电机载波频率控制方法、装置、存储介质及电机控制系统与流程

1.本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电机载波频率控制方法、装置、存储介质及电机控制系统。


背景技术：

2.在传统空调用永磁同步电机载波频率控制方法中，载波频率切换时电机电流的突变可能导致电机抖动剧烈，电流冲激较大导致电机停机，严重影响空调用永磁同步电机在全速段稳定运行的效果。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电机载波频率控制方法、装置、存储介质及电机控制系统，以解决现有技术中载波频率切换时电机电流突变的问题。
4.本发明一方面提供了一种电机载波频率控制方法，包括：根据所述电机的转速在预设的两个以上转速区间中所处的转速区间，确定所述转速对应的设定载波频率；其中，所述两个以上转速区间中的每个所述转速区间分别对应不同的设定载波频率；在保持所述电机的给定转速不变的情况下，基于所述电机的相电流将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率。
5.可选地，所述两个以上转速区间中的每个所述转速区间对应的设定载波频率等于该转速区间的转速最大值的m倍，m>1。
6.可选地，还包括：在所述电机的升速阶段，将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率之后，所述电机的给定转速升速；在所述电机的减速阶段，将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率之后，所述电机的给定转速减速。
7.可选地，基于所述电机的相电流将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率，包括：以预设步长进行载波频率切换，判断每一次切换后的相电流相对于切换前的相电流的相电流变化值的绝对值是否大于设定电流变化值；若所述相电流变化值的绝对值不大于所述设定电流变化值，则电机继续以预设步长进行载波频率切换；若所述相电流变化值的绝对值大于所述设定电流变化值，则所述预设步长变化为原来的k倍，直到所述电机的载波频率达到所述设定载波频率，其中，0<k<1。
8.本发明另一方面提供了一种电机载波频率控制装置，包括：确定单元，用于根据所述电机的转速在预设的两个以上转速区间中所处的转速区间，确定所述转速对应的设定载波频率；其中，所述两个以上转速区间中的每个所述转速区间分别对应不同的设定载波频率；切换单元，用于在保持所述电机的给定转速不变的情况下，基于所述电机的相电流将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率。
9.可选地，所述两个以上转速区间中的每个所述转速区间对应的设定载波频率等于该转速区间的转速最大值的m倍，m>1。
10.可选地，还包括：设置单元，用于在所述电机的升速阶段，所述切换单元将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率之后，所述电机的给定转速升速；在所述电机的减速阶段，所述切换单元将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率之后，所述电机的给定转速减速。
11.可选地，所述切换单元，基于所述电机的相电流将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率，包括：以预设步长进行载波频率切换，判断每一次切换后的相电流相对于切换前的相电流的相电流变化值的绝对值是否大于设定电流变化值；若所述相电流变化值的绝对值不大于所述设定电流变化值，则电机继续以预设步长进行载波频率切换；若所述相电流变化值的绝对值大于所述设定电流变化值，则所述预设步长变化为原来的k倍，直到所述电机的载波频率达到所述设定载波频率，其中，0<k<1。
12.本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
13.本发明再一方面提供了一种电机控制系统，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
14.本发明再一方面提供了一种电机控制系统，包括前述任一所述的电机载波频率控制装置。
15.根据本发明的技术方案，在电机转速范围内分速度段使用不同的载波频率，基于电机的相电流进行载波频率变步长切换，防止电流突变导致电机停机的风险；在载波频率切换时保持电机给定转速不变，通过检测电机相电流变化实现载波频率变步长切换，可防止在载波频率切换时电流突变导致电机停机的风险，有利于改善空调用永磁同步电机在全速段范围内的稳定运行效果，提升运行可靠性。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1是本发明提供的电机的载波频率控制方法的一实施例的方法示意图；
18.图2示出了载波频率切换示意图；
19.图3示出了进行载波频率变步长切换的一具体实施方式的流程图；
20.图4是本发明提供的电机载波频率控制装置的一实施例的结构框图。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.本发明提供一种电机载波频率控制方法。该方法适用于具有电机的设备。例如空调。所述电机例如为永磁同步电机。
24.图1是本发明提供的电机的载波频率控制方法的一实施例的方法示意图。
25.如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述载波频率控制方法至少包括步骤s110和步骤s120。
26.步骤s110，根据所述电机的转速在预设的两个以上转速区间中所处的转速区间确定所述转速对应的设定载波频率。
27.具体地，在电机的转速范围内设置两个以上转速区间。每个所述转速区间的转速上限值依次递增，例如，在电机转速范围内划分两个以上转速区间[0,w1]、[w1,w2]、[w2,w3]、
…
、[wn,wn+1]，其中，0<w1<w2<w3<
…
<wn<wn+1。
[0028]
所述两个以上转速区间中的每个所述转速区间分别对应不同的设定载波频率，确定所述电机的转速在所述两个以上转速区间中所处的转速区间，确定所述电机的转速在预设的两个以上转速区间中所处的转速区间所对应的设定载波频率为所述转速对应的设定载波频率。在一种具体实施方式中，每个所述转速区间对应的设定载波频率等于该转速区间的转速最大值(即转速上限值)的m倍，m>1。
[0029]
例如，设置转速区间两个以上转速区间[0,w1]、[w1,w2]、[w2,w3]、
…
、[wn,wn+1]分别采用z0、z1、z2、
…
、zn为载波频率，每一转速区间内载波频率选取为本转速区间内转速最大值的m倍，m>1，z0<z1<z2<
…
<zn。以[0,w1]转速区间为例，该转速区间内转速最大值为w1，因此[0,w1]转速区间内载波频率为z0＝w1*m。
[0030]
步骤s120，在保持所述电机的给定转速不变的情况下，基于所述电机的相电流将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率。
[0031]
可选地，在所述电机的升速阶段，将所述电机的载波频率切换到所述设定载波频率之后，电机给定转速升速；在所述电机的减速阶段，将所述电机的载波频率切换到所述设定载波频率之后，电机给定转速减速。
[0032]
具体地，在升速阶段，电机启动时采用所述两个以上转速区间中转速最低的转速区间对应的设定载波频率。例如，结合图2所示的载波频率切换示意图，在升速阶段，电机启动时采用载波频率z0，当电机转速到达w1转速时，在保持电机给定转速不变的情况下，将载波频率由z0变步长切换到z1，切换完成后电机给定转速升速；当电机转速到达w2转速时，在保持电机给定转速不变的情况下,将载波频率由z1变步长切换到z2，切换完成后电机给定转速升速；同理，在后面的转速区间的载波频率以同样方式切换。
[0033]
在减速阶段，例如，结合图2所示的载波频率切换示意图，当电机减速到w2转速时，在保持电机给定转速不变的状态下，载波频率由z2变步长切换到z1，切换完成后电机给定转速减速；当电机减速到w1转速时，在保持电机给定转速不变的状态下，由载波频率z1变步长切换到载波频率z0，切换完成后电机给定转速可减速，此后载波频率保持为z0直至减速停机。
[0034]
在一些具体实施方式中，将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率，包括：以预设步长进行载波频率切换，判断切换后的相电流相对于切换前的相电流的相电流变化值的绝对值是否大于设定电流变化值，若所述相电流变化值的绝对值不大于所述设定电流变化值，则电机继续以预设步长进行载波频率切换；若所述相电流变化值的绝对值大于所述设定电流变化值，则所述预设步长变化为原来的k倍，即，s＝k*s，直到所述电机的载波频率达到所述设定载波频率，其中，0<k<1，依次类推。
[0035]
例如，图3示出了进行载波频率变步长切换的一具体实施方式的流程图。参考图3所示，任意选取电机一相的相电流进行检测，首先检测载波频率变步长切换前电机的相电流i1,然后以s为步长切换载波频率，检测每一步长切换后电机的相电流i2，比较相电流变化值|i2
‑
i1|是否大于设定的电流变化值i，若变化值不大于i则电机继续以s为步长切换载波频率，若变化值大于i，则说明载波频率切换步长较大，此时，步长变化为s＝k*s(0<k<1)，接着以变化后的步长s切换载波频率，到达设定载波频率后此流程结束。为了保证载波频率切换全程电机相电流不会突变，步长s的初始值可设置较小的值。
[0036]
本发明提供一种电机载波频率控制装置。该装置适用于具有电机的设备。例如空调。所述电机例如为永磁同步电机。
[0037]
图4是本发明提供的电机载波频率控制装置的一实施例的结构框图。如图4所示，所述电机载波频率控制装置100包括确定单元110和切换单元120。
[0038]
确定单元110用于根据所述电机的转速在预设的两个以上转速区间中所处的转速区间，确定所述转速对应的设定载波频率。
[0039]
具体地，在电机的转速范围内设置两个以上转速区间。每个所述转速区间的转速上限值依次递增，例如，在电机转速范围内划分两个以上转速区间[0,w1]、[w1,w2]、[w2,w3]、
…
、[wn,wn+1]，其中，0<w1<w2<w3<
…
<wn<wn+1。
[0040]
所述两个以上转速区间中的每个所述转速区间分别对应不同的设定载波频率，确定所述电机的转速在所述两个以上转速区间中所处的转速区间，确定所述电机的转速在预设的两个以上转速区间中所处的转速区间所对应的设定载波频率为所述转速对应的设定载波频率。在一种具体实施方式中，每个所述转速区间对应的设定载波频率等于该转速区间的转速最大值(即转速上限值)的m倍，m>1。
[0041]
例如，设置转速区间两个以上转速区间[0,w1]、[w1,w2]、[w2,w3]、
…
、[wn,wn+1]分别采用z0、z1、z2、
…
、zn为载波频率，每一转速区间内载波频率选取为本转速区间内转速最大值的m倍，m>1，z0<z1<z2<
…
<zn。以[0,w1]转速区间为例，该转速区间内转速最大值为w1，因此[0,w1]转速区间内载波频率为z0＝w1*m。
[0042]
切换单元120用于在保持所述电机的给定转速不变的情况下，基于所述电机的相电流将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率。
[0043]
可选地，所述装置100还包括设置单元(图未示)，用于在所述电机的升速阶段，所述切换单元将所述电机的载波频率切换到所述设定载波频率之后，电机给定转速升速；在所述电机的减速阶段，所述切换单元将所述电机的载波频率切换到所述设定载波频率之后，电机给定转速减速。
[0044]
具体地，在升速阶段，电机启动时采用所述两个以上转速区间中转速最低的转速区间对应的设定载波频率。例如，结合图2所示的载波频率切换示意图，在升速阶段，电机启
动时采用载波频率z0，当电机转速到达w1转速时，在保持电机给定转速不变的情况下，将载波频率由z0变步长切换到z1，切换完成后电机给定转速升速；当电机转速到达w2转速时，在保持电机给定转速不变的情况下,将载波频率由z1变步长切换到z2，切换完成后电机给定转速升速；同理，在后面的转速区间的载波频率以同样方式切换。
[0045]
在减速阶段，例如，结合图2所示的载波频率切换示意图，当电机减速到w2转速时，在保持电机给定转速不变的状态下，载波频率由z2变步长切换到z1，切换完成后电机给定转速减速；当电机减速到w1转速时，在保持电机给定转速不变的状态下，由载波频率z1变步长切换到载波频率z0，切换完成后电机给定转速可减速，此后载波频率保持为z0直至减速停机。
[0046]
在一些具体实施方式中，所述切换单元120基于所述电机的相电流将所述电机的载波频率变步长切换到所述设定载波频率，包括：以预设步长进行载波频率切换，判断每一次切换后的相电流相对于切换前的相电流的相电流变化值的绝对值是否大于设定电流变化值；若所述相电流变化值的绝对值不大于所述设定电流变化值，则电机继续以预设步长进行载波频率切换；若所述相电流变化值的绝对值大于所述设定电流变化值，则所述预设步长变化为原来的k倍，直到所述电机的载波频率达到所述设定载波频率，其中，0<k<1。
[0047]
例如，图3示出了进行载波频率变步长切换的一具体实施方式的流程图。参考图3所示，任意选取电机一相的相电流进行检测，首先检测载波频率变步长切换前电机的相电流i1,然后以s为步长切换载波频率，检测每一步长切换后电机的相电流i2，比较相电流变化值|i2
‑
i1|是否大于设定的电流变化值i，若变化值不大于i则电机继续以s为步长切换载波频率，若变化值大于i，则说明载波频率切换步长较大，此时，步长变化为s＝k*s(0<k<1)，接着以变化后的步长s切换载波频率，到达设定载波频率后此流程结束。为了保证载波频率切换全程电机相电流不会突变，步长s的初始值可设置较小的值。
[0048]
本发明还提供对应于所述电机载波频率控制方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
[0049]
本发明还提供对应于所述电机载波频率控制方法的一种电机控制系统，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
[0050]
本发明还提供对应于所述电机载波频率控制装置的一种电机控制系统，包括前述任一所述的电机载波频率控制装置。
[0051]
据此，本发明提供的方案，在电机转速范围内分速度段使用不同的载波频率，基于电机的相电流进行载波频率变步长切换，防止电流突变导致电机停机的风险；在载波频率切换时保持电机给定转速不变，通过检测电机相电流变化实现载波频率变步长切换，可防止在载波频率切换时电流突变导致电机停机的风险，有利于改善空调用永磁同步电机在全速段范围内的稳定运行效果，提升运行可靠性。
[0052]
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成
在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0053]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0054]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0055]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0056]
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。