条件(266)。如果一个或多个操作度量130-1至130-n在规格内以及/或者不显示性能劣化的迹象，则马达驱动器命令模块144确定不存在维护条件。如果不存在维护条件，则过程260返回到(262)并且继续将马达驱动器信号107提供给马达130-1至130-n，并且继续执行(262)至(266)以提供对马达130-1至130-n的保护。

当数据108指示马达130-1至130-n的一个或多个操作度量不在规格范围内或处于劣化过程中时，马达驱动器命令模块144确定存在维护条件。如果马达驱动器命令模块144确定存在维护条件，则马达驱动器命令模块144防止电力到达马达130-1至130-n中的任一个(268)。因此，当存在维护条件时，马达130-1至130-n均未接收到马达驱动器信号107，并且马达130-1至130-n均未通电。

马达驱动器命令模块144可通过致使马达驱动器控制系统140中断流向马达130-1至130-n的电流来防止电力到达马达130-1至130-n。在这些实施方式中，马达驱动器命令模块144向电网络145发出命令，该命令致使马达驱动器控制系统140中断源102和总线106之间的电气路径。例如，马达驱动器命令模块144可致使开关(诸如功率晶体管或其他中断机构)断开，使得源102和总线106之间的电气路径断开并且不再将驱动器信号107提供给总线106(或马达130-1至130-n)。在这些实施方式中，依赖马达驱动器控制系统140来提供电流中断，并且开关网络111-1至111-n的部件的中断额定值可小于其相应马达130-1至130-n的最大连续电流额定值。相对于图4来讨论此实施方式的示例。

在其他实施方式中，每个开关网络111-1至111-n都包括可控接触器，该可控接触器的电流中断额定值等于或大于相应马达130-1至130-n的连续电流额定值。在这些实施方式中，马达驱动器命令模块144通过改变开关网络111-1至111-n的状态来防止电力到达马达130-1至130-n。相对于图5来讨论此实施方式的示例。在这些实施方式中，马达驱动器命令模块144可通过控制电网络145内的部件使得源102和总线106之间的电气路径断开或通过同时改变所有开关网络111-1至111-n的状态来防止电力到达马达130-1至130-n中的任一个。

在流向马达130-1至130-n的电力中断之后，识别马达130-1至130-n中的具有维护条件的一个或多个马达(270)。任何数量的马达130-1至130-n都可具有维护条件。例如，马达130-1至130-n中的一个可具有维护条件，马达130-1至130-n中的多于一个可具有维护条件，或者所有马达130-1至130-n都可具有维护条件。此外，不同的马达130-1至130-n可具有不同类型的维护条件。

也参见图3，其示出了用于识别具有维护条件的一个或多个马达的过程370的示例性实施方式的流程图。过程370由马达驱动器命令模块144执行，并且可作为过程260的一部分来执行。例如，过程370可用作过程260的步骤(270)。

发起测试循环(376)。例如，马达驱动器命令模块144可通过调用被实现为存储在电子存储装置142上的指令或计算机程序的集合的功能或软件模块来发起测试循环。

将电力提供给马达130-1至130-n中的仅一个(378)。例如，在其中开关网络113-1至113-n包括未额定中断流向相应马达的电流的部件的实施方式中，马达驱动器命令模块144控制马达驱动器控制系统140，使得暂时未提供或中断马达驱动器信号107。然后，马达驱动器命令模块144控制开关网络113-1至113-n中的一个的状态，使得马达130-1至130-n中的一个电连接到总线106。马达130-1至130-n中的电连接到总线106的一个被称为连接的马达。然后，马达驱动器命令模块144向电网络145发出命令，使得马达驱动器控制系统140生成驱动器信号107，并且电力被提供给连接的马达。

在其中开关网络113-1至113-n包括额定中断流向相应马达的电流的部件的实施方式中，马达驱动器命令模块114将控制信号104提供给开关网络113-1至113-n中的一个，同时马达驱动器控制系统140生成驱动器信号107。控制信号104足以改变该一个开关网络的状态，使得驱动器信号107仅被提供给马达130-1至130-n中的一个。

获得马达130-1至130-n中的一个的测试信息(380)。例如，传感器系统113可监视电连接到总线106的马达130-1至130-n中的一个所消耗的电流和/或施加到该马达的电压，并且将所测量的数据提供给马达驱动器命令模块144。由于马达130-1至130-n中的仅一个电连接到总线106并且能够接收马达驱动器信号107，因此传感器系统113所获得的信息与马达130-1至130-n中的仅一个相关。以这种方式，分析马达130-1至130-n中的单个马达的一个或多个操作度量。例如，可通过将数据与马达130-1至130-n中的一个连接的马达的规格进行比较来分析来自该马达的数据。

马达驱动器命令模块144确定在马达130-1至130-n中的一个连接的马达中是否存在维护条件(384)。例如，当与一个或多个操作度量相关的数据超过存储在规格中的值或在存储在规格中的值范围之外时，存在维护条件。如果传感器系统113所测量的数据指示正根据规格执行马达130-1至130-n中的一个连接的马达，则不存在维护条件。

如果存在维护条件，则马达驱动器命令模块144将马达130-1至130-n中的一个连接的马达识别为具有维护条件的马达(386)。例如，可通过在存储在电子存储装置142中的表中设置与马达130-1至130-n中的一个相关联的标记或二进制值来识别马达。

如果在马达130-1至130-n中的一个连接的马达中不存在维护条件，则可存储与存储在电子存储装置142上的表中的该马达相关联的不同标记或不同二进制值，以指示马达130-1至130-n中的一个连接的马达不具有维护条件。马达驱动器命令模块144确定是否已测试了所有马达130-1至130-n的维护条件(388)。如果尚未测试所有马达130-1至130-n，则测试循环继续，并且过程370返回到376。如果已测试了所有马达130-1至130-n，则测试循环结束并且过程260重新开始。

再次参见图2，将被识别为具有维护条件的所识别的一个或多个马达从马达驱动器控制系统140断开(272)。例如，马达驱动器命令模块144可访问存储在电子存储装置142上的表，以确定应该断开所有马达130-1至130-n中的哪个或哪些马达。马达驱动器命令模块144基于相应的马达130-1至130-n是否已被识别为具有维护条件来控制开关网络111-1至111-n。

例如，如果仅马达130-1已被识别为具有维护条件，则马达驱动器命令模块144经由控制路径109发出命令，该命令致使开关网络111-1处于其中电流不能流动的状态，使得马达130-1不电连接到总线106。马达驱动器命令模块144还发出控制信号104以确保所有其他开关网络都处于允许电力流动的状态。因此，除了具有维护条件的马达(在该示例中为马达130-1)之外，所有马达都连接到总线106。

允许电力流向除所识别的一个或多个马达之外的所有马达130-1至130-n(274)。例如，在所识别的一个或多个马达已断开(272)之后，生成马达驱动器信号107并且将其提供给总线106，使得马达驱动器信号107对除所识别的一个或多个马达之外的所有马达130-1至130-n供电。例如，马达驱动器命令模块144可与电网络145交互作用，使得在未生成马达驱动器信号107的时间段之后恢复该马达驱动器信号。在其中保护模块110包括能够中断流向马达130-1至130-n的电流的部件的实施方式中，可在整个测试循环中生成马达驱动器信号107，并且因此当开关网络处于将该特定马达电连接到总线106的状态时，马达驱动器信号恢复流向马达中的特定一个。

在从电源断开连接之后，可动元件131-1至131-n可继续旋转有限的时间量。因此，可动元件131-1至131-n可继续旋转，即使在未电连接到总线106时和/或甚至在马达控制系统140未提供驱动器信号107时也是如此。在一些实施方式中，恢复驱动器信号107，同时使可动元件131-1至131-n中的一些或全部旋转。在这些实施方式中，马达驱动器控制系统140和/或马达驱动器命令模块144可估计可动元件131-1至131-n的速度，并且可调整驱动器信号107，使得可动元件131-1至131-n最初以它们的当前速度被驱动。在这些实施方式中，最终用户可能感知到较少的维修中断，因为马达130-1至130-n中的一些或全部在测试循环期间继续向它们的相应负载提供电力。

方法260和/或过程370的其他实施方式也是可能的。例如，相对于过程370所讨论的测试循环继续进行，直到测试了所有马达130-1至130-n的维护条件。然而，在一些实施方式中，在测试循环期间对少于全部的马达130-1至130-n进行测试。例如，马达驱动器控制系统140的操作者可指定在测试循环期间对马达130-1至130-n的子集(少于全部)进行测试。因此，在(388)处，所有马达都可为马达130-1至130-n的全部子集。

图4和图5示出了可耦接到马达驱动器控制系统140的相应保护装置410、510的示例。可在马达驱动器控制系统140与保护装置410或保护装置510通信时执行过程260和370。

图4为包括马达驱动器控制系统140和保护装置410的系统400的框图。保护装置410为保护装置110(图1)的实施方式的示例。保护装置410包括保护模块410-1至410-n。保护装置410和马达驱动器控制系统140经由控制路径409(以点划线样式示出)进行通信。控制路径409为允许保护装置410和马达驱动器控制系统110交换信息、命令和/或数据的任何类型的通信路径。控制路径409可为有线连接或无线连接，并且信息、命令和数据可为数字的或模拟的。保护装置410可使用通信协议与马达驱动器控制系统140进行通信。通信协议使用一系列位来将状态传达给马达驱动器控制系统140。保护装置410和马达驱动器控制系统140可利用微控制器或类似设备来促进状态的通过。例如，保护装置410可包括i/o(诸如图1的i/o119)，该i/o包括微控制器。在一些实施方式中，可将状态从保护装置410经由保护装置410上的输入/输出传递到马达驱动器控制系统140。例如，可通过连接在保护装置410上的i/o与i/o接口143之间的物理电线来提供保护装置410的状态和/或保护模块410-1至410-n的状态。保护装置410上的输出端子可为例如端子块上的引脚连接、电连接。在图4的示例中，控制路径409为具有至少n根电缆的多线电缆，其中n根电缆中的一根与保护模块410-1至410-n中的一个相关联。n根电缆中的每根电缆都能够传输电信号。

每个保护模块410-1至410-n都电连接到总线406并且与马达130-1至130-n中的相应一个相关联。每个保护模块401-1至410-n都包括具有相同配置并且以类似方式起作用的相同部件。为简单起见，仅详细讨论保护模块401-1。然而，对保护模块401-1的描述适用于保护装置410中的其他保护模块。

保护模块410-1包括与开关继电器414-1串联的马达过载设备412-1。马达过载设备412-1为电子过载拓扑，其可包括或可不包括常开继电器或常闭继电器。马达过载设备412-1包括感测模块413-1，该感测模块监视马达430-1的至少一个操作度量。感测模块413-1包括传感器，诸如例如电流传感器和/或电压传感器。感测模块413-1可包括例如传感器，该传感器被配置为感测马达430-1所消耗的电流和/或施加到马达430-1的电压的一个或多个属性(诸如，振幅、频率和/或相位)。感测模块413-1可包括多于一个传感器。

操作度量为与马达430-1的操作相关的任何可测量的量。例如，操作度量可为施加到马达430-1的电压或马达430-1所消耗的电流。操作度量也可为指示马达430-1的条件或状态的值，诸如指示元件431-1是否在移动的值。

感测模块413-1还可包括与传感器一起使用的相关联的电子元件。例如，感测模块413-1可包括电子处理器、电子存储装置和/或用于接收电力来以对传感器和相关联的电子元件供电的接口。在一些实施方式中，感测模块413-1包括存储阈值电流电平和/或阈值电压电平的电子存储装置。当传感器测量到超过阈值电流和/或阈值电压的电流和/或电压时，感测模块413-1所产生的数据408-1为仅指示已超过阈值的标记或二进制值。在另一示例中，电子存储装置可存储唯一标识符和/或用于处理感测到的属性的指令，并且电子处理器可用于根据所存储的指令基于感测到的属性来生成指示。感测模块413-1产生感测到的一个或多个属性的指示，并且将该指示作为数据408-1提供给马达驱动器控制系统140。

保护模块410-1还包括开关继电器414-1。开关继电器414-1包括被配置为具有至少两种状态(第一状态和第二状态)的一个或多个电子部件。例如，开关继电器414-1可包括被配置用于在至少第一状态和第二状态下操作的晶体管、二极管或者布置在电网络中的电子部件(例如，晶体管、电阻器、二极管和/或运算放大器)的集合。在第一状态下，开关继电器414-1将相应的马达430-1电连接到总线406。当开关继电器414-1处于第二状态时，相应的马达430-1未电连接到总线406。

开关继电器414-1的电流中断额定值小于马达430-1的连续电流额定值。这允许在开关继电器414-1中使用的一个或多个电子部件相对较小、便宜和/或热有效。使用此类电子部件允许保护模块410-1在例如印刷电路板(pcb)上实现。

所有保护模块410-1至410-n都以相同的方式起作用、以相同的方式配置、并且包括完全相同或类似的部件。每个保护模块410-1至410-n都包括与具有至少第一状态和第二状态的相应的开关继电器414-1至414-n串联的相应的马达过载模块412-1。保护模块410-1至410-n中的每一个都经由控制路径409耦接到马达驱动器控制系统140。控制路径409为多线控制电缆，其包括用于保护模块410-1至410-n中的每一个的单独电缆。每个保护模块410-1至410-n都提供相应的数据408-1至408-n。

每个开关继电器414-1至414-n的状态都独立于任何其他继电器的状态。因此，开关继电器414-1至414-n中的一些可处于第一状态，而开关继电器414-1至414-n中的其他处于第二状态。马达驱动器控制系统140生成控制信号404-1至404-n，以控制相应的开关继电器414-1至414-n。每个控制信号404-1至404-n都可为例如足以致使相应的开关继电器414-1至414-n中的一个或多个电子部件改变状态的电压信号。

此外，与上面讨论的开关继电器414-1相同，所有开关继电器414-1至414-n的电流中断额定值都小于相应马达430-1至430-n的连续电流额定值。因此，可在所有开关继电器414-1至414-n中使用相对较小和/或热有效的电子部件。使用此类电子部件允许保护模块410-1小于被配置为打断驱动器信号407的实施方式。因此，与其中保护模块打断驱动器信号407的实施方式相比，保护模块401-1至401-n占据较小体积的空间。因此，可将更多数量的保护模块401-1至401-n置于相同尺寸的壳体中，使得可控制更多的马达。另选地，在相同数量的模块401-1至401-n的情况下，可使用较小尺寸的壳体。通过允许在空间有限的区域中使用系统400，尺寸的这种减小增加了系统400的多功能性。

与保护装置110类似，保护装置410可由马达驱动器控制系统140控制以执行过程260和/或370。在这些实施方式中，分析数据408-1至408-n以确定马达130-1至130-n中的任一个是否具有维护条件。如果在马达130-1至130-n中的任一个中存在维护条件，则马达驱动器控制系统140用于中断马达驱动器信号107，使得马达130-1至130-n中的任一个都不接收电力。

在中断了驱动器信号107之后，发起测试循环，并且将开关继电器414-1至414-n中的除一个以外的所有开关继电器都置于或保持在第二状态，使得马达130-1至130-n中的仅一个电连接到总线406。马达130-1至130-n中的电连接到总线406的一个被称为连接的马达。马达驱动器命令模块144控制马达驱动器系统140以重新建立驱动器信号107。驱动信号107被提供给总线406。从保护模块410所接收的数据仅来自连接的马达。马达驱动器命令模块144分析数据以确定连接的马达是否具有维护条件。马达驱动器命令模块144还可基于数据来确定连接的马达的健康量度。

为了测试马达130-1至130-n中的另一个，马达驱动器命令模块144致使马达驱动器控制系统140中断流向连接的马达的电流。然后，马达驱动器命令模块144控制与连接的马达相关联的开关继电器以使其变为第二状态，使得连接的马达不再电连接到总线406。然后，马达驱动器命令模块144控制开关继电器414-1至414-n中的另一个使其处于第一状态，并且控制所有其他开关继电器使其处于第二状态，使得马达130-1至130-n中的不同一个电连接到总线406。马达驱动器命令模块144以这种方式继续进行，直到已测试了所有马达130-1至130-n的维护条件为止。

在测试了所有马达130-1至130-n之后并且在马达驱动器控制系统140未将驱动器信号107提供给总线406时，马达驱动器控制装置144通过向每个开关继电器412-1至412-n发出相应的控制信号404-1至404-n来控制开关继电器414-1至414-n中的每一个的状态。控制信号404-1至404-n致使与任何识别的马达相关联的开关继电器处于第二状态并且致使与任何未识别的马达相关联的开关网络处于第一状态。因此，当马达驱动器控制系统140将马达驱动器信号107提供给总线时，仅对不具有维护条件的马达通电。

图5是包括马达驱动器控制系统140和保护装置510的系统500的框图。保护装置510为保护装置110(图1)的实施方式的示例。保护装置510包括保护模块510-1至510-n。保护装置510和马达驱动器控制系统140经由控制路径509(以点划线样式示出)进行通信。控制路径509为允许保护装置510和马达驱动器控制系统110交换信息、命令和/或数据的任何类型的通信路径。控制路径509可为有线连接或无线连接，并且信息、命令和数据可为数字的或模拟的。保护装置510可使用通信协议与马达驱动器控制系统540进行通信。通信协议使用一系列位来将状态传达给马达驱动器控制系统140。保护装置510和马达驱动器控制系统140可利用微控制器或类似设备来促进状态的通过。例如，保护装置410可包括i/o(诸如图1的i/o119)，该i/o包括微控制器。在一些实施方式中，可将状态从保护装置510经由保护装置510上的i/o传递到马达驱动器控制系统140。例如，可通过连接在保护装置510上的输出端子与i/o接口143之间的物理电线来提供保护装置510的状态和/或保护模块510-1至510-n的状态。保护装置510上的输出端子可为例如端子块上的引脚连接或电连接。在图5的示例中，控制路径509为具有至少n根电缆的多线电缆，其中n根电缆中的一根与保护模块510-1至510-n中的一个相关联。n根电缆中的每根电缆都能够传输电信号。

每个保护模块510-1至510-n都电连接到总线506并且与马达130-1至130-n中的相应一个相关联。每个保护模块501-1至510-n都包括具有相同配置并且以类似方式起作用的相同部件。为简单起见，仅详细讨论保护模块501-1。然而，保护模块501-1的描述适用于保护装置510中的其他保护模块。

保护模块501-1包括与接触器552-1串联的过载继电器551-1。过载继电器551-1为当达到与马达130-1中的热过载相关的阈值时，中断流向马达130-1的电流的设备。过载继电器551-1可为双金属过载继电器。双金属过载继电器包括由接合在一起的两种不同材料形成的跳闸机构。这两种不同的材料具有不同的热膨胀特性。这些材料中的每一种都可为金属材料。当双金属跳闸机构被加热时，它会改变形状。在正常操作条件下，双金属跳闸机构的形状使电流能够流过继电器551-1。例如，在普通操作条件下，双金属跳闸机构可为与在空间上彼此分离的两个电接触件接触的基本上平坦的条带。随着双金属跳闸机构中的电流流动的增加，该机构被加热。在取决于这两种材料的热特性的阈值温度下，双金属跳闸机构的形状发生变化，使得该机构不再接触电接触件两者并且电流在继电器551-1中不流动。例如，当接近马达130-1的额定电流的电流在机构中流动时，双金属跳闸机构可弯曲。

过载继电器551-1可具有其他形式。例如，过载继电器551-1可为电子过载继电器，其包括常开开关或常闭开关、电流传感器、电子存储装置和电子处理器。电流传感器测量流过继电器551-1的电流。将所测量的电流与存储在电子存储装置上的阈值电流(或跳闸曲线)进行比较。当所测量的电流超过阈值电流时，继电器551-1致动开关以中断流向马达130-1的电流。此外，可将关于所测量电流的信息作为数据508-1提供给马达驱动器控制系统140。

接触器552-1是能够重复地建立和中断流向马达130-1的电流的任何类型的设备。接触器552-1具有至少第一状态和第二状态。当接触器553-1处于第一状态时，电流流过接触器552-1。当接触器553-1处于第二状态时，电流不流过接触器552-1。接触器552-1包括由马达驱动器控制系统140控制的开关元件553-1。开关元件553-1确定接触器552-1的状态。

在一些实施方式中，接触器552-1可为机电开关，其包括由导电材料和两个导电接触件制成的可动臂或杆。在这些实施方式中，开关元件553-1为可动杆或臂。臂或杆的位置是可控的，使得臂或杆可被置于第一位置和第二位置。例如，臂或杆可连接到控制臂或杆的位置的驱动杆或线圈。在臂或杆的第一位置，接触器552-1将两个电接触件电连接，使得电流可流向马达130-1。在第二位置，接触器552-1不与这两个电接触件电接触，并且电流不能流向马达130-1。接触器552-1的电流中断额定值大于或等于马达130-1的连续电流额定值。因此，接触器552-1可用于中断流向马达130-1的电流。

开关元件553-1由马达驱动器控制系统140控制。例如，马达驱动器控制系统140生成控制信号504-1并且将控制信号504-1提供给保护装置510。控制信号504-1足以引起开关元件553-1的致动。例如，控制信号504-1可为电压信号，其足以驱动线圈或其他使臂或杆移动以改变接触器552-1的状态的元件。

其他保护装置510-2至510-n与保护装置552-1相同。在图5所示的示例中，每个保护装置510-1至510-n都产生相应的数据508-1至508-n。数据508-1至508-n统称为数据508。在其他实施方式中，系统500包括传感器，该传感器与保护装置510分开并且测量从马达驱动器控制系统140流向总线506的电流。在这些实施方式中，数据包括与电连接到总线506的任何马达相关的数据。

与保护装置110类似，保护装置510可由马达驱动器控制系统140控制以执行过程260(图2)和/或370(图3)。在这些实施方式中，分析数据508以确定马达130-1至130-n中的任一个是否具有维护条件。

如果在马达130-1至130-n中的任一个中存在维护条件，则马达驱动器命令模块144致使接触器552-1至552-n中断流向所有马达130-1至130-n的电流。例如，马达驱动器命令模块144可发出控制信号504-1至504-n，这些控制信号中的每一个都足以作用于开关元件553-1至553-n，从而致使接触器552-1至552-n转变成或保持在第二状态。当所有接触器552-1至552-n都处于第二状态时，马达130-1至130-n中任一个都不通电。

发起相对于过程370(图3)所讨论的测试循环，并且将接触器552-1至552-n中的除一个以外的所有接触器都置于或保持在第二状态，使得马达130-1至130-n中的仅一个电连接到总线506。马达130-1至130-n中的电连接到总线506的一个被称为连接的马达。驱动器信号107仅被递送到连接的马达。数据508仅来自连接的马达。马达驱动器命令模块144分析数据以确定连接的马达是否具有维护条件。马达驱动器命令模块144还可基于数据来确定连接的马达的健康量度。

为了测试马达130-1至130-n中的另一个马达，马达驱动器命令模块144改变与连接的马达相关联的接触器的状态。然后，马达驱动器命令模块144控制接触器552-1至552-n中的另一个使其处于第一状态，并且将所有其他接触器552-1至552-n都置于第二状态，使得马达130-1至130-n中的不同一个电连接到总线506。

马达驱动器命令模块144以这种方式继续进行，直到已测试了所有马达130-1至130-n的维护条件为止。在测试了所有马达130-1至130-n之后，将与被识别为具有维护条件的任何马达相关联的接触器置于第二状态，并且将与被识别为不具有维护条件的任何马达相关联的开关继电器置于第一状态。因此，马达驱动器控制系统140仅将马达驱动器信号107提供给不具有维护条件的马达。

上面讨论的实施方式和其他实施方式在权利要求书的范围内。