CN102291084A - 一种逆变器的控制方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逆变器的控制方法、装置和系统。本发明实施例一方面利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速，一方面利用速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，在确定速度传感器正常，且当前电机转子转速处于高速或接近零速状态的场景下，根据测量转速来确定电机转子的实际转速，而在速度传感器不正常，或虽然速度传感器正常，但当前电机转子转速既不处于高速也不处于接近零速状态的场景下，将估计转速作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。该方案可以根据不同的场景，以及电机的不同运行状态选择适当的速度源，准确地得到电机转子转速。

Description

一种逆变器的控制方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种逆变器的控制方法、装置和系统。

背景技术

在轨道交通的应用中，一台逆变器一般需要拖动多台电机，而且逆变器功率较大，开关管频率较低，所以，为了提高母线电压利用率，需要对逆变器进行控制，使得在电机的转速较高时，逆变器可以切换到方波输出。

目前对逆变器的控制方法具体可以如下：

第一种方式：由于机械差异，所以每个电机的实际转速都不一样，因此，为了满足需求，需要在每个电机上装一个速度传感器，然后通过计算这些速度传感器所检测出来的转子转速的均值来实时求出转子频率，再根据转矩计算滑差频率，将转子频率和滑差频率两者相加作为脉冲宽度调制(PWM，PulseWidth Modulation)的调制频率。

第二种方式：无须速度传感器，直接通过电流模型及电压模型计算得到电机转子转速。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，由于第一种方式对速度传感器的依赖性过高，所以，一旦速度传感器损坏，对逆变器的控制也将会出错，这可能会导致整个系统出现故障。而第二种方式受电机参数影响较大，特别是在高速方波模式下，由于输出电流、电压波形较差，电流解耦非常困难且精度不高，影响了电机转子转速的计算精度，而转速计算不准确将直接导致输出转矩的准确性，无法全部发挥电机功率，即无论是采用第一种方式还是第二种方式，控制精度和可靠性均不高。

发明内容

本发明实施例提供一种逆变器的控制方法、装置和系统，可以提高控制精度和可靠性。

一种逆变器的控制方法，包括：

利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速；

判断速度传感器是否正常；

若正常，则通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则根据测量转速计算电机转子的实际转速；若否，则将估计转速作为电机转子的实际转速；

若不正常，则将估计转速作为电机转子的实际转速；

根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。

一种逆变器的控制装置，包括

估计单元，用于利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速；

判断单元，用于判断速度传感器是否正常；

确定单元，用于在判断单元判断速度传感器正常时，通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则根据测量转速计算电机转子的实际转速；若否，则将估计转速作为电机转子的实际转速；在判断单元判断速度传感器不正常时，将估计转速作为电机转子的实际转速；

控制单元，用于根据确定单元得到的电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。

一种电气系统，包括逆变器和本发明实施例提供的任一种逆变器的控制装置；

逆变器，用于接受所述逆变器的控制装置的控制。

本发明实施例一方面利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速，一方面利用速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，在确定速度传感器正常，且当前电机转子转速处于高速或接近零速状态的场景下，根据测量转速来确定电机转子的实际转速，而在速度传感器不正常，或虽然速度传感器正常，但当前电机转子转速既不处于高速也不处于接近零速状态的场景下，将估计转速作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。由于该方案可以根据不同的场景，以及电机的不同运行状态选择适当的速度源，所以既可以避免速度传感器发生故障时，无法准确测量电机转子转速的情况，也可以避免在电机处于高速或接近零速状态时，按照估算法得到的电机转子转速不准确的情况，可以准确地得到电机转子转速，提高对逆变器的控制精度和可靠性，从而提供电机功率的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的逆变器的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的逆变器的控制方法的另一流程图；

图3是本发明实施例提供的逆变器的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种逆变器的控制方法、装置和系统。以下分别进行详细说明。

实施例一、

本实施例将从逆变器的控制装置的角度进行描述。该控制装置具体可以为微处理器。

一种逆变器的控制方法，包括：利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速，判断速度传感器是否正常；若速度传感器正常，则通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若处于高速或接近零速状态，则根据测量转速计算电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制；若既不处于高速状态也不处于接近零速状态，则将估计转速作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制；若断速度传感器不正常，则将估计转速作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。在本发明实施例中，将这种逆变器的控制方法称为双闭环矢量控制方法。

参见图1，具体流程可以如下：

101、利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估算出来的电机转子转速，在本发明实施例中称为估计转速；例如，具体可以如下：

通过电流模型和/或电压模型计算磁链旋转频率，利用转矩计算电机的滑差频率，将磁链旋转频率减去滑差频率，即可得到估计转速。

102、判断速度传感器是否正常，若正常，则执行步骤103，若不正常，则执行步骤104；

例如，具体可以通过检测器来检测速度传感器是否正常，也可以通过比较通过速度传感器检测得到的电机转子转速(即测量转速)和通过估算得到的电机转子转速(即估计转速)之间的差值来确定速度传感器是否正常，比如，如果估计转速和测量转速之间相差太大，则说明速度传感器出现故障。即，具体可以采用如下方法来确定速度传感器是否正常：

通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量到的电机转子转速，在本发明实施例中称为测量转速，若测量转速与估计转速的差值的绝对值大于设定阈值，则确定传感器不正常，若测量转速与估计转速的差值的绝对值小于等于设定阈值，则确定传感器正常。

其中，该设定阈值可以根据实际应用的需求进行设置。

可选的，也可以设定一定速度源切换阈值，在估计转速大于零但低于速度源切换阈值时，直接采用估计转速作为电机转子的实际转速，而只有在确定估计转速大于设定的速度源切换阈值时，才执行判断速度传感器是否正常的步骤，从而决定是否更换速度源的选择，即是采用估计转速还是采用测量转速。

其中，该速度源切换阈值可以根据实际应用的需求进行设置。

103、在确定速度传感器正常时，通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则根据测量转速计算电机转子的实际转速；若否，则将估计转速作为电机转子的实际转速；

这是因为，当电机在高速或接近零速状态时，电机的输出电流以及电压的波形较差，电流解耦精度不高，所以会影响转子转速的计算精度，即在高速或接近零速状态的场景下，利用电流模型和/或电压模型所计算得到的估计转速不够准确，所以，此时更适合采用测量转速。其中，“高速”和“接近零速”的定义可以根据实际应用的需求进行设定，比如设置一个限定值，如果超过该限定值，则认为处于高速状态，同样，也可以设置另一个限定值，如果低过该另一个限定值，则认为处于接近零速状态，等等。

需说明的是，如果在步骤102中，是根据通过比较测量转速和估计转速之间的差值来确定速度传感器是否正常的话，则此时可以不需要再通过速度传感器测量电机转子转速，而是可以直接采用在步骤102中通过速度传感器测量得到的测量转速。

此外，为了提高电机转子的实际转速的计算精确度，还可以预置一个校正系数，用来对速度传感器所测量得到的测量转速进行校正。该预置的校正系数的初始值可以设定为1，并在电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态时，根据估计转速和测量转速来更新。这是因为，在电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态的场景下，所得到的估计转速是比较精确的，所以此时可以将该估计转速作为下一次计算转子转速的一个参考。

即可选的，在确定当前电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态时，还可以包括：

根据估计转速和测量转速计算校正系数，利用计算得到的校正系数更新预置校正系数，即将该计算得到的校正系数保存为预置校正系数；

若存在校正系数，则此时，步骤103中，根据测量转速计算电机转子的实际转速具体可以为：根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速。

例如，在本次计算转子转速(即在本次对逆变器的控制过程中)时，若确定当前电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态，则逆变器的控制装置将会根据估计转速和测量转速计算校正系数，然后利用该得到的校正系数更新原来的校正系数，比如，若本次计算得到的校正系数为A，原预置校正系数为1，则此时预置的校正系数更新为A，若在下一次计算转子转速(即在下一次对逆变器的控制过程中)时，需要采用估计转速来作为电机转子实际转速的计算依据，则此时可以利用该预置校正系数A对估计转速进行校正，以得到更为精确的电机转子实际转速。

其中，根据估计转速和测量转速计算校正系数具体可以采用如下任意一种方式：

(1)计算估计转速与测量转速的比值，得到第一校正系数；

则此时，根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速包括：

将测量转速和第一校正系数的乘积，作为电机转子的实际转速；

(2)计算测量转速与估计转速的比值，得到第二校正系数；

则此时，根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速包括：

将测量转速和第二校正系数的倒数的乘积，作为电机转子的实际转速。

104、在确定速度传感器不正常时，将估计转速作为电机转子的实际转速。

105、根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。例如，具体可以如下：

利用电机转子的实际转速计算转子角频率，利用转子角频率和滑差频率计算定子侧角频率，根据定子侧角频率和预置调整方式对逆变器的输出进行控制，具体可参见现有技术，在此不再赘述。

由上可知，本实施例一方面利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速，一方面利用速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，在确定速度传感器正常，且当前电机转子转速处于高速或接近零速状态的场景下，根据测量转速来确定电机转子的实际转速，而在速度传感器不正常，或虽然速度传感器正常，但当前电机转子转速既不处于高速也不处于接近零速状态的场景下，将估计转速作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。由于该方案可以根据不同的场景，以及电机的不同运行状态选择适当的速度源，所以既可以避免速度传感器发生故障时，无法准确测量电机转子转速的情况，也可以避免在电机处于高速或接近零速状态时，按照估算法得到的电机转子转速不准确的情况，可以准确地得到电机转子转速，提高对逆变器的控制精度和可靠性，从而提供电机功率的利用率。

实施例二、

根据实施例一所描述的方法，以下将以该逆变器的控制装置具体为微处理器为例进行详细说明。该微处理器具体可以为数字信号处理(DSP，DigitalSignal Processing)或微控制器(MCU，Micro Controller Unit)。

参见图2，具体流程可以如下：

201、逆变器运行时，微处理器对速度传感器的输出信号进行实时检测，得到测量转速V1。

其中，速度传感器具体可以是光电传感器或其他测试装置。速度传感器的输出信号可以实时反映电机转子的转速，，该转速具体可以表现为频率。例如，具体可以如下：

在电气系统中增加用于对电机的转子转速进行测速的光电传感器或者其它测速装置，这些光电传感器或者测速装置可以输出与电机转子转速成比例的电信号，通过微处理器，比如DSP或MCU直接测量以获取电机转子转速。

202、逆变器运行时，微处理器利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速V2。具体可以通过转子磁链定向推算电机转子转速，例如，具体可以通过如下任意一种方式来推算电机转子转速：

(1)采用电压模型；

通过电压模型得到磁链旋转角，通过磁链角度的微分得到磁链旋转频率，利用转矩计算电机的滑差频率，将磁链旋转频率减去电机的滑差频率，就得到估计转速(在本发明实施例中，转速表现为频率)。

(2)采用电流模型；

先用M-T坐标系的电流模型计算出电机的气隙磁链，根据气隙磁链由反电势算出磁链旋转频率，利用转矩计算电机的滑差频率，将磁链旋转频率减去电机的滑差频率，就得到估计转速。

(3)采用电压模型和电流模型，即采用电压和电流的混合模型；

与方法(1)和(2)同理，利用该混合模型计算磁链旋转频率，利用转矩计算电机的滑差频率，将磁链旋转频率减去电机的滑差频率，就得到估计转速。

以上三种计算估计转速的方法具体可参见现有技术，在此不再赘述。

203、微处理器对测量转速V1与估计转速V2进行比较，若测量转速V1与估计转速V2的差值的绝对值大于设定阈值，则认为该速度传感器不正常，于是执行步骤204；若测量转速V1与估计转速V2的差值的绝对值小于等于设定阈值(即测量转速V1与估计转速V2偏差在允许的范围内)，则认为该速度传感器正常。于是执行步骤205。

其中，该设定阈值可以根据实际应用的需求进行设置。

可选的，可以设置一个速度源切换阈值，具体为速度源切换频率，当电机转子转速大于零但低于该速度源切换阈值时，直接采用步骤202估计转速V2作为电机转子的实际转速V，并根据估计转速V2和测量转速V1计算校正系数；而当电机转子转速高于该速度源切换阈值时，才执行步骤203，以确定速度传感器是否正常，从而进一步确定是采用估计转速V2还是测量转速V2来作为确定电机转子的实际转速V的依据。

204、将估计转速V2作为电机转子的实际转速V，即V＝V2。

此外，此时还可以计算校正系数，并利用该计算出来的校正系数来更新预置校正系数，校正系数的初始值可以设置为1。校正系数的计算方法如下：

计算估计转速V2与测量转速V1的比值，得到第一校正系数K1，即：

K1＝V2/V1；

或者，

计算测量转速V1与估计转速V2的比值，得到第二校正系数K2，即：

K2＝V1/V2。

保存该校正系数，即保存第一校正系数或第二校正系数，以作为下一次计算转子的实际转速V时，校正测量转速V1的一个参数。

205、确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则执行步骤206；若否，则执行步骤204。

其中，具体可以根据估计转速来确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，当然，由于此时速度传感器是正常的，所以此时也可以根据测量转速来确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态。

206、根据测量转速计算电机转子的实际转速；具体可以如下：

将测量转速V1和第一校正系数K1的乘积，作为电机转子的实际转速V，即：

V＝V1*K1；

或者，

将测量转速V1和第二校正系数K2的倒数的乘积，作为电机转子的实际转速V，即：

V＝V1*(1/K2)。

207、微处理器根据电机转子的实际转速V对逆变器的输出进行控制。例如，具体可以如下：

利用电机转子的实际转速V计算转子角频率，利用转子角频率和滑差频率计算定子侧角频率，根据定子侧角频率和预置调整方式对逆变器的输出进行控制，具体可参见现有技术，在此不再赘述。

由上可知，本实施例一方面利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速V2，一方面利用速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速V1，在确定速度传感器正常，且当前电机转子转速处于高速或接近零速状态的场景下，根据测量转速V1来确定电机转子的实际转速V，而在速度传感器不正常，或虽然速度传感器正常，但当前电机转子转速既不处于高速也不处于接近零速状态的场景下，将估计转速V2作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速V对逆变器的输出进行控制。由于该方案可以根据不同的场景，以及电机的不同运行状态选择适当的速度源，所以既可以避免速度传感器发生故障时，无法准确测量电机转子转速的情况，也可以避免在电机处于高速或接近零速状态时，按照估算法得到的电机转子转速不准确的情况，可以准确地得到电机转子转速，提高对逆变器的控制精度和可靠性，从而提供电机功率的利用率。

实施例三、

为了更好地实施以上方法，本发明实施例还相应地提供一种逆变器的控制装置，如图3所示，该逆变器的控制装置包括估计单元301、判断单元302、确定单元303和控制单元304；

估计单元301，用于利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速；

例如，该估计单元301具体可以通过电流模型和/或电压模型计算磁链旋转频率，利用转矩计算电机的滑差频率，将磁链旋转频率减去滑差频率，得到估计转速。

判断单元302，用于判断速度传感器是否正常；

确定单元303，用于在判断单元302判断速度传感器正常时，通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则根据测量转速计算电机转子的实际转速；若否，则将估计转速作为电机转子的实际转速；该确定单元303还用于在判断单元302判断速度传感器不正常时，将估计转速作为电机转子的实际转速；

控制单元304，用于根据确定单元303得到的电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。

例如，具体可以利用电机转子的实际转速计算转子角频率，利用转子角频率和滑差频率计算定子侧角频率，根据定子侧角频率和预置调整方式对逆变器的输出进行控制。即：

控制单元304，具体用于利用电机转子的实际转速计算转子角频率，利用转子角频率和滑差频率计算定子侧角频率，根据定子侧角频率和预置调整方式对逆变器的输出进行控制。

此外，为了提高电机转子的实际转速的计算精确度，还可以预置一个校正系数，用来对速度传感器所测量得到的测量转速进行校正。该预置的校正系数的初始值为1，并在电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态时，根据估计转速和测量转速来更新。即：

确定单元303，具体用于在判断单元302判断速度传感器正常时，通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则根据估计单元301得到的估计转速和测量子单元得到的测量转速计算校正系数，并保存为预置校正系数，根据测量转速计算电机转子的实际转速；若否，则将估计单元301得到的估计转速作为电机转子的实际转速。例如，可以如下：

该确定单元303具体可以包括测量子单元、状态确定子单元、校正系数计算子单元、第一确定子单元和第二确定子单元；

测量子单元，用于通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；

状态确定子单元，用于确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态；

校正系数计算子单元，用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速既不处于高速状态也不处于接近零速状态时，根据估计单元301得到的估计转速和测量子单元得到的测量转速计算校正系数，利用计算得到的校正系数更新预置校正系数，即将该计算得到的校正系数保存为预置校正系数；其中，该预置的校正系数的初始值可以设定为1。

第一确定子单元，用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速处于高速或接近零速状态时，根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速；

第二确定子单元，用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速既不处于高速状态也不处于接近零速状态时，将估计转速作为电机转子的实际转速；

其中，根据估计转速和测量转速计算校正系数具体可以采用如下任意一种方式：

(1)计算估计转速与测量转速的比值，得到第一校正系数；

(2)计算测量转速与估计转速的比值，得到第二校正系数；

即校正系数计算子单元，具体用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速处于高速或接近零速状态时，计算估计转速与测量转速的比值，得到第一校正系数；或者，计算测量转速与估计转速的比值，得到第二校正系数；

如果采用的校正系数为第一系数，则此时：

第一确定子单元，具体用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速处于高速或接近零速状态时，将测量转速和第一校正系数的乘积，作为电机转子的实际转速；

或者，如果采用的校正系数为第二系数，则此时：

第一确定子单元，具体用于将测量转速和第二校正系数的倒数的乘积，作为电机转子的实际转速。

其中，具体可以通过检测器来检测速度传感器是否正常，也可以通过比较测量转速估计转速之间的差值来确定速度传感器是否正常，比如，如果估计转速和测量转速之间相差太大，则说明速度传感器出现故障。即：

判断单元302，具体用于通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，若测量转速与估计转速的差值的绝对值大于设定阈值，则确定传感器不正常，若测量转速与估计转速的差值的绝对值小于等于设定阈值，则确定传感器正常。其中，该设定阈值可以根据实际应用的需求进行设置。

可选的，也可以设定一定速度源切换阈值，在估计转速大于零但低于速度源切换阈值时，直接采用估计转速作为电机转子的实际转速，而只有在确定估计转速大于设定的速度源切换阈值时，才执行判断速度传感器是否正常的步骤，从而决定是否更换速度源的选择，即：

判断单元302，具体用于在确定估计转速大于设定的速度源切换阈值时，判断速度传感器是否正常；其中，该速度源切换阈值可以根据实际应用的需求进行设置。

该逆变器的控制装置具体可以为微处理器，比如DSP或MCU。

具体实施时，以上各个单元可以由独立的实体实现，也可以进行任意组合，由同一或若干个实体来实现。以上各个单元的具体实施具体可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

该逆变器的控制装置具体可以应用于轨道交通中的逆变器中，也可以应用于其他的变频器控制系统中，在此不再赘述。

由上可知，本实施例的逆变器的控制装置一方面可以由估计单元301利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速，一方面可以由测量子单元利用速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，并在状态确定子单元确定速度传感器正常，且当前电机转子转速处于高速或接近零速状态的场景下，由第一确定子单元根据测量转速来确定电机转子的实际转速，而在速度传感器不正常，或虽然速度传感器正常，但当前电机转子转速既不处于高速也不处于接近零速状态的场景下，由第二确定子单元将估计转速作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。由于该方案可以根据不同的场景，以及电机的不同运行状态选择适当的速度源，所以既可以避免速度传感器发生故障时，无法准确测量电机转子转速的情况，也可以避免在电机处于高速或接近零速状态时，按照估算法得到的电机转子转速不准确的情况，可以准确地得到电机转子转速，提高对逆变器的控制精度和可靠性，从而提供电机功率的利用率。

实施例四、

一种电气系统，包括逆变器和本发明实施例提供的任一种逆变器的控制装置；

逆变器的控制装置，用于利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速；判断速度传感器是否正常；若速度传感器正常，则通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若处于高速或接近零速状态，则根据测量转速计算电机转子的实际转速；若即不处于高速状态也不处于接近零速状态，则将估计转速作为电机转子的实际转速；若速度传感器不正常，则将估计转速作为电机转子的实际转速，根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。

逆变器，用于接受该逆变器的控制装置的控制。

可选的，此外，为了提高电机转子的实际转速的计算精确度，还可以预置一个校正系数，用来对速度传感器所测量得到的测量转速进行校正。该预置的校正系数的初始值为1，并在电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态时，根据估计转速和测量转速来更新。即：

该逆变器的控制装置，具体还可以用于在确定当前电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态时，根据估计转速和测量转速计算校正系数，并保存为预置校正系数。

如果存在校正系数，则此时，根据测量转速计算电机转子的实际转速具体可以为：根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速。

该逆变器的控制装置的具体实施可参见前面实施例，在此不再赘述。

该电气系统具体可以应用于轨道交通中的逆变器中，也可以应用于其他的变频器控制系统中，其实施方式与上述相同，在此不再赘述。

由上可知，本实施例的电气系统中的逆变器的控制装置一方面利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速，一方面利用速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，在确定速度传感器正常，且当前电机转子转速处于高速或接近零速状态的场景下，根据测量转速来确定电机转子的实际转速，而在速度传感器不正常，或虽然速度传感器正常，但当前电机转子转速既不处于高速也不处于接近零速状态的场景下，将估计转速作为电机转子的实际转速，然后根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。由于该方案可以根据不同的场景，以及电机的不同运行状态选择适当的速度源，所以既可以避免速度传感器发生故障时，无法准确测量电机转子转速的情况，也可以避免在电机处于高速或接近零速状态时，按照估算法得到的电机转子转速不准确的情况，可以准确地得到电机转子转速，提高对逆变器的控制精度和可靠性，从而提供电机功率的利用率。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种逆变器的控制方法、装置和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种逆变器的控制方法，其特征在于，包括：

利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速；

判断速度传感器是否正常；

若正常，则通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则根据测量转速计算电机转子的实际转速；若否，则将估计转速作为电机转子的实际转速；

若不正常，则将估计转速作为电机转子的实际转速；

根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测量转速计算电机转子的实际转速具体为：

根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定当前电机转子转速既不处于高速状态，也不处于接近零速状态时，还包括：

根据估计转速和测量转速计算校正系数，利用计算得到的校正系数更新预置校正系数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据估计转速和测量转速计算校正系数，包括：

计算估计转速与测量转速的比值，得到第一校正系数；或者，计算测量转速与估计转速的比值，得到第二校正系数；

则所述根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速包括：

将测量转速和第一校正系数的乘积，作为电机转子的实际转速；或者，将测量转速和第二校正系数的倒数的乘积，作为电机转子的实际转速。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述判断速度传感器是否正常，包括：

通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；

若测量转速与估计转速的差值的绝对值大于设定阈值，则确定传感器不正常；

若测量转速与估计转速的差值的绝对值小于等于设定阈值，则确定传感器正常。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速，包括：

通过电流模型和/或电压模型计算磁链旋转频率；

利用转矩计算电机的滑差频率；

将磁链旋转频率减去滑差频率，得到估计转速。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制，包括：

利用电机转子的实际转速计算转子角频率；

利用转子角频率和滑差频率计算定子侧角频率；

根据定子侧角频率和预置调整方式对逆变器的输出进行控制。

8.一种逆变器的控制装置，其特征在于，包括

估计单元，用于利用电流模型和/或电压模型计算电机转子转速，得到估计转速；

判断单元，用于判断速度传感器是否正常；

确定单元，用于在判断单元判断速度传感器正常时，通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；并确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态，若是，则根据测量转速计算电机转子的实际转速；若否，则将估计转速作为电机转子的实际转速；在判断单元判断速度传感器不正常时，将估计转速作为电机转子的实际转速；

控制单元，用于根据确定单元得到的电机转子的实际转速对逆变器的输出进行控制。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述确定单元包括：

测量子单元，用于通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速；

状态确定子单元，用于确定当前电机转子转速是否处于高速或接近零速状态；

校正系数计算子单元，用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速既不处于高速状态也不处于接近零速状态时，根据估计单元得到的估计转速和测量子单元得到的测量转速计算校正系数，利用计算得到的校正系数更新预置校正系数；

第一确定子单元，用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速处于高速或接近零速状态时，根据测量转速和预置校正系数计算电机转子的实际转速；

第二确定子单元，用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速既不处于高速状态也不处于接近零速状态时，将估计转速作为电机转子的实际转速。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，

所述校正系数计算子单元，具体用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速处于高速或接近零速状态时，计算估计转速与测量转速的比值，得到第一校正系数；或者，计算测量转速与估计转速的比值，得到第二校正系数；

则所述第一确定子单元，具体用于在状态确定子单元确定当前电机转子转速处于高速或接近零速状态时，将测量转速和第一校正系数的乘积，作为电机转子的实际转速；或者，将测量转速和第二校正系数的倒数的乘积，作为电机转子的实际转速。

11.根据权利要求8至10任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述判断单元，具体用于通过速度传感器测量电机转子转速，得到测量转速，若测量转速与估计转速的差值的绝对值大于设定阈值，则确定传感器不正常，若测量转速与估计转速的差值的绝对值小于等于设定阈值，则确定传感器正常。

12.根据权利要求8至10任一项所述的控制装置，其特征在于，

估计单元，具体用于通过电流模型和/或电压模型计算磁链旋转频率，利用转矩计算电机的滑差频率，将磁链旋转频率减去滑差频率，得到估计转速。

13.根据权利要求12所述的控制装置，其特征在于，

所述控制单元，具体用于利用电机转子的实际转速计算转子角频率，利用转子角频率和滑差频率计算定子侧角频率，根据定子侧角频率和预置调整方式对逆变器的输出进行控制。

14.一种电气系统，其特征在于，包括逆变器和权利要求8至13所述的任一种逆变器的控制装置；逆变器，用于接受所述逆变器的控制装置的控制。

Images