CN108306572A - 控制无刷双馈电机的方法、装置、系统、处理器和终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制无刷双馈电机的方法、装置、系统、处理器和终端。该方法包括：基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线(S102)，其中，变频器与控制绕组电连接；获得无刷双馈电机按照电压/频率曲线运行中的功率绕组一侧的功率因数(S104)；以及根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内(S106)。通过本发明的控制无刷双馈电机的方法、系统以及变频器，实现了无刷双馈电机的软启动、无刷双馈电机由异步运行向同步运行转换以及高压侧功率因数的自动调整。

Description

控制无刷双馈电机的方法、装置、系统、处理器和终端

技术领域

本发明涉及无刷双馈电机。具体地，本发明涉及一种控制无刷双馈电机的方法、系统、变频器、处理器、存储介质、和终端。

背景技术

近年来，变频调速交流电机在许多工业领域得到了广泛应用。目前在交流调速中使用较多的是鼠龙式感应电机、绕线式感应电机、双馈电机等，但这些电机存在各自的缺点和局限性。

随着技术的发展，提出了一种无刷双馈电机(Brushless Doubly-fed Machine，简称BDFM)，其定子绕组由两套三相对称绕组组成，一套绕组为功率绕组(或称为高压绕组)，一套绕组为控制绕组(或称为低压绕组)。无刷双馈电机去掉了转子侧电刷，相对传统的交流电机提高了机械稳定性。图9示出了无刷双馈电机的示意图，无刷双馈电机包括控制绕组P1以及功率绕组P2。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制无刷双馈电机的方法、装置、系统、处理器和终端，以至少解决现有技术中不能有效控制无刷双馈电机的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种控制无刷双馈电机的方法，包括：基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线，其中，变频器与控制绕组电连接；获得无刷双馈电机按照电压/频率曲线运行中的功率绕组一侧的功率因数；以及根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内。

以这样的方式，通过变频器的控制使无刷双馈电机的功率因数保持在预定范围内，提升系统运行效率。

进一步地，在控制无刷双馈电机的方法中，根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内包括：如果获得的功率因数低于预定范围的最小值，则将变频器向控制绕组的输出电压提升预定量；以及如果获得的功率因数高于预定范围的最大值，则将变频器向控制绕组的输出电压降低预定量，其中，预定量等于变频器进行电压调整的最小解析度。

以这样的方式，实现了如何通过变频器调整高压侧功率因数。

进一步地，在控制无刷双馈电机的方法中，根据获得的功率因数调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内还包括：在将变频器向控制绕组的输出电压提升或降低预定量后的预定时间后再次获得功率因数。

以这样的方式，实现了对调整后的功率因数是否保持在合适范围内的检测。

进一步地，在控制无刷双馈电机的方法中，根据获得的功率因数调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内还包括：在功率因数的调整点设置滞环，包括：如果获得的功率因数不大于最大阈值，则保持当前的输出电压，其中，最大阈值比预定范围的最大值高预设值的量；并且如果获得的功率因数大于最大阈值，则确定获得的功率因数高于预定范围的最大值，以预定量降低输出电压并获得新的功率因数，直至获得的新的功率因数小于最小阈值，并且保持当前的输出电压，其中，最小阈值比预定范围的最大值低预设值的量并且大于预定范围的最小值。

以这样的方式，设置调整功率因数的逻辑。

进一步地，在将变频器向控制绕组的输出电压提升或降低预定量的同时，调整电压/频率曲线，使电压/频率曲线上的与多个频率值对应的电压值相应提升或降低预定量。

以这样的方式，调整无刷双馈电机在不同电压、频率工作时的电压/频率曲线。

进一步地，控制无刷双馈电机的方法还包括：在无刷双馈电机运行前通过变频器控制无刷双馈电机的启动，包括：通过变频器接收启动指令，变频器根据接收到的启动指令使启动电阻与无刷双馈电机的控制绕组电连接，并且使电源与无刷双馈电机的功率绕组电连接；以及在无刷双馈电机达到预定转速后，通过变频器控制旁路开关以旁路启动电阻并断开启动电阻。

以这样的方式，实现了通过变频器控制无刷双馈电机的启动。

进一步地，控制无刷双馈电机的方法还包括：在无刷双馈电机启动完成后，通过变频器控制无刷双馈电机的运行状态，其中，无刷双馈电机在启动完成后处于异步运行状态；并且，其中，通过变频器控制无刷双馈电机的运行状态包括使变频器与无刷双馈电机的控制绕组电连接，使变频器的输出频率逐渐升高，直至无刷双馈电机达到同步运行状态。

以这样的方式，稳步提升无刷双馈电机的转速。

进一步地，控制无刷双馈电机的方法还包括：在无刷双馈电机达到同步运行状态后，通过变频器根据输入信号调整无刷双馈电机的同步状态，其中，输入信号是向变频器发出的用于调速的模拟量信号。

以这样的方式，实现了通过变频器控制无刷双馈电机的转速。

进一步地，在控制无刷双馈电机的方法中，通过变频器根据输入信号调整无刷双馈电机的同步状态包括：通过调整变频器的输出频率，使无刷双馈电机运行在同步运行状态、超同步运行状态或亚同步运行状态。

以这样的方式，实现了通过变频器控制无刷双馈电机的同步状态。

进一步地，控制无刷双馈电机的方法还包括：在无刷双馈电机从异步运行状态转化为同步运行状态的过程中，通过变频器向控制绕组输出预定电压以加大无刷双馈电机的电压/频率曲线在0Hz处的提升电压，其中，控制绕组中的电流不超过额定电流。

以这样的方式，通过变频器的控制防止无刷双馈电机的转子失步。

进一步地，在无刷双馈电机从异步运行状态转化为同步运行状态的过程中，通过变频器向控制绕组输出预定电压以加大无刷双馈电机的电压/频率曲线的多个频率值处的提升电压，其中，控制绕组中的电流不超过额定电流。

以这样的方式，通过变频器的控制防止无刷双馈电机在不同频率下的转子失步。

进一步地，与多个频率值对应的电压值是从基于控制绕组的额定电压和额定频率计算的线性的电压/频率曲线上选取的。

以这样的方式，得到无刷双馈电机在不同频率运行所需的电压值。

进一步地，在控制无刷双馈电机的方法中，功率因数的预定范围是0.75-0.85。

以这样的方式，确定了高压侧功率因数的合适范围。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种控制无刷双馈电机的装置，包括：电压/频率曲线模块，用于基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线，其中，变频器与控制绕组电连接；接收模块，用于获得无刷双馈电机按照电压/频率曲线运行中时的功率绕组一侧的功率因数；以及控制模块，用于根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内。

以这样的方式，提供了能够使无刷双馈电机的功率因数保持在预定范围内，提升系统运行效率的控制无刷双馈电机的装置。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种控制无刷双馈电机的系统，包括：变频器；无刷双馈电机；以及控制无刷双馈电机的装置，其中，装置包括：电压/频率曲线模块，用于基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线，其中，变频器与控制绕组电连接；接收模块，用于获得无刷双馈电机按照电压/频率曲线运行中时的功率绕组一侧的功率因数；以及控制模块，用于根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内。

以这样的方式，提供了能够使无刷双馈电机的功率因数保持在预定范围内，提升系统运行效率的控制无刷双馈电机的系统。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制包括存储介质的设备执行根据本发明一个方面的方法。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行根据本发明一个方面的方法。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种终端，包括：一个或多个处理器、存储器、显示装置、以及一个或多个程序，其中，一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行根据本发明一个方面的方法。

在本发明实施例中，提供了控制无刷双馈电机的方法、系统、变频器、处理器、存储介质、和终端，通过变频器控制无刷双馈电机，实现了无刷双馈电机的启动、无刷双馈电机的电压/频率曲线调整以及无刷双馈电机的高压侧功率因数的调整。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的控制无刷双馈电机的运行状态的流程图；

图2是根据本发明实施例的调整V/F曲线的示意图；

图3是高压侧功率因数调整程序框图；

图4是根据本发明实施例的控制无刷双馈电机的启动的流程图；

图5是根据本发明实施例的控制无刷双馈电机的方法的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的控制无刷双馈电机的装置的框图；

图7是根据本发明一个实施例的控制无刷双馈电机的系统的框图；

图8是根据本发明另一个实施例的终端的框图；

图9是无刷双馈电机的示意图。

附图标号

S102：基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线；

S104：获得无刷双馈电机按照电压/频率曲线运行中的功率绕组一侧的功率因数；

S106：根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内；

L1、L2、L3：电压/频率曲线；

S302：调整开始；

S304：检测功率因数是否小于0.75，

S306：如果功率因数小于0.75,将输出电压提升一个最小解析度的值，步骤回到S304；

S308：如果功率因数不小于0.75，检测功率因数是否超出0.86；

S310：如果功率因数超出0.86，则将输出电压降低一个最小解析度的值，步骤进行到S312；

S312：检测功率因数是否小于0.84，如果功率因数不小于0.84，步骤回到S410；

S314：如果功率因数小于0.84或者不超出0.86，保持该值；

S402：通过变频器接收启动指令；

S404：变频器根据接收到的启动指令将启动电阻与无刷双馈电机的控制绕组电连接；

S406：将电源与无刷双馈电机的功率绕组电连接；

S408：在无刷双馈电机达到预定转速后，通过变频器控制旁路开关以旁路启动电阻并断开启动电阻；

S502：无刷双馈电机启动；

S504：控制无刷双馈电机达到同步运行状态；

S506：在无刷双馈电机达到同步运行状态后，通过变频器根据输入信号调整无刷双馈电机的同步状态；

S508：加大无刷双馈电机的电压/频率曲线在0Hz处的提升电压；

S510：加大无刷双馈电机的电压/频率曲线的多个频率值处的提升电压；

1：控制无刷双馈电机的装置；

11：电压/频率曲线模块；

13：接收模块；

15：控制模块；

3：控制无刷双馈电机的系统；

31：变频器；

33：无刷双馈电机；

5：终端；

51：处理器；

53：存储器；

55：显示装置；

531：程序；

P1：控制绕组；

P2：功率绕组。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块或单元。

根据本发明的一个实施例，提供了一种控制无刷双馈电机的方法。图1是根据本发明实施例的控制无刷双馈电机的运行状态的流程图。如图1所示，根据本发明实施例，控制无刷双馈电机的方法包括：S102，基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线，其中，变频器与控制绕组电连接；S104，获得无刷双馈电机按照电压/频率曲线运行中的功率绕组一侧的功率因数；以及S106，根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内。根据本发明的实施例的技术方案能够获取无刷双馈电机功率绕组一侧的功率因数并且对其调整使之保持在预定范围内。首先，可以以无刷双馈电机的控制绕组的参数为基础，计算无刷双馈电机运行时的电压以及及对应的频率，无刷双馈电机运行时的电压和频率形成电压/频率曲线。在无刷双馈电机运行的过程中，功率绕组侧的功率因数被采用外围功率因数仪表读出，根据该功率因数，在无刷双馈电机以电压/频率曲线运行的初始值的基础上，调整变频器向控制绕组输出的电压，以调整功率因数，使之保持在预定范围内。无刷双馈电机的电压/频率曲线如图2所示，当无刷双馈电机以曲线L3所示的电压/频率曲线运行时，其功率因数保持在预定范围内，其计算方式在后文描述。

以这样的方式，保持了无刷双馈电机的高压侧功率因数的范围。

根据本发明实施例，在控制无刷双馈电机的方法中，根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内包括：如果获得的功率因数低于预定范围的最小值，则将变频器向控制绕组的输出电压提升预定量；以及如果获得的功率因数高于预定范围的最大值，则将变频器向控制绕组的输出电压降低预定量，其中，预定量等于变频器进行电压调整的最小解析度。本发明实施例的变频器具备软件编程功能，在设置相应逻辑后，变频器能够根据该逻辑执行控制。变频器以最小解析度的预定量改变向控制绕组输出的电压，增大输出的电压将提升功率因数，降低输出的电压将减小功率因数，直至通过提升/降低电压将功率因数调整到预定范围。

根据本发明实施例，在控制无刷双馈电机的方法中，根据获得的功率因数调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内还包括：在将变频器向控制绕组的输出电压提升或降低预定量后的预定时间后再次获得功率因数。每次提升/降低电压之后，功率因数将发生改变，在功率因数稳定后再次读取变化后的功率因数，进行进一步的电压调节。在变频器调整功率因数的过程中，可能需要多数次调整，因此，在每次调整输出电压后再次进行功率因数的检测和获取。考虑到系统的稳定性，在每次调整后等待预定时间再执行功率因数的检测和获取，并基于上述方法进行调整。在一个示例中，预定时间是2秒。预定时间的设置是考虑系统稳定设置的，也可以根据需求设置为其他合适的值。

以这样的方式，实现了对调整后的功率因数是否保持在合适范围内的检测。

根据本发明实施例，在控制无刷双馈电机的方法中，根据获得的功率因数调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内还包括：在功率因数的调整点设置滞环，包括：如果获得的功率因数不大于最大阈值，则保持当前的输出电压，其中，最大阈值比预定范围的最大值高预设值的量；并且如果获得的功率因数大于最大阈值，则确定获得的功率因数高于预定范围的最大值，以预定量降低输出电压并获得新的功率因数，直至获得的新的功率因数小于最小阈值，并且保持当前的输出电压，其中，最小阈值比预定范围的最大值低预设值的量并且大于预定范围的最小值。如图3所示，图3是高压侧功率因数调整程序框图。

在图3中包括如下步骤：

S302，调整开始；此时无刷双馈电机以先前设置的电压/频率曲线运行，即在当前频率下，对无刷双馈电机施加电压/频率曲线上对应的电压。

S304，检测功率因数是否小于0.75；

S306，如果功率因数小于0.75,将输出电压提升一个最小解析度的值，例如1v，此时功率因数会相应提升，步骤回到S304；

S308，如果功率因数不小于0.75，检测功率因数是否超出0.86；

S310，如果功率因数超出0.86，则将输出电压降低一个最小解析度的值，例如1v，防止功率因数过高，出现容性过补偿情况，步骤进行到S312；

S312，检测功率因数是否小于0.84，如果功率因数不小于0.84，步骤回到S310；

S314，如果功率因数小于0.84或者不超出0.86，保持该值。

这样，对于不符合功率因数范围的情况，变频器能够做出相应的输出电压调整，最终将功率因数保持在需要的范围内。

在将变频器向控制绕组的输出电压提升或降低预定量的同时，调整电压/频率曲线，使电压/频率曲线上的与多个频率值对应的电压值相应提升或降低预定量。在每次对当前频率对应的电压进行调节时，对于其他频率对应的电压，根据当前频率对应的电压在上述过程中所调整的电压值，同时进行相应的调整。调整后的电压/频率曲线如图2中的L3所示，其计算方式在后文描述。

在本示例中，若功率因数较低，例如低于0.75，功率因数被提升并保持在0.84，若检测到功率因数超出0.86，功率因数被降到0.84。

以这样的方式，实现了如何通过变频器调整高压侧功率因数，防止在功率因数调整过程中的振荡。

在上述示例中，最小解析度是1V。根据本发明实施例的变频器的最小解析度可以考虑设备本身的参数设置，或者可以由用户根据需要设置。设置合理的最小解析度的值使得功率因数不会在每次调整后产生过大的改变而无法在调整后得到所需的功率因数。

提供了根据本发明的另一个实施例的控制无刷双馈电机的方法。图4是根据本发明实施例的控制无刷双馈电机的启动的流程图。根据本发明的另一个实施例的控制无刷双馈电机的方法还包括：在通过变频器控制无刷双馈电机的运行状态前，通过变频器控制无刷双馈电机的启动，其中，通过变频器控制无刷双馈电机的启动包括：

S402，通过变频器接收启动指令；

S404，变频器根据接收到的启动指令将启动电阻与无刷双馈电机的控制绕组电连接；并且

S406，将电源与无刷双馈电机的功率绕组电连接；以及

S408，在无刷双馈电机达到预定转速后，通过变频器控制旁路开关以旁路启动电阻并断开启动电阻。

无刷双馈电机的启动过程需要实现启动电阻和电源与无刷双馈电机的电连接，这些控制通过变频的来完成。本发明的变频器能够接收操作指令，例如用户或者系统等发出的启动指令，变频器根据该启动指令控制相应的开关，使启动电阻与无刷双馈电机的控制绕组电连接，同时控制高压断路器闭合，将电源与无刷双馈电机的功率绕组电连接，实现高压电机串电阻软启动。随着无刷双馈电机启动开始，无刷双馈电机转速提升，直至达到稳定的预定转速。变频器设置对应的等待延时，使得在无刷双馈电机到达该预定转速后，变频器控制启动电阻的旁路开关闭合，使得启动电阻被短接，同时控制启动电阻对应的开关断开，使启动电阻从无刷双馈电机的控制绕组安全断开。此时，无刷双馈电机达到稳定转速，并且启动电阻断开，无刷双馈电机启动完成，并且进入异步运行状态。

以这样的方式，实现了通过变频器控制无刷双馈电机的启动。

图5是根据本发明实施例的控制无刷双馈电机的方法的流程图。具体地，图5中示出的流程图中包括了控制无刷双馈电机的启动和运行状态，以及其他在下文内容中详细说明的内容。

如图5所示，根据本发明实施例，控制无刷双馈电机的方法包括：在无刷双馈电机启动S502完成后，通过变频器控制无刷双馈电机的运行状态，其中，无刷双馈电机在启动完成后处于异步运行状态；并且，其中，通过变频器控制无刷双馈电机的运行状态包括使变频器与无刷双馈电机的控制绕组电连接，S504，使变频器的输出频率逐渐升高，直至无刷双馈电机达到同步运行状态。

无刷双馈电机在启动完成后处于异步运行状态，为了使其从异步运行状态切换为同步运行状态，通过变频器(例如SINAMICS G130变频器)对其进行控制。无刷双馈电机具备功率高绕组和控制低绕组，低压绕组控制绕组可以用来控制无刷双馈电机的运行状态。变频器通过控制电路中的接触器与无刷双馈电机的低压绕组控制绕组电连接，从而变频器能够通过低压绕组控制绕组向无刷双馈电机传递电信号。具体地，变频器向低压绕组控制绕组的输出频率从0Hz开始逐渐升高，无刷双馈电机的转速随着从变频器接收到的输出频率的升高逐渐升高，直至无刷双馈电机从异步运行状态达到同步运行状态。

以这样的方式，通过变频器的控制使无刷双馈电机从异步运行状态向同步运行状态切换。

并且，如图5所示，根据本发明实施例控制无刷双馈电机的方法还包括：S506，在无刷双馈电机达到同步运行状态后，通过变频器根据输入信号调整无刷双馈电机的同步状态，其中，输入信号是向变频器发出的用于调速的模拟量信号。具体地，变频器能够接收从中控室发出的用于调速的模拟量信号，并根据该模拟量信号输出对应的输出频率。变频器向无刷双馈电机的控制绕组输出的输出频率能够调整无刷双馈电机的转速，进而调整其同步状态。

以这样的方式，实现了通过变频器控制无刷双馈电机的转速。

根据本发明实施例，在控制无刷双馈电机的方法中，通过变频器根据输入信号调整无刷双馈电机的同步状态包括：通过调整变频器的输出频率，使无刷双馈电机运行在同步运行状态、超同步运行状态或亚同步运行状态。例如，变频器能够输出接近0Hz的输出频率，使无刷双馈电机运行在同步运行状态；或者，变频器能够输出正值的输出频率，使得无刷双馈电机转速相应提升并运行在超同步运行状态；或者，变频器能够输出负值的输出频率，使得无刷双馈电机转速相应提升并运行在亚同步运行状态。

以这样的方式，实现了通过变频器控制无刷双馈电机的同步状态。

如图5所示，根据本发明实施例，控制无刷双馈电机的方法还包括：S508，在无刷双馈电机从异步运行状态转化为同步运行状态的过程中，通过变频器向控制绕组输出预定电压以加大无刷双馈电机的电压/频率曲线(V/F曲线)在0Hz处的提升电压，其中，控制绕组中的电流不超过额定电流。在无刷双馈电机的运行过程中，转子可能因为种种原因产生失步的趋势，原因例如负载的增加，此时，为了保持转子的转速和同步状态，变频器能够向控制绕组输出高电压的预定电压，控制无刷双馈电机的绕组强励磁，提升磁场强度，使得转子不易发生转速的变化。此时，对于无刷双馈电机的电压/频率曲线设定，在0Hz附近加大提升电压，控制绕组中的电流增大并接近于绕组的额定电流，但不超过该额定电流，进而最大程度的防止转子的转速产生变化。

与多个频率值对应的电压值是从基于控制绕组的额定电压和额定频率计算的线性的电压/频率曲线上选取的，即基于额定电压(例如，300V)和额定频率(例如，25Hz)，计算出一条线性电压频率线，如图2中的曲线L1所示。例如，对曲线L1，先将0-25Hz平均分成5段，即5Hz，10Hz，15Hz，20Hz，25Hz，然后按照线性计算出相应频率点对应的电压值即60V，120V，180V，240V，300V，按照这些值设置无刷双馈电机最初的工作参数。在如上的步骤中，在0Hz附近加大提升电压，如图2中的曲线L2所示，在0Hz处，加大的电压防止转子失步，但是对电压的调整时电流不超过电路中的额定电流。电压/频率曲线相对于基于额定电压和额定频率计算的线性电压频率线发生相应的偏移。

以这样的方式，通过变频器的控制防止无刷双馈电机在0Hz的转子失步。

如图5所示，根据本发明实施例，控制无刷双馈电机的方法还包括：S510，在无刷双馈电机从异步运行状态转化为同步运行状态的过程中，通过变频器向控制绕组输出预定电压以加大无刷双馈电机的电压/频率曲线的多个频率值处的提升电压，其中，控制绕组中的电流不超过额定电流。变频器设置无刷双馈电机的整条电压/频率曲线，以设置无刷双馈电机在不同频率下的运行参数。根据本申请实施方式的变频器的控制方式可设置为可编程电压/频率控制方式，用以控制电压/频率曲线。如图2中的曲线L2所示，除0Hz处以外，其他频率点对应的电压也发生了相应的调整，在曲线L2上，随着频率的增加，对高频率对应的电压的提升值相对于较低频率对应的电压提升的值降低，调整后的电压/频率曲线呈随频率的升高逐渐平缓的曲线L2，这样的调整保证了对无刷双馈电机在不同频率下均防止转子失步，同时电路中的电流不超过额定电流。

以这样的方式，通过变频器设置了无刷双馈电机的电压/频率曲线，防止控制绕组在不同频率下出现过流、过载情况发生，防止转子失步。

基于功率因数调整电压/频率曲线的步骤在如上设置了图2中的曲线L2之后进行。如上所述，当无刷双馈电机根据曲线L2所示的电压/频率曲线运行时，能够防止转子失步，电路中的电流不超过额定电流。在一个示例中，功率因数低于预定范围，在调整功率因数时，当前频率对应的电压值升高，则其他频率对应的电压值相应升高，直至功率因数达到预定范围。若在功率因数调整的过程中，功率因数超出了预定范围，则降低当前频率对应的电压值并且对应降低其他频率对应的电压值，使功率因数保持在预定范围内，于是基于曲线L2得到调整后的曲线L3，无刷双馈电机根据曲线L3运行时功率因数保持在预定的范围内。

根据本发明实施例，在控制无刷双馈电机的方法中，功率因数的预定范围是0.75-0.85。该预定范围是根据所需的功率因数范围确定的，也可以根据实际需求确定其他的功率因数范围，例如，该功率因数范围的功率因数的最大值可以为0.9或者更高。为了保证无刷双馈电机的工作效率，该功率因数值尽可能大，并且考虑工作过程的损耗确定该功率因数的值。

以这样的方式，确定了高压侧功率因数的合适范围。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种控制无刷双馈电机的装置。图6是根据本发明一个实施例的控制无刷双馈电机的装置1的框图，如图6所示，装置1包括：电压/频率曲线模块11，用于基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线，其中，变频器与控制绕组电连接；接收模块13，用于获得无刷双馈电机按照电压/频率曲线运行中时的功率绕组一侧的功率因数；以及控制模块15，用于根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种控制无刷双馈电机的系统。图7是根据本发明另一个实施例的控制无刷双馈电机的系统的框图，如图7所示，该系统3包括：变频器31；无刷双馈电机33；以及控制无刷双馈电机的装置1，其中，装置包括：电压/频率曲线模块11，用于基于与多个频率值对应的电压值控制变频器31以设置无刷双馈电机33的控制绕组的电压/频率曲线，其中，变频器31与控制绕组电连接；接收模块13，用于获得无刷双馈电机33按照电压/频率曲线运行中时的功率绕组一侧的功率因数；以及控制模块15，用于根据获得的功率因数以控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整变频器31向控制绕组的输出电压以使功率因数保持在预定范围内。该系统包括上述的变频器和无刷双馈电机，其具备的功能和实现的方法与上述相同，在此不再赘述。

以这样的方式，提供了能够使无刷双馈电机的功率因数保持在预定范围内，提升系统运行效率的控制无刷双馈电机的装置和系统

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制包括存储介质的设备执行根据本发明实施例的方法。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行根据本发明实施例的方法。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种终端。图8是根据本发明另一个实施例的终端的框图。该终端5包括：一个或多个处理器51、存储器53、显示装置55、以及一个或多个程序531，其中，一个或多个程序531被存储在存储器53中，并且被配置为由一个或多个处理器51执行，一个或多个程序531包括用于执行根据本发明实施例的方法。

本发明的技术方案不仅可以通过变频器和无刷双馈电机来实现，也可以通过执行根据本发明实施例的方法的程序实现，存储程序的存储介质、用于运行程序的处理器和具备存储器和处理器的终端均可作为程序的载体用于实现本发明技术方案。

在本发明实施例中，提供了控制无刷双馈电机的方法、系统、变频器、处理器、存储介质、和终端，通过变频器控制无刷双馈电机，实现了无刷双馈电机的启动、无刷双馈电机的电压/频率曲线调整以及无刷双馈电机的高压侧功率因数的调整。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.控制无刷双馈电机的方法，其特征在于，包括：

基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置所述无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线(S102)，其中，所述变频器与所述控制绕组电连接；

获得所述无刷双馈电机按照所述电压/频率曲线运行中的功率绕组一侧的功率因数(S104)；以及

根据获得的所述功率因数以所述控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整所述变频器向所述控制绕组的输出电压以使所述功率因数保持在预定范围内(S106)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获得的所述功率因数以所述控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整所述变频器向所述控制绕组的输出电压以使所述功率因数保持在预定范围内包括：

如果获得的功率因数低于所述预定范围的最小值，则将所述变频器向所述控制绕组的输出电压提升预定量；以及

如果获得的功率因数高于所述预定范围的最大值，则将所述变频器向所述控制绕组的输出电压降低所述预定量，

其中，所述预定量等于所述变频器进行电压调整的最小解析度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据获得的所述功率因数调整所述变频器向所述控制绕组的输出电压以使所述功率因数保持在预定范围内还包括：

在将所述变频器向所述控制绕组的输出电压提升或降低预定量后的预定时间后再次获得功率因数。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据获得的所述功率因数调整所述变频器向所述控制绕组的输出电压以使所述功率因数保持在预定范围内还包括：

在功率因数的调整点设置滞环，包括：

如果获得的功率因数不大于最大阈值，则保持当前的输出电压，其中，所述最大阈值比所述预定范围的最大值高预设值的量；并且

如果获得的功率因数大于最大阈值，则确定获得的功率因数高于所述预定范围的最大值，以所述预定量降低所述输出电压并获得新的功率因数，直至获得的新的功率因数小于最小阈值，并且保持当前的输出电压，其中，所述最小阈值比所述预定范围的最大值低预设值的量并且大于所述预定范围的最小值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

在将所述变频器向所述控制绕组的输出电压提升或降低预定量的同时，调整所述电压/频率曲线，使所述电压/频率曲线上的与多个频率值对应的电压值相应提升或降低预定量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述无刷双馈电机运行前通过所述变频器控制所述无刷双馈电机的启动，包括：

通过所述变频器接收启动指令(S402)；

所述变频器根据接收到的所述启动指令使启动电阻与所述无刷双馈电机的控制绕组电连接(S404)；并且

使电源与所述无刷双馈电机的功率绕组电连接(S406))；以及

在所述无刷双馈电机达到预定转速后，通过所述变频器控制旁路开关以旁路所述启动电阻并断开所述启动电阻(S408)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述无刷双馈电机启动(S502)完成后，通过所述变频器控制所述无刷双馈电机的运行状态，其中，所述无刷双馈电机在启动完成后处于异步运行状态；并且，

其中，通过所述变频器控制所述无刷双馈电机的运行状态包括使所述变频器与所述无刷双馈电机的控制绕组电连接，使所述变频器的输出频率逐渐升高，直至所述无刷双馈电机达到同步运行状态(S504)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述无刷双馈电机达到同步运行状态后，通过所述变频器根据输入信号调整所述无刷双馈电机的同步状态(S506)，其中，所述输入信号是向所述变频器发出的用于调速的模拟量信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过所述变频器根据输入信号调整所述无刷双馈电机的同步状态包括：

通过调整所述变频器的输出频率，使所述无刷双馈电机运行在同步运行状态、超同步运行状态或亚同步运行状态。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述无刷双馈电机从所述异步运行状态转化为所述同步运行状态的过程中，通过所述变频器向所述控制绕组输出预定电压以加大所述无刷双馈电机的电压/频率曲线在0Hz处的提升电压(S508)，其中，所述控制绕组中的电流不超过额定电流。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：

在所述无刷双馈电机从异步运行状态转化为同步运行状态的过程中，通过所述变频器向所述控制绕组输出预定电压以加大所述无刷双馈电机的电压/频率曲线的多个频率值处的提升电压(S510)，其中，所述控制绕组中的电流不超过额定电流。

12.根据权利要1所述的方法，其特征在于：

所述与多个频率值对应的电压值是从基于所述控制绕组的额定电压和额定频率计算的线性的电压/频率曲线上选取的。

13.根据权利要1所述的方法，其特征在于：

所述预定范围为0.75‐0.85。

14.控制无刷双馈电机的装置(1)，其特征在于，包括：

电压/频率曲线模块(11)，用于基于与多个频率值对应的电压值控制变频器以设置所述无刷双馈电机的控制绕组的电压/频率曲线，其中，所述变频器与所述控制绕组电连接；

接收模块(13)，用于获得所述无刷双馈电机按照所述电压/频率曲线运行中时的功率绕组一侧的功率因数；以及

控制模块(15)，用于根据获得的所述功率因数以所述控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整所述变频器向所述控制绕组的输出电压以使所述功率因数保持在预定范围内。

15.控制无刷双馈电机的系统(3)，其特征在于，包括：

变频器(31)；

无刷双馈电机(33)；以及

控制无刷双馈电机的装置(1)，其中，所述装置包括：

电压/频率曲线模块(11)，用于基于与多个频率值对应的电压值控制变频器(31)以设置所述无刷双馈电机(33)的控制绕组的电压/频率曲线，其中，所述变频器(31)与所述控制绕组电连接；

接收模块(13)，用于获得所述无刷双馈电机(33)按照所述电压/频率曲线运行中时的功率绕组一侧的功率因数；以及

控制模块(15)，用于根据获得的所述功率因数以所述控制绕组的电压/频率曲线作为初始值调整所述变频器(31)向所述控制绕组的输出电压以使所述功率因数保持在预定范围内。

16.存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制包括所述存储介质的设备执行权利要求1至13中任意一项所述的方法。

17.处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至13中任意一项所述的方法。

18.终端(5)，其特征在于，包括：一个或多个处理器(51)、存储器(53)、显示装置(55)、以及一个或多个程序(531)，其中，所述一个或多个程序(531)被存储在所述存储器(53)中，并且被配置为由所述一个或多个处理器(51)执行，所述一个或多个程序(531)包括用于执行权利要求1至13中任意一项所述的方法。