[发明专利]一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置，该方法包括：计算电机的实际功率，并获取实际功率与电机的可变预设功率之间的差值，将差值作为PID调节器的输入；当条件开关选择PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过带偏置的V/F转换子系统对输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对输出信号取绝对值；将输出信号的绝对值、取整结果和电机的功率控制时钟作为带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据三相信号解算模块的输出对电机的功率进行控制。本实施例实现对电机进行实时可变恒功率闭合控制，且电机运行平稳，可以将电机的转速控制在需要的范围内。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置。

背景技术

电机在各个领域应用广泛，其控制方式有多种，一般可分为矢量控制和标量控制两大类。矢量控制能保证电机系统具有较好的稳态、动态性能，但控制算法复杂，对电机参数如转子角度等依赖度较高，在电机参数相对精确且已知时控制效果较好，用于对动态性能要求较高的场合。而V(Volt，电压)/F(Frequency，频率)控制是一种标量开环控制，它建立在电机稳态分析基础上，对稳态时的电压相量进行控制，只需知道电机厂家公布的参数即可，对电机参数依赖度较小，且控制算法很简单，在一些动态响应要求不高的场合如风机、水泵等应用广泛。

V/F控制方法属于速度、位置开环的一种控制方式。有研究提出基于功率观测的永磁同步电机V/F控制策略。通过对运行过程中有功功率和无功功率的观测，对同步电机的功率角以及电压相量幅值进行补偿，保证电机平稳启动，并在稳定运行时获得高效率的运行，但该方法的目的不在于电机的恒功率控制，也不能实现对电机连续进行多个功率等级的恒功率控制。

在纺织、印染、造纸等行业中，一般利用卷绕机构将加工出来的产品或半成品卷绕成简。为保证加工产品的质量，最关键的因素是在卷绕过程中，保证被卷绕对象的张力恒定。恒张力电气控制系统中采用直流电动机拖动居多，这时直流电动机是被控制的对象。有研究探讨用交流异步电动机进行恒张力、恒功率控制，可充分利用交流电动机的优势。该研究利用V/F方法尽管能实现对电机进行恒功率控制，但无法实现电机连续进行多个指定功率等级的恒功率控制。

发明内容

本发明实施例提供一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置，用以解决现有技术中在对电机进行多个指定功率等级的恒功率控制时，没有有效手段的缺陷，实现在多指定功率等级下对电机进行恒功率控制，使得电机平稳运行。

本发明实施例提供一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法，包括：

计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的每个预设功率之间的差值，将每个预设功率对应的差值作为PID调节器的输入；

当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值；

将所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为所述带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。

根据本发明一个实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，通过以下公式计算所述PID调节器的输出信号：

其中，u为所述PID调节器的输出信号，e_P为所述电机的实际功率与预设功率之间的差值，K_P、K_I和K_D表示预设参数，t表示时间，0时刻从控制电机启动开始计算。