本公開涉及一種控制變頻器的方法。

背景技術(shù)：
本部分提供了涉及本公開相關(guān)的背景信息，其不一定為現(xiàn)有技術(shù)。通常，電動(dòng)機(jī)被用于驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)(revolution)與供電的頻率成比例，以及與電極數(shù)成反比，這樣使得雙電極的電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)數(shù)不能超過(guò)3600轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)。獲取超過(guò)3600rpm的速度則需要機(jī)械構(gòu)造的變速箱。然而，使用變速箱時(shí)，由于機(jī)械摩擦損失，導(dǎo)致成本將不利的上升和機(jī)器效率的下降。因此，為解決以上所述的缺陷，近來(lái)使用能夠在高速下獲得高效率的高速電動(dòng)機(jī)，且為提高高速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，一種將電動(dòng)機(jī)速度提高至數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘的技術(shù)已被商業(yè)化。圖1是由傳統(tǒng)變頻器控制的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括AC(交流)電源1，控制電動(dòng)機(jī)3的變頻器2，電動(dòng)機(jī)3及負(fù)載4。變頻器2包括轉(zhuǎn)換器(converter)21，其將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源；初始充電電阻22，其在電源被輸入時(shí)防止涌浪電流(inrushcurrent)的流入；開關(guān)23，其在涌浪電流被防止后將初始充電電阻22從電路中分離；電容器24，其使直流電壓平滑；PWM(脈沖寬度調(diào)制)逆變器單元25，其由多個(gè)切換裝置形成以將直流電流轉(zhuǎn)換成交流電流；電流檢測(cè)單元26，檢測(cè)流入U(xiǎn)，V或W相的電流；控制器27，其采集包括直流電壓和變頻器2相電流的不同信息，以及PWM控制器28，利用由控制器27輸入的電壓指令V*和頻率指令f*生成PWM信號(hào)并將切換信號(hào)施加至PWM逆變器單元25的每一相的切換裝置上。負(fù)載4由電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)中負(fù)載4接收負(fù)載量并將負(fù)載量傳輸至控制器27。圖1的變頻器2接收交流電源1的電能，通過(guò)能量變換對(duì)電壓及頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換后的電壓及頻率供給至電動(dòng)機(jī)3，由此電動(dòng)機(jī)3的速度和轉(zhuǎn)矩能夠以高的效率被控制。如上文所提到的，電動(dòng)機(jī)速度的精確控制能夠?qū)崿F(xiàn)能量的節(jié)約和質(zhì)量的提高，這樣使得變頻器2被廣泛的應(yīng)用于包括各種風(fēng)機(jī)、泵浦、機(jī)床及紡織機(jī)械在內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備中。通常，正弦PWM(SPWM)控制被廣泛地用于圖1的PWM控制器28以生成PWM信號(hào)。在SPWM控制中，輸出信號(hào)是通過(guò)對(duì)正弦參考信號(hào)與三角形(鋸齒形的)載波進(jìn)行比較而被輸出的。在慢速變頻器(60赫茲或更低)的情況下，能夠通過(guò)不對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行任何大的改變的異步SPWM來(lái)操作變頻器。然而，高速變頻器所具有的缺陷在于，PWM脈沖數(shù)隨著變頻器工作頻率的高速轉(zhuǎn)變(數(shù)千赫茲)而產(chǎn)生巨大變化。當(dāng)PWM脈沖數(shù)產(chǎn)生巨大變化時(shí)，高速變頻器不能接收預(yù)先設(shè)定的輸出電流，由于輸出電流脈動(dòng)增加，不利地使得其不能獲得穩(wěn)定的變頻器輸出。所以，需要提供一種能夠解決上述缺陷或問(wèn)題的控制變頻器的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本部分提供本公開的一般性概括，而不作為其全部范圍或所有特征的全面公開。與本公開一致的方法和系統(tǒng)提供了一種用于控制變頻器的方法，其被配置為通過(guò)執(zhí)行同步PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制來(lái)在高速變頻器中獲取穩(wěn)定的輸出電流。然而，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，本公開并不局限于如上文所闡述的特定公開。應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解其他未在此處提及的技術(shù)主題。在本公開的一個(gè)總體方案中，提供了一種用于控制變頻器的方法，所述方法包括：由變頻器的電流頻率計(jì)算PWM脈沖數(shù)；當(dāng)PWM脈沖數(shù)小于預(yù)先設(shè)定脈沖數(shù)時(shí)，使用預(yù)先設(shè)定脈沖數(shù)補(bǔ)償PWM脈沖數(shù)；使用補(bǔ)償后的PWM脈沖數(shù)計(jì)算新的變頻器頻率。優(yōu)選的，但不是必需的，所述方法可進(jìn)一步包括根據(jù)新頻率輸出PWM脈沖。優(yōu)選的，但不是必需的，由新頻率輸出的所述PWM脈沖是同步PWM脈沖。優(yōu)選的，但不是必需的，所述方法可進(jìn)一步包括當(dāng)變頻器處于低速運(yùn)行模式下時(shí)執(zhí)行異步PWM控制。優(yōu)選的，但不是必需的，所述方法可進(jìn)一步包括當(dāng)所述變頻器在異步PWM運(yùn)行模式下時(shí)執(zhí)行異步PWM控制。依據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的用于控制變頻器的方法具有的有益效果在于，控制PWM的輸出脈沖數(shù)以允許PWM的輸出脈沖以對(duì)稱的方式同步，從而在變頻器高速運(yùn)行期間獲得無(wú)失真的穩(wěn)定輸出電流。附圖說(shuō)明為了說(shuō)明本公開的原理，下面將提供與本公開的優(yōu)選實(shí)施例相關(guān)的一些附圖，它們僅用于說(shuō)明、例證和描述目的，而無(wú)意為窮盡性的。附圖僅以示例的方式而非限制性地描述了一個(gè)以上依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思的示例性實(shí)施例。在附圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相同或者類似的元件。因此，通過(guò)下述對(duì)一些示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，結(jié)合所附的示例性附圖，大量潛在實(shí)用和有用的實(shí)施例將變得非常容易理解，在附圖中：圖1是圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由電動(dòng)機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方框示意圖；圖2是圖示出根據(jù)本公開的用于控制變頻器的方法的流程圖；以及圖3是圖示出根據(jù)本公開的同步PWM控制的示圖。具體實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，經(jīng)考查以下附圖和詳細(xì)描述，本公開的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)或者將變得明顯。意圖將所有這種附加的特征和優(yōu)點(diǎn)包括在本公開的實(shí)施例的范圍內(nèi)，并由附圖保護(hù)。此外，示出的附圖僅為示例性的并且無(wú)意主張或者暗示對(duì)于可實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)施例的環(huán)境、結(jié)構(gòu)或者過(guò)程的任何限制。因此，所描述的方案有意囊括落入本發(fā)明的范圍和新穎構(gòu)思內(nèi)的所有這種替代、改進(jìn)以及變化。依據(jù)本公開的用于控制變頻器的方法可被應(yīng)用在變頻器被操作時(shí)、額定速度達(dá)到數(shù)千rpm且工作頻率達(dá)到數(shù)千赫茲的情況下，例如被應(yīng)用在高速風(fēng)機(jī)和高速制冷機(jī)中。本公開在變頻器PWM控制的過(guò)程中執(zhí)行對(duì)稱PWM控制，從而在隨著工作頻率的增加進(jìn)行高速切換的過(guò)程中穩(wěn)定變頻器的輸出電流。依據(jù)本公開的用于控制變頻器的方法能夠被應(yīng)用到如圖1所示的變頻器系統(tǒng)中，特別是被應(yīng)用于PWM控制器28的控制中?，F(xiàn)在，將結(jié)合附圖對(duì)本公開的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖2是圖示出根據(jù)本公開的用于控制變頻器的方法的流程圖。如圖2所示，根據(jù)本公開的用于控制變頻器的方法包括：檢查變頻器運(yùn)行模式(S21)。并且該方法包括：如果S21的結(jié)果是變頻器的運(yùn)行模式為低速模式，則執(zhí)行對(duì)于低速運(yùn)行的不對(duì)稱PWM控制(S23)。在不對(duì)稱PWM控制中，對(duì)正弦參考信號(hào)與三角載波進(jìn)行比較以輸出輸出電壓。如果S21的結(jié)果是變頻器的運(yùn)行模式為高速運(yùn)行，PWM控制器28檢查預(yù)先設(shè)定的PWM模式(S22)。為此，變頻器可響應(yīng)用戶指定來(lái)指定并且存儲(chǔ)是否在同步PWM模式或在異步PWM模式下運(yùn)行。如果S22的結(jié)果是預(yù)先設(shè)定的PWM模式為異步PWM模式，則PWM控制器28執(zhí)行異步PWM控制(S23)，而如果結(jié)果是預(yù)先設(shè)定的PWM模式為同步PWM模式，則執(zhí)行同步PWM控制。PWM控制器28根據(jù)變頻器的電流輸出頻率計(jì)算PWM脈沖數(shù)(S24)。當(dāng)在S24計(jì)算的PWM脈沖數(shù)小于預(yù)先設(shè)定脈沖數(shù)時(shí)，PWM控制器28使用預(yù)先設(shè)定脈沖數(shù)對(duì)PWM脈沖數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償(S26)。此時(shí)，PWM控制器28使用補(bǔ)償過(guò)的PWM脈沖數(shù)計(jì)算新輸出頻率(S27)，并根據(jù)計(jì)算出的新頻率輸出PWM脈沖(S28)?，F(xiàn)在，將結(jié)合圖3對(duì)本公開示例性實(shí)施例的用于控制變頻器的方法的操作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖3是圖示出根據(jù)本公開的同步PWM控制的示圖，其中(a)定義了正弦參考信號(hào)與三角載波之間的關(guān)系，(b)定義了由傳統(tǒng)正弦參考信號(hào)A輸出的PWM脈沖，(c)定義了由根據(jù)本公開補(bǔ)償過(guò)的PWM脈沖數(shù)的正弦參考信號(hào)B輸出的PWM脈沖。如圖3所示，在變頻器高速運(yùn)行期間快速變化的頻率的改變致使PWM脈沖數(shù)顯著變化，且PWM脈沖數(shù)的增加和減少對(duì)于輸出的波形有很大影響。所以，依據(jù)本公開的PWM控制器28計(jì)算當(dāng)前運(yùn)行的變頻器的PWM脈沖，當(dāng)PWM脈沖數(shù)小于預(yù)先設(shè)定脈沖數(shù)時(shí)對(duì)計(jì)算出的PWM脈沖的值進(jìn)行補(bǔ)償，并通過(guò)變換變頻器的工作頻率控制同步PWM。能夠被注意到的是，當(dāng)輸出異步PWM脈沖的工作頻率‘A’(如圖3(b)所示的異步PWM脈沖)改變?yōu)槿鐖D3(a)中的頻率‘B’時(shí)，輸出如圖3(c)所示同步PWM脈沖。同樣能夠被注意到的是，在周期內(nèi)所輸出的PWM脈沖的數(shù)同樣通過(guò)將工作頻率由A改變?yōu)锽而被增加。通過(guò)上文而變得明顯的是，通過(guò)允許將PWM脈沖對(duì)稱地同步來(lái)控制PWM脈沖數(shù)，在變頻器高速運(yùn)行期間可獲得無(wú)失真的穩(wěn)定輸出電流。盡管本公開已經(jīng)結(jié)合多個(gè)圖示的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出落入本公開原理的精神和范圍內(nèi)的許多其他修改和實(shí)施例。更特別地，在本公開、附圖和所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以對(duì)組成部件和/或主題組合布置的排列進(jìn)行各種變化和修改。除了對(duì)組成部件和/或排列的變化和修改以外，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，替代用途也是顯而易見的。