本發(fā)明涉及織造，特別是涉及基于共直流母線的織造電機電能管理方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、開口機構(gòu)是織造設備的關鍵組件之一，其通過綜框升降，從而控制經(jīng)紗的分離，以形成梭口，便于緯紗的插入。隨著織造技術(shù)的進步和市場對織物多樣性需求的增加，開口機構(gòu)通過為每個綜框設置獨立的電機，取代傳統(tǒng)機械凸輪、多臂機構(gòu)等，以便獨立操控綜框，提高了開口過程的靈活性。

2、盡管通過電機驅(qū)動的電子開口機構(gòu)具有許多優(yōu)勢，但其在實際應用中也面臨若干挑戰(zhàn)，其中能耗問題尤為突出。由于開口機構(gòu)中的綜框數(shù)量眾多，相應的，電機同樣數(shù)量眾多，能耗大。為了改善能耗問題，技術(shù)人員參考了非織造領域中的共直流母線技術(shù)。共直流母線技術(shù)通過設置直流母線，將其分別連接儲能器和多個電機，實現(xiàn)能量的回收與共享，以實現(xiàn)節(jié)能的效果。

3、但是，共直流母線技術(shù)在織造領域還并未得到大規(guī)模應用。技術(shù)人員嘗試將共直流母線技術(shù)應用在織造電機上時，發(fā)現(xiàn)由于織造設備中，織造電機存在高速、頻繁加減速的特點，其典型運動節(jié)拍周期小于100ms，因此連接織造電機的共直流母線系統(tǒng)中相應的物理量會產(chǎn)生頻繁劇烈變化，母線上多余電能往往無法及時轉(zhuǎn)移。這就導致母線易出現(xiàn)瞬時過壓、過載。這不僅容易降低織造質(zhì)量，還會降低設備的使用壽命，且存在安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供的基于共直流母線的織造電機電能管理方法和裝置，至少解決了因織造設備電機高速、頻繁的加減速而導致母線易瞬時過壓、過載的問題，便于將直流母線引入織造設備以節(jié)省能耗，同時提高了織造設備的可靠性和安全性，有助于生產(chǎn)復雜、高質(zhì)量的花型織物。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于共直流母線的織造電機電能管理方法，包括以下步驟：獲取直流母線的電壓狀態(tài)；其中，所述直流母線與多個電機電連接；所述電壓狀態(tài)包括正常狀態(tài)、瞬時過壓狀態(tài)和過載狀態(tài)；在所述直流母線處于所述瞬時過壓狀態(tài)的情況下，根據(jù)預設的第一調(diào)控策略控制所述電機的加速度，以降低所述電機的瞬時功率，直至所述直流母線由所述瞬時過壓狀態(tài)切換為所述正常狀態(tài)或者所述過載狀態(tài)；在所述直流母線處于所述過載狀態(tài)的情況下，根據(jù)預設的第二調(diào)控策略動態(tài)調(diào)配所述直流母線的電能，以存儲或釋放電能，直至所述直流母線由所述過載狀態(tài)切換為所述正常狀態(tài)。

3、在本發(fā)明的一個實施例中，獲取所述直流母線的電壓狀態(tài)，包括：獲取所述直流母線的實時電壓和電壓抬升速度；判斷電壓閾值和所述實時電壓的大小，以及速度閾值和所述電壓抬升速度的大??；在所述實時電壓不超出所述電壓閾值，且所述電壓抬升速度不超出所述速度閾值的情況下，則確定所述直流母線處于所述正常狀態(tài)；在所述實時電壓不超出所述電壓閾值，且所述電壓抬升速度超出所述速度閾值的情況下，則確定所述直流母線處于瞬時過壓狀態(tài)；在所述實時電壓超出所述電壓閾值的情況下，判斷時長閾值和升壓時長的大??；所述升壓時長為所述實時電壓超出所述電壓閾值的時長；在所述升壓時長不超出所述時長閾值的情況下，則確定所述直流母線處于瞬時過壓狀態(tài)；在所述升壓時長超出所述時長閾值的情況下，則確定所述直流母線處于過載狀態(tài)。

4、在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)預設的第一調(diào)控策略控制所述電機的加速度，以降低所述電機的瞬時功率，包括：根據(jù)預設方式減小所述電機的目標加速度，得到實際加速度；根據(jù)所述實際加速度，控制所述電機轉(zhuǎn)動，以降低所述電機的瞬時功率。

5、在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)預設方式減小所述電機的目標加速度，得到實際加速度，包括：根據(jù)調(diào)節(jié)函數(shù)減小所述目標加速度，得到實際加速度，滿足以下公式：，其中，為所述實際加速度，為所述調(diào)節(jié)函數(shù)，，所述調(diào)節(jié)函數(shù)的輸出值與所述直流母線的實時電壓相關，為時間，為所述目標加速度。

6、在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)預設的第二調(diào)控策略動態(tài)調(diào)配所述直流母線的電能，以存儲或釋放電能，包括：獲取所述直流母線的總能耗狀態(tài)；其中，所述總能耗狀態(tài)包括耗能狀態(tài)和饋能狀態(tài)；在所述直流母線處于所述饋能狀態(tài)的情況下，將所述直流母線中多余的電能存儲至存儲器；在所述直流母線處于所述耗能狀態(tài)的情況下，通過所述直流母線獲取欠缺的電能。

7、在本發(fā)明的一個實施例中，獲取所述直流母線的總能耗狀態(tài)，包括：獲取所述電機的消耗功率；其中，所述消耗功率包括加速消耗功率和減速消耗功率；根據(jù)所述加速消耗功率和所述減速消耗功率，計算所述電機的總能耗，獲得所述直流母線的總能耗狀態(tài)。

8、在本發(fā)明的一個實施例中，獲取所述電機的消耗功率，包括：根據(jù)以下公式計算所述減速消耗功率：；根據(jù)以下公式計算所述加速消耗功率：，其中，為所述減速消耗功率，為所述加速消耗功率，為時間，為所述電機與其負載的總慣量，為所述電機的實時角速度，為所述電機的角速度變化率，為所述電機的摩擦力。

9、在本發(fā)明的一個實施例中，還包括以下步驟：獲取實際參數(shù)；所述實際參數(shù)包括預設開口角度、預設靜止時間和實時主軸位置；根據(jù)計算函數(shù)和所述實際參數(shù)，獲取所述電機的運動軌跡，滿足以下公式：，其中，為所述電機按照所述運動軌跡轉(zhuǎn)動至時間時的實時開口角度，為時間，為所述計算函數(shù)，為所述預設開口角度，為所述預設靜止時間，為所述實時主軸位置。

10、在本發(fā)明的一個實施例中，還包括以下步驟：根據(jù)所述運動軌跡調(diào)整所述電機的輸入電流，以通過算法控制所述電機按照所述運動軌跡轉(zhuǎn)動，滿足以下公式：，其中，為所述電機的輸入電流，為所述電機的角速度。

11、第二方面，本發(fā)明還提供一種基于共直流母線的織造電機電能管理裝置，包括多個電機；直流母線，所述直流母線與多個所述電機電連接，所述直流母線用于與供電端電連接；所述直流母線的電壓狀態(tài)包括正常狀態(tài)、瞬時過壓狀態(tài)和過載狀態(tài)；以及控制器，所述控制器分別連接所述直流母線和多個所述電機，所述控制器用于獲取所述電壓狀態(tài)，并在所述直流母線處于所述瞬時過壓狀態(tài)的情況下，根據(jù)預設的第一調(diào)控策略控制所述電機的加速度，以降低所述電機的瞬時功率，直至所述直流母線由所述瞬時過壓狀態(tài)切換為所述正常狀態(tài)或者所述過載狀態(tài)；以及，在所述直流母線處于所述過載狀態(tài)的情況下，根據(jù)預設的第二調(diào)控策略動態(tài)調(diào)配所述直流母線的電能，以存儲或釋放電能，直至所述直流母線由所述過載狀態(tài)切換為所述正常狀態(tài)。

12、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

13、本發(fā)明所述的基于共直流母線的織造電機電能管理方法和裝置，在直流母線處于過載狀態(tài)的情況下，根據(jù)預設的第一調(diào)控策略控制電機的加速度，實現(xiàn)對于電機運動節(jié)拍的調(diào)整，從而快速的響應短時高頻電壓波動，以處理瞬時過壓，降低直流母線的瞬時壓力。在直流母線處于過載狀態(tài)的情況下，根據(jù)預設的第二調(diào)控策略，在織造設備典型運動節(jié)拍周期內(nèi)動態(tài)調(diào)配、平衡直流母線的電能，處理持續(xù)時間較長的電壓偏離，確保設備能夠長期穩(wěn)定運行。本發(fā)明所述的基于共直流母線的織造電機電能管理方法和裝置，一方面，便于將直流母線引入織造設備中，在保證性能的同時，有效節(jié)省了織造所需能耗、提高了能量利用效率。另一方面，實現(xiàn)了織造電機高速運轉(zhuǎn)過程中對直流母線電壓的精確管理，有效避免了瞬時過壓和過載情況的發(fā)生，提高了織造設備的可靠性和安全性，延長了設備的使用壽命。尤其適用于織造電機，使其能夠滿足復雜的綜框運動模式，有助于生產(chǎn)復雜、高質(zhì)量的花型織物。