CN101414837B - 变频器自动生成s形频率曲线的斜率查表方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变频器自动生成S形频率曲线的斜率查表方法,是通过以下步骤实现的:(1)、读入系统参数;(2)、根据系统参数,确定用户是通过手持设备、数字量或模拟量进行频率给定;(3)、读出用户给定频率;(4)、实时计算每个时刻相应的系统频率,使频率的变化曲线呈“S”形;(5)、将计算得到的频率值传送到变频器驱动模块,同时通过通讯模块送至人机界面;本发明的有益效果是:通过程序使得变频器自动生成S形平滑变化的频率曲线,并且使变频器用指定时间Tup,完成上升过程;用指定时间Tdown,完成下降过程,最终平稳达到给定频率,从而使得变频器有效地避免变频器跳闸发生,节省了电能。
Description
技术领域
本发明涉及一种变频器,尤其涉及该变频器中生成频率\时间曲线的方法。
背景技术
由图1可见:传统的控制方法采用线性曲线,即频率变化与时间成线性关系:
f=at+f0,其中f为t时刻频率,t为时间,a为频率导数(为频率f的斜率),f0为初始值。
然而,由于该方法频率导数a为常数,所以系统在启动时,变频器容易跳闸,而且在a跳变时,系统常常产生较大噪声、消耗较多电能。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种变频器自动生成S形频率曲线的斜率查表方法,旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题,本发明是通过以下步骤实现的:为了解决上述技术问题,本发明是通过以下步骤实现的:
读入系统参数;
根据系统参数,确定用户是通过手持设备、数字量或模拟量进行频率给定;
读出用户给定频率;
实时计算每个时刻相应的系统频率,使频率的变化曲线呈“S”形;
将计算得到的频率值传送到变频器驱动模块,同时通过通讯模块送至人机界面。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:,通过执行计算机程序对实时读取用户频率给定,然后根据给定频率及设定参数,自动控制系统生成频率f的变化曲线呈现“S”形,从而使得变频器有效地避免变频器跳闸发生,平稳达到给定频率。
附图说明
图1是现有技术中频率导数、频率与时间关系线性曲线图;
图2上部给出频率导数与时间的变化曲线;中部给出与之对应的频率与时间的曲线;下部分给出每一个速度频率值对应的频率导数;
图3是本发明中算法流程图;
图4是本发明中加速度表流程图;
图5-图26各图中上部给出t-v曲线图,下部给出t-a曲线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
本发明是通过以下步骤实现的:
1、读入系统参数;
2、根据系统参数,确定用户是通过手持设备、数字量或模拟量进行频率给定;
3、读出用户给定频率;
4、实时计算每个时刻相应的系统频率,使频率的变化曲线呈“S”形;
5、将计算得到的频率值传送到变频器驱动模块,同时通过通讯模块送至人机界面;
在步骤2中:所述的数字量给定为通过IO进行数字量给定;模拟量给定为通过AD进行模拟量给定;手持设备给定为通过手持器等设备与系统进行通信,实现频率给定;
在步骤4中:将频率均匀等分256个点,则对应出256个a值,从而组成加速度表aTbl;以上数据都是经过标幺值处理,所以,加速度表根据具体情况,通过乘以拉伸系数accCoef,以达到相应的拉伸的目的;
确定标准频率斜率表后,便可通过频率值,计算加速度表的索引值i以及拉伸系数accCoef,然后便可确定下一次频率变化值:
即:fn+1=fn+accCoef×a[i]×ΔT,其中,fn+1为当前需要计算的频率值,fn为上一次频率值,ΔT为时间间隔。
本发明中算法是(以频率加速为例):
将加速度分成4个状态:状态0、状态1、状态2,状态3。
其中,
状态0:恒定状态;
该状态唯一任务就是判断,当前系统是否仍处于恒定状态,否则转入状态3。
状态1:速度频率上升阶段;
该状态首先判断是否仍处于上升状态,再进而判断用户是否有新的给定,若有则更新加速度表的拉伸系数,然后计算出索引值,并得出该时间片内频率变化值,最后更新当前频率,并确定是否到达目标频率。
状态2:速度频率下降阶段;
该状态同状态1类似,首先判断是否仍处于上升状态,再进而判断用户是否有新的给定,若有则更新加速度表的拉伸系数,然后计算出索引值,并得出该时间片内频率变化值,最后更新当前频率,并确定是否到达目标频率。
状态3:用于判断系统当前处于哪个状态。
该状态首先判断系统当前所处的状态,然后更新加速度表的拉伸系数等,该状态实质是针对系统运行过程中,用户给定了一个与其速度频率变化相反的段速,如系统在加速过程中,用户给定了一个低于当前频率的段速,此时,系统会自动转入状态3,以便做出相应调整。
整个算法流程图见图3。图中:
本算法定义4个状态
状态0:恒定状态
状态1:速度频率上升阶段
状态2:速度频率下降阶段
状态3:用于判断系统当前处于哪个状态
算法变量定义:
slopeFlg:曲线状态标志
accCoef:加速系数,accCoef=freqLen/TIME_UP,当accCoef=0时容易死循环;
startFreq:开始频率,单位mHZ
freqLen:需要改变的频率大小(即objFreq-nowFreq)
算法中,加速度表的确定是极其重要的,其流程图见图4。
算法中的加速度a曲线可以根据需求自行确定,推荐加速度曲线函数之一为:
可根据需要设置相应t0、t1、t2值后,得出相应加速度表如下:12,24,34,41,48,55,60,65,70,75,79,83,87,90,93,97,99,102,105,107,110,112,114,116,118,120,121,123,124,125,127,128,129,129,130,131,132,132,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,133,132,132,131,130,130,129,128,127,125,124,123,121,120,118,116,114,112,110,107,105,102,100,97,93,90,87,83,79,75,70,65,60,55,48,42,34,24,12
根据此表,即可仿真出各种情况下速度频率变化状况;以下i表示加速度表的索引;startFreq为系统初始频率,即变化前的频率;objFreq为系统目标频率,需根据用户给定频率,进行更新;cmd Freq为用户给定频率;nowFreq为现有频率。
1、cmdFreq∈(nowFreq,objFreq)
1)若nowFreq ∈(a,b]
a)cmdFreq ∈(nowFreq,b)
见图5Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=50时,cmdFreq=2.300HZ。
b)cmdFreq ∈(b,c]
见图6Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=50时,cmdFreq=5.000HZ。
c)cmdFreq ∈(c,d]
见图7Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=50时,cmdFreq=9.000HZ。
2)若nowFreq∈(b,c]
a)cmdFreq∈(nowFreq,c)
见图8Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=100时,cmdFreq=7.000HZ。
b)cmdFreq ∈(c,d]
见图9Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=100时,cmdFreq=9.000HZ。
3)若nowFreq ∈(c,d]
a)cmdFreq ∈(nowFreq,d)
见图10Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=200时,cmdFreq=9.000HZ。
2、cmdFreq∈(objFreq,FREQ_MAX]
不需要计算加速系数
1)若nowFreq ∈(a,b]
见图11Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=50时,cmdFreq=15.000HZ。
见图12Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=50时,cmdFreq=50.000HZ
2)若nowFreq ∈(b,c]
见图13Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=130时,cmdFreq=15.000HZ。
见图14Tup=10s,startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=130时,cmdFreq=50.000HZ。
3)若nowFreq∈(c,d]
见图15startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=210时,cmdFreq=15.000HZ。
见图16startFreq=0HZ,objFreq=10.000HZ,当i=210时,cmdFreq=50.000HZ。
3、cmdFreq∈(startFreq,nowFreq)
1)若nowFreq∈(a,b]
见图17startFreq=0HZ,objFreq=30.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=50时,cmdFreq=2.000HZ。
2)若nowFreq ∈(b,c]
a)cmdFreq∈(a,b]
见图18startFreq=0HZ,objFreq=30.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=150时,cmdFreq=2.000HZ。
b)cmdFreq∈(b,nowFreq]
见图19startFreq=0HZ,objFreq=30.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=150时,cmdFreq=10.000HZ。
3)若nowFreq ∈(c,d]
a)cmdFreq∈(a,b]
见图20startFreq=0HZ,objFreq=30.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=210时,cmdFreq=2.000HZ。
b)cmdFreq∈(b,c]
见图21startFreq=0HZ,objFreq=30.000HZ,当i=210时,cmdFreq=10.000HZ。
c)cmdFreq∈(c,nowFreq]
见图22startFreq=0,objFreq=30.000HZ,当i=210时,cmdFreq=22.000HZ。
4、cmdFreq∈(0,startFreq)
1)若nowFreq ∈(a,b]
见图23startFreq=10.000HZ,objFreq=50.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=5时,cmdFreq=9.800HZ。
见图24startFreq=10.000HZ,objFreq=50.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=50时,cmdFreq=5.000HZ。
2)若nowFreq∈(b,c]
见图25startFreq=10.000HZ,objFreq=50.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=150时,cmdFreq=5.000HZ。
3)若nowFreq∈(c,d]
见图26startFreq=10.000HZ,objFreq=50.000HZ,Tup=20s,Tdown=10s,当i=210时,cmdFreq=5.000HZ。
Claims (1)
1.一种变频器自动生成S形频率曲线的斜率查表方法,是通过以下步骤实现的:
(1)、读入系统参数;
(2)、根据系统参数,确定用户是通过手持设备、数字量或模拟量进行频率给定;
(3)、读出用户给定频率;
(4)、实时计算每个时刻相应的系统频率,使频率的变化曲线呈“S”形;
(5)、将计算得到的频率值传送到变频器驱动模块,同时通过通讯模块送至人机界面;其中在步骤(2)中:所述的数字量给定为通过IO进行数字量给定;模拟量给定为通过AD进行模拟量给定;手持设备给定为通过手持器与系统进行通信,实现频率给定;
在步骤(4)中:
将频率均匀等分256个点,则对应出256个a值,从而组成标准频率斜率aTbl;所述的a值为频率标幺值;
确定标准频率斜率表后,便可通过频率值,计算加速度表的索引值i以及拉伸系数accCoef,然后便可确定下一次频率变化值:
即:fn+1=fn+accCoef×a[i]×ΔT,其中,fn+1为当前需要计算的频率值,fn为上一次频率值,ΔT为时间间隔;
其中,将加速度分成4个状态:状态0、状态1、状态2,状态3,
其中,
状态0:恒定状态;
该状态唯一任务就是判断,当前系统是否仍处于恒定状态,否则转入状态3;
状态1:速度频率上升阶段;
该状态首先判断是否仍处于上升状态,再进而判断用户是否有新的给定,若有则更新加速度表的拉伸系数,然后计算出索引值,并得出该时间片内频率变化值,最后更新当前频率,并确定是否到达目标频率;
状态2:速度频率下降阶段;
该状态首先判断是否仍处于上升状态,再进而判断用户是否有新的给定,若有则更新加速度表的拉伸系数,然后计算出索引值,并得出该时间片内频率变化值,最后更新当前频率,并确定是否到达目标频率;
状态3:用于判断系统当前处于哪个状态;
该状态首先判断系统当前所处的状态,然后更新加速度表的拉伸系数,该状态实质是针对系统运行过程中,用户给定了一个与其速度频率变化相反的段速,系统会自动转入状态3,以便做出相应调整。
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Citations (4)
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2008
- 2008-10-24 CN CN 200810201702 patent/CN101414837B/zh active Active
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