智能变频器的制作方法

1.本发明涉及变频器应用技术领域，尤其涉及一种智能变频器。


背景技术：

2.变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备；智能变频器还具备调压、调频、稳压、调速等基本功能，但现有的智能变频器在设置额定变频范围后，无法根据使用时长、次数等原因造成的磨耗参数智能调节额定变频范围，使得当智能变频器一直采用额定变频范围运作，且经常处于高频运行时，导致智能变频器在达到一定磨耗程度后无法满足高频运行需求，存在安全隐患，因此，亟需一种智能变频器，用于解决现有的智能变频器无法根据使用时长、次数等原因造成的磨耗参数智能调节额定变频范围，导致智能变频器一直采用额定变频范围运作，且经常处于高频运行时存在安全隐患的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供一种智能变频器，用于解决现有的智能变频器无法根据使用时长、次数等原因造成的磨耗参数智能调节额定变频范围，导致智能变频器一直采用额定变频范围运作，且经常处于高频运行时存在安全隐患的问题。
4.一种智能变频器，包括：获取模块，用于获取初始变频需求；自判模块，用于根据变频器实际磨耗参数判断初始变频需求是否能够实现，并根据判断结果确定目标变频需求；处理模块，用于根据目标变频需求确定变频器输出频率与电压；智能变频模块，用于根据变频器输出频率与电压实现智能变频。
5.作为本发明的一种实施例，自判模块包括：内部性能自判单元，用于根据变频器实际磨耗参数判断变频器当前变频能力是否满足初始变频需求，输出判断结果；需求确定单元，用于根据判断结果确定目标变频需求。
6.作为本发明的一种实施例，内部性能自判单元包括：额定性能确定子单元，用于确定变频器出厂时的额定变频能力；磨耗性能预测子单元，用于根据变频器实际磨耗参数和额定变频能力预测变频器当前变频能力；超限判断子单元，用于判断初始变频需求是否小于变频器当前变频能力，得到判断结果。
7.作为本发明的一种实施例，磨耗性能预测子单元执行包括如下操作：步骤1、获取若干同型号全新变频器在特定磨耗参数下的最大变频能力；步骤2、根据若干在相同类型磨耗参数下的最大变频能力确定每种类型磨耗参数在不同值范围时对最大变频能力的影响权重；步骤3、根据额定变频能力、实际磨耗参数以及对应的影响权重预测得到变频器当前变频能力。
8.作为本发明的一种实施例，步骤2包括：根据若干磨耗参数类型、磨耗参数以及对应的最大变频能力构建最大变频能力变化曲线图；获取预设影响权重-斜率阶梯表；以最大变频能力变化曲线图的原点为起始点，获取沿横坐标轴正方向上最大变频能力变化曲线的
若干变化点，并根据离原点的距离进行顺序标记；获取顺序标记为第一点的变化点与后续变化点间的第一斜率；根据预设符合条件，判断第一斜率是否符合预设影响权重-斜率阶梯表中第一阶梯对应的第一阶梯斜率，若是，以第一阶梯斜率对应的影响权重作为第一斜率对应的两变化点范围内的影响权重。
9.作为本发明的一种实施例，构建最大变频能力变化曲线图包括：以磨耗参数类型和磨耗参数的具体值为横坐标，最大变频能力为纵坐标，建立每种类型磨耗参数下的最大变频能力变化曲线图。
10.作为本发明的一种实施例，一种智能变频器还包括：获取第一斜率对应的两变化点中离y轴最远的变化点与后续变化点间的第二斜率；根据预设符合条件，判断第二斜率是否符合预设影响权重-斜率阶梯表中第二阶梯对应的第二阶梯斜率，若是，以第二阶梯斜率对应的影响权重作为第二斜率对应的两变化点范围内的影响权重；重复执行影响权重确定步骤，直至最大变频能力变化曲线图上的顺序标记为最后的变化点参与影响权重确定步骤后结束。
11.作为本发明的一种实施例，步骤3包括：选取若干训练变频器的额定变频能力、实际磨耗参数和对应的影响权重、以及测得的对应最大变频能力构建训练集；根据训练集对变频器当前变频能力预测回归模型进行训练，得到训练后的变频器当前变频能力预测回归模型；将当前变频器的额定变频能力、实际磨耗参数以及对应的影响权重输入至训练后的变频器当前变频能力预测回归模型进行预测，得到变频器当前变频能力。
12.作为本发明的一种实施例，需求确定单元执行包括如下操作：若判断结果为当前变频能力满足初始变频需求，输出初始变频需求作为目标变频需求；若判断结果为当前变频能力不满足初始变频需求，展示当前变频能力，并发出重获取指令至获取模块用于重新获取外界输入的初始变频需求。
13.作为本发明的一种实施例，智能变频模块执行包括如下操作：根据变频器输出频率与电压计算对应控制参数发送至控制模块用于实现智能变频。
14.本发明的有益效果为：
15.本发明提供一种智能变频器，用于解决现有的智能变频器无法根据使用时长、次数等原因造成的磨耗参数智能调节额定变频范围，导致智能变频器一直采用额定变频范围运作，且经常处于高频运行时存在安全隐患的问题。
16.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
17.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
18.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
19.图1为本发明实施例中一种智能变频器的模块示意图；
20.图2为本发明实施例中一种智能变频器中自判模块的模块示意图；
21.图3为本发明实施例中一种智能变频器中内部性能自判单元的单元示意图；
22.图4为本发明实施例中一种智能变频器中磨耗性能预测子单元执行过程的流程图；
23.图5为本发明实施例中一种智能变频器中磨耗性能预测子单元执行过程步骤2的详细流程图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
25.请参阅图1，本发明实施例提供了一种智能变频器，包括：获取模块1，用于获取初始变频需求；自判模块2，用于根据变频器实际磨耗参数判断初始变频需求是否能够实现，并根据判断结果确定目标变频需求；处理模块3，用于根据目标变频需求确定变频器输出频率与电压；智能变频模块4，用于根据变频器输出频率与电压实现智能变频；
26.上述技术方案的工作原理为：该智能变频器包括获取模块1、自判模块2、处理模块3和智能变频模块4，其中，获取模块1用于获取初始变频需求，该获取方式包括但不限于从用户在变频器输入键盘中输入的需求或从外接设备直接获取的变频需求；获取到初始变频需求后，自判模块2根据当前变频器的实际磨耗参数判断初始变频需求是否能够实现，并根据判断结果确定目标变频需求，实际磨耗参数包括但不限于变频器使用时长、次数、保养次数等与磨耗相关的参数；当确定目标变频需求后，处理模块3根据目标变频需求确定变频器输出频率与电压，最后智能变频模块4根据变频器输出频率与电压控制相应控制模块实现智能变频；
27.上述技术方案的有益效果为：通过上述方案，有益于解决现有的智能变频器无法根据使用时长、次数等原因造成的磨耗参数智能调节额定变频范围，导致智能变频器一直采用额定变频范围运作，且经常处于高频或超限运行时存在安全隐患的问题。
28.请参阅图2，在一个实施例中，自判模块2包括：内部性能自判单元21，用于根据变频器实际磨耗参数判断变频器当前变频能力是否满足初始变频需求，输出判断结果；需求确定单元22，用于根据判断结果确定目标变频需求；
29.上述技术方案的工作原理为：该自判模块2包括内部性能自判单元21和需求确定单元22，其中，内部性能自判单元21根据变频器实际磨耗参数判断变频器当前变频能力是否满足初始变频需求，输出判断结果，该变频器当前变频能力优选指的是变频器的额定变频范围，判断变频器当前变频能力是否满足初始变频需求即判断初始变频需求是否在当前变频器的额定变频范围内，若在，则满足，若不在，则不满足，得到判断结果；需求确定单元22则用于根据判断结果确定目标变频需求；
30.上述技术方案的有益效果为：通过上述技术方案，智能判断外界输入的变频需求是否合理，即是否超过变频器当前变频能力，从而确定是否执行外界输入的变频需求，以起到保护变频器的使用寿命和防止超频使用造成的安全隐患。
31.请参阅图3，在一个实施例中，内部性能自判单元21包括：额定性能确定子单元211，用于确定变频器出厂时的额定变频能力；磨耗性能预测子单元212，用于根据变频器实际磨耗参数和额定变频能力预测变频器当前变频能力；超限判断子单元213，用于判断初始变频需求是否小于变频器当前变频能力，得到判断结果；
32.上述技术方案的工作原理为：该内部性能自判单元21包括额定性能确定子单元211、磨耗性能预测子单元212和超限判断子单元213，其中，额定性能确定子单元211根据初始设置中获取当前变频器出厂时的额定变频能力，即额定变频范围；然后磨耗性能预测子单元212则根据变频器实际磨耗参数和额定变频能力预测变频器当前变频能力，即变频器当前的最大变频范围，最后根据超限判断子单元213判断初始变频需求是否小于变频器当前变频能力，得到判断结果，即判断初始变频需求是否小于变频器当前变频范围的最大值，而在实际情况中，允许初始变频需求短时间内等于变频器当前变频范围的最大值；
33.上述技术方案的有益效果为：通过上述技术方案，实现对变频器的最大变频范围能否满足外界输入的变频需求的自判，防止超频使用造成的安全隐患。
34.请参阅图4，在一个实施例中，磨耗性能预测子单元212执行包括如下操作：步骤1、获取若干同型号全新变频器在特定磨耗参数下的最大变频能力；步骤2、根据若干在相同类型磨耗参数下的最大变频能力确定每种类型磨耗参数在不同值范围时对最大变频能力的影响权重；步骤3、根据额定变频能力、实际磨耗参数以及对应的影响权重预测得到变频器当前变频能力；
35.上述技术方案的工作原理为：磨耗性能预测子单元212根据变频器实际磨耗参数和额定变频能力预测变频器当前变频能力，具体包括：首先，获取若干同型号全新变频器在特定磨耗参数下的最大变频能力，其中特定磨耗参数包括一种磨耗参数或多种磨耗参数的组合，且磨耗参数的具体数值是不同的，最大变频能力即实际检测后得到的最大的变频范围；然后根据若干在相同类型磨耗参数下的最大变频能力确定每种类型磨耗参数在不同值范围时对最大变频能力的影响权重，即每种类型磨耗参数在不同值范围时对变频器最大变频范围的影响度，最后根据额定变频能力、实际磨耗参数以及对应的影响权重预测得到变频器当前变频能力，完成预测；
36.上述技术方案的有益效果为：通过上述技术方案完成对当前变频器最大变频范围的预测，用于后续实现防止变频需求超过变频器当前变频能力提供数据支撑。
37.在一个实施例中，步骤2包括：根据若干磨耗参数类型、磨耗参数以及对应的最大变频能力构建最大变频能力变化曲线图；获取预设影响权重-斜率阶梯表；以最大变频能力变化曲线图的原点为起始点，获取沿横坐标轴正方向上最大变频能力变化曲线的若干变化点，并根据离原点的距离进行顺序标记；获取顺序标记为第一点的变化点与后续变化点间的第一斜率；根据预设符合条件，判断第一斜率是否符合预设影响权重-斜率阶梯表中第一阶梯对应的第一阶梯斜率，若是，以第一阶梯斜率对应的影响权重作为第一斜率对应的两变化点范围内的影响权重；
38.上述技术方案的工作原理为：请参阅图5，根据若干在相同类型磨耗参数下的最大变频能力确定每种类型磨耗参数在不同值范围时对最大变频能力的影响权重具体包括：步骤21、根据若干磨耗参数类型、磨耗参数以及对应的最大变频能力构建最大变频能力变化曲线图；步骤22、获取预设影响权重-斜率阶梯表，预设影响权重-斜率阶梯表包括由若干层预先设置好的斜率与影响权重对应的表层，其中，预设影响权重-斜率阶梯表中的影响权重和斜率优选根据对变频器的寿命变化评估和多种磨耗参数对变频器寿命的影响权重分析得到；预设影响权重-斜率阶梯表中的斜率优选通过对变频器的寿命变化评估中正常情况下寿命随时间的变化趋势和多种磨耗参数参与寿命变化评估后的寿命随时间的变化趋势
分析得到；预设影响权重-斜率阶梯表中的影响权重优选通过多种磨耗参数参与寿命变化评估后的寿命随时间的变化幅度分析得到；步骤23、以最大变频能力变化曲线图的原点为起始点，获取沿横坐标轴正方向上最大变频能力变化曲线的若干变化点，并根据离原点的距离进行顺序标记；其中，以离y轴横向距离最近的变化点进行序号1的标记，并以离y轴横向距离的长短进行后续顺序标记；步骤24、获取顺序标记为第一点的变化点与后续变化点间的第一斜率；即获取序号为1的变化点与后续其他序号的变化点间的第一斜率，例如，序号1和序号2的第一斜率、序号1和序号3的第一斜率等等；步骤25、根据预设符合条件，判断第一斜率是否符合预设影响权重-斜率阶梯表中第一阶梯对应的第一阶梯斜率，若是，以第一阶梯斜率对应的影响权重作为第一斜率对应的两变化点范围内的影响权重；即首先判断序号1和序号2的第一斜率是否符合预设影响权重-斜率阶梯表中第一阶梯对应的第一阶梯斜率，若是，则以第一阶梯斜率对应的影响权重作为该第一斜率对应的两变化点范围内的影响权重；若不是，则判断序号1和序号3的第一斜率是否满足要求，直至得到符合要求的第一斜率结束；
39.上述技术方案的有益效果为：通过上述技术方案，精确确定每种类型磨耗参数在不同值范围时对最大变频能力的影响权重，有益于为后续预测变频器当前变频能力提供精确的数据支撑。
40.在一个实施例中，构建最大变频能力变化曲线图包括：以磨耗参数类型和磨耗参数的具体值为横坐标，最大变频能力为纵坐标，建立每种类型磨耗参数下的最大变频能力变化曲线图；
41.上述技术方案的工作原理为：以磨耗参数类型/磨耗参数的具体值为横坐标，对应的最大变频能力为纵坐标，此处的最大变频能力优选为现有的变频范围的最大值，以此建立每种类型磨耗参数下的最大变频能力变化曲线图，其中，最大变频能力变化曲线图中的变化点根据步骤1中的数据确定；
42.上述技术方案的有益效果为：通过构建曲线图，有益于直面的了解磨耗参数与变频能力的关系，从而为后续确定影响权重提供数据支撑。
43.在一个实施例中，一种智能变频器还包括：获取第一斜率对应的两变化点中离y轴最远的变化点与后续变化点间的第二斜率；根据预设符合条件，判断第二斜率是否符合预设影响权重-斜率阶梯表中第二阶梯对应的第二阶梯斜率，若是，以第二阶梯斜率对应的影响权重作为第二斜率对应的两变化点范围内的影响权重；重复执行影响权重确定步骤，直至最大变频能力变化曲线图上的顺序标记为最后的变化点参与影响权重确定步骤后结束；
44.上述技术方案的工作原理和有益效果为：获取第一斜率对应的两变化点中离y轴最远的变化点与后续变化点间的第二斜率；根据预设符合条件，判断第二斜率是否符合预设影响权重-斜率阶梯表中第二阶梯对应的第二阶梯斜率，若是，以第二阶梯斜率对应的影响权重作为第二斜率对应的两变化点范围内的影响权重；其中，预设符合条件具体指若第二斜率小于或等于预设影响权重-斜率阶梯表中第二阶梯对应的第二阶梯斜率，且第二斜率对应的下一斜率大于第二阶梯斜率，则确定第二斜率；其中下一斜率指的是第一斜率对应的两变化点中离y轴横向距离最远的变化点与第二斜率对应的两变化点中离y轴横向距离最远的变化点之后的下一变化点的斜率；重复执行上述影响权重确定步骤，直至最大变频能力变化曲线图上的顺序标记为最后的变化点参与影响权重确定步骤后结束，即直至所
有的变化点均参与斜率计算为止，更进一步地，若最后一变化点不符合预设影响权重-斜率阶梯表中相应阶梯对应的阶梯斜率，直接根据最后一变化点与前序未被划分影响权重的变化点确定最后变化点范围，并根据影响权重-斜率阶梯表中相应阶梯对应的影响权重对最后变化点范围进行影响权重赋值，通过上述方案，有益于提高影响权重的精确度，为后续最大变频能力的预测提供更精确的数据支撑。
45.在一个实施例中，步骤3包括：选取若干训练变频器的额定变频能力、实际磨耗参数和对应的影响权重、以及测得的对应最大变频能力构建训练集；根据训练集对变频器当前变频能力预测回归模型进行训练，得到训练后的变频器当前变频能力预测回归模型；将当前变频器的额定变频能力、实际磨耗参数以及对应的影响权重输入至训练后的变频器当前变频能力预测回归模型进行预测，得到变频器当前变频能力；
46.上述技术方案的工作原理和有益效果为：根据额定变频能力、实际磨耗参数以及对应的影响权重预测得到变频器当前变频能力包括：选取若干训练变频器的额定变频能力、实际磨耗参数和对应的影响权重、以及测得的对应最大变频能力构建训练集；该若干训练变频器的型号存在多种；根据训练集对变频器当前变频能力预测回归模型进行训练，得到训练后的变频器当前变频能力预测回归模型；将当前变频器的额定变频能力、实际磨耗参数以及对应的影响权重输入至训练后的变频器当前变频能力预测回归模型进行预测，得到变频器当前变频能力；通过建立变频器当前变频能力预测回归模型，使得后续对变频器当前变频能力进行预测时，均可采用训练后的变频器当前变频能力预测回归模型进行预测，提高预测效率。
47.在一个实施例中，需求确定单元22执行包括如下操作：若判断结果为当前变频能力满足初始变频需求，输出初始变频需求作为目标变频需求；若判断结果为当前变频能力不满足初始变频需求，展示当前变频能力，并发出重获取指令至获取模块用于重新获取外界输入的初始变频需求；
48.上述技术方案的工作原理为：需求确定单元22用于根据判断结果确定目标变频需求，具体包括：当判断结果为当前变频能力满足初始变频需求时，即当前变频器的变频范围满足初始变频需求时，输出初始变频需求作为目标变频需求；当判断结果为当前变频能力不满足初始变频需求，即初始变频需求不在当前变频器的变频范围内，展示当前变频能力，优选通过输出模块或显示模块对外接设备反馈变频需求超出变频能力的反馈信息或对用户展示当前变频能力，提示用户初始变频需求不合理；并发出重获取指令至获取模块用于重新获取外界输入的初始变频需求；上述技术方案的有益效果为：通过上述技术方案，解决了现有的智能变频器不能根据变频器实际变频范围执行符合条件的变频需求的问题，防止因变频需求超出变频器实际变频范围而强行执行导致存在安全隐患。
49.在一个实施例中，智能变频模块4执行包括如下操作：根据变频器输出频率与电压计算对应控制参数发送至控制模块用于实现智能变频；上述技术方案的工作原理为：根据变频器输出频率与电压计算对应电机控制参数，将电机控制参数发送至控制模块用于控制电机的工作电源频率，从而实现智能变频。
50.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。