CN108832862A - 一种用于多种变频洗衣机的电机控制器及其控制方法 - Google Patents

一种用于多种变频洗衣机的电机控制器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电动机、发电机或机电变换器的控制或调节技术领域，公开了一种用于多种变频洗衣机的电机控制器及其控制方法；用于多种变频洗衣机的电机控制器及其控制方法设置有壳体；所述壳体由上壳体和下壳体组合而成，所述壳体上有信号输入连接口、信号输出连接口和控制电源接口；所述上壳体顶部设置有散热孔；所述壳体内部螺钉固定有PCB板，所述PCB板由信号输入模块、电源模块、微处理器、信号输出模块组成。本发明可以提高散热效果，在洗衣机的使用过程中，可以实现根据需要电机变频的功能；结构简单，功能齐全，并且降低了成本。

Description

一种用于多种变频洗衣机的电机控制器及其控制方法
技术领域
本发明属于电动机、发电机或机电变换器的控制或调节技术领域，尤其涉及一种用于多种变频洗衣机的电机控制器及其控制方法。
背景技术
目前，伴随着工业自动化的发展，电机变频控制器也开始渗入到生产、生活的各个角落。但目前，市面上电机变频控制器零乱的散落在产品的外部，连线接口有些和各个功能模块设置在产品的不同位置，导致安装不方便，同时抗干扰耦合能力差缺陷。随着洗衣机的发展，变频电机使用的频率越来越频繁，但传统的控制器结复杂，安装不方便，不能满足生产和生活的需要。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)电机变频控制器零乱的散落在产品的外部，连线接口有些和各个功能模块设置在产品的不同位置，导致安装不方便，同时抗干扰耦合能力差缺陷。结复杂，安装不方便，不能满足生产和生活的需要。
(2)电机变频控制器的控制存在预估性差，容易失稳。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于多种变频洗衣机的电机控制器及其控制方法。
本发明是这样实现的，一种用于多种变频洗衣机的电机控制方法，所述用于多种变频洗衣机的电机控制方法包括：
(1)通过操作控制装置，通过信号输入连接口将信号传递至信号输入模块，由信号输入模块将信息传递到微处理器进行傅里叶变换；
所述傅里叶变换为：对于信号x(t)，广义傅里叶变换定义为：
式中，s0(t)是随着时间变化的实值函数，实际是对做标准的傅里叶变换，同时对XG(f)进行逆广义傅里叶变换，得到x(t)；
如果XG(f)＝δ(f-f0)则有一个瞬时频率为的信号，经过广义傅里叶变换，其能量集中于频率f＝f0上，其中
(2)微处理器将处理之后的信号传递至信号输出模块，通过信号输出连接口传递至电机，电机通过小信号模型实现变频控制；
所述小信号模型为：
状态变量和输入变量分别为：
其中，输入变量ΔUcird，ΔUcirq，ΔUcd，ΔUcq和Δω提供小信号模型对控制器的接口，分别对应环流抑制控制器(ΔUcird，ΔUcirq)、d-q解耦主控制器(ΔUcd，ΔUcq)和锁相环PLL控制(Δω)；ΔUsd和ΔUsq提供和交流系统的接口，ΔUdc提供和直流侧的接口；
(3)控制电源接口通电为控制器提供电源。
进一步，所述电源运行的目标函数为：
式中：k为完整调度周期可以划分的单位阶段数，对于每个阶段可认为各个分布式电源出力、储能单元出力以及负荷大小保持不变；ΔT为单位阶段的时长；Ci(t)和Pi(t)分别为t时刻馈线连接的母线节点电价成本以及馈线出口有功功率；n为可控分布式电源的个数；Ci(t)和PDG-i(t)分别为第i个可控分布式电源在t时刻的发电成本以及有功出力。
所述电源反向送电的约束条件为：
式中：SB为所有节点集合；SG为所有可控分布式电源集合；SR为所有无功源集合；SL为所有支路集合；PGi为分布式电源i的有功出力，P Gi和分别为其下限和上限，不同类型分布式电源有功出力上下限存在较大差别，储能电池的有功出力上下限不仅受限于并网逆变器的容量，与储能电池的选型以及运行过程中的荷电状态有关；QRi为无功源i的无功出力，Q Ri和分别为其下限和上限；Vi为节点电压，和V i分别为其上下限；为支路潮流Ii的上限；V1和Vbus分别为馈线首节点电压幅值和母线电压幅值。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述用于多种变频洗衣机的电机控制方法的用于多种变频洗衣机的电机控制器，所述用于多种变频洗衣机的电机控制器设置有壳体；
所述壳体由上壳体和下壳体组合而成；
所述上壳体和下壳体的连接处填充有橡胶条或聚氯乙烯海绵条。所述壳体上有信号输入连接口、信号输出连接口和控制电源接口。
进一步，所述上壳体顶部设置有散热孔。
进一步，所述壳体内部螺钉固定有PCB板，所述PCB板由信号输入模块、电源模块、微处理器、信号输出模块组成；信号输入模块通过信号输入连接口获得信息，然后将信息传递到微处理器，微处理器将处理之后的信号传递至信号输出模块，通过信号输出连接口传递至电机，实现变频控制。
本发明的优点及积极效果为：可以提高散热效果，在洗衣机的使用过程中，可以实现根据需要电机变频的功能；并且安装方便、结构简单，功能齐全，降低了成本，满足生产和生活的需要。本发明建立小信号模型，所建立模型提供了和控制系统、交直流侧的方便的接口；同时建立了控制系统小信号模型，以及模型间的接口方法；通过MATLAB下的阶跃响应结果和PSCAD下详细电磁暂态仿真结果进行对比，高度的一致性验证了所提出模型的正确性，通过对系统稳定性的预估和失稳现象的判断，证明了所提出模型进行稳定性判断和参数设计的准确性和有效性；通过小信号模型和简化端模型的对比可见。本发明采用HH T(Hilbert-H uang变换)方法识别运行模式、利用广义Fo urier变换进行变频洗衣机时频转换的故障诊断方法，可将线调频的电源信号转换为新的时频域的恒频信号；仿真表明该方法能达到突出故障特征的目的。本发明可以大幅度缓解因负荷以及间歇式能源发电功率波动对于馈线出口功率的影响，这正是主动控制特性的体现。最后，算例的仿真分析验证了这种多时间尺度下的分布式电源协调控制技术的有效性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于多种变频洗衣机的电机控制器结构示意图；
图2是本发明实施例提供的用于多种变频洗衣机的电机控制方法示意图；
图中：1、壳体；2、上壳体；3、下壳体；4、信号输入连接口；5、信号输出连接口；6、控制电源接口；7、散热孔；8、PCB板；9、信号输入模块；10、电源模块；11、微处理器；12、信号输出模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的用于多种变频洗衣机的电机控制器设置有壳体1；
所述壳体1由上壳体2和下壳体3组合而成；
作为本发明的优选实施例，所述壳体1为了防腐蚀为塑料制作；所述上壳体2和下壳体3的连接处填充有橡胶条或聚氯乙烯海绵条。所述壳体1上有信号输入连接口4、信号输出连接口5和控制电源接口6；
作为本发明的优选实施例，所述上壳体2顶部设置有散热孔7；
作为本发明的优选实施例，所述壳体1内部螺钉固定有PCB板8，所述PCB板8由信号输入模块9、电源模块10、微处理器11、信号输出模块12组成。其控制流程为：信号输入模块9通过信号输入连接口4获得信息，然后将信息传递到微处理器11，微处理器11将处理之后的信号传递至信号输出模块12，通过信号输出连接口5传递至电机，从而实现变频控制。
本发明的工作原理：使用时，通过操作控制装置，进而通过信号输入连接口4将信号传递至信号输入模块9，由信号输入模块9将信息传递到微处理器11，微处理器11将处理之后的信号传递至信号输出模块12，通过信号输出连接口5传递至电机，从而实现变频控制。控制电源接口6通电可以为控制器提供电源。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
本发明实施例提供的用于多种变频洗衣机的电机控制方法包括：
(1)通过操作控制装置，通过信号输入连接口将信号传递至信号输入模块，由信号输入模块将信息传递到微处理器进行傅里叶变换；
所述傅里叶变换为：对于信号x(t)，广义傅里叶变换定义为：
式中，s0(t)是随着时间变化的实值函数，实际是对做标准的傅里叶变换，同时对XG(f)进行逆广义傅里叶变换，得到x(t)；
如果XG(f)＝δ(f-f0)则有一个瞬时频率为的信号，经过广义傅里叶变换，其能量集中于频率f＝f0上，其中
(2)微处理器将处理之后的信号传递至信号输出模块，通过信号输出连接口传递至电机，电机通过小信号模型实现变频控制；
所述小信号模型为：
状态变量和输入变量分别为：
其中，输入变量ΔUcird，ΔUcirq，ΔUcd，ΔUcq和Δω提供小信号模型对控制器的接口，分别对应环流抑制控制器(ΔUcird，ΔUcirq)、d-q解耦主控制器(ΔUcd，ΔUcq)和锁相环PLL控制(Δω)；ΔUsd和ΔUsq提供和交流系统的接口，ΔUdc提供和直流侧的接口；
(3)控制电源接口通电为控制器提供电源。
进一步，所述电源运行的目标函数为：
式中：k为完整调度周期可以划分的单位阶段数，对于每个阶段可认为各个分布式电源出力、储能单元出力以及负荷大小保持不变；ΔT为单位阶段的时长；Ci(t)和Pi(t)分别为t时刻馈线连接的母线节点电价成本以及馈线出口有功功率；n为可控分布式电源的个数；Ci(t)和PDG-i(t)分别为第i个可控分布式电源在t时刻的发电成本以及有功出力。
所述电源反向送电的约束条件为：
式中：SB为所有节点集合；SG为所有可控分布式电源集合；SR为所有无功源集合；SL为所有支路集合；PGi为分布式电源i的有功出力，P Gi和分别为其下限和上限，不同类型分布式电源有功出力上下限存在较大差别，储能电池的有功出力上下限不仅受限于并网逆变器的容量，与储能电池的选型以及运行过程中的荷电状态有关；QRi为无功源i的无功出力，Q Ri和分别为其下限和上限；Vi为节点电压，和V i分别为其上下限；为支路潮流Ii的上限；V1和Vbus分别为馈线首节点电压幅值和母线电压幅值。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种用于多种变频洗衣机的电机控制方法，其特征在于，所述用于多种变频洗衣机的电机控制方法包括：
(1)通过操作控制装置，通过信号输入连接口将信号传递至信号输入模块，由信号输入模块将信息传递到微处理器进行傅里叶变换；
所述傅里叶变换为：对于信号x(t)，广义傅里叶变换定义为：
式中，s0(t)是随着时间变化的实值函数，实际是对做标准的傅里叶变换，同时对XG(f)进行逆广义傅里叶变换，得到x(t)；
如果XG(f)＝δ(f-f0)，则有一个瞬时频率为f(t)＝f0+s＇0(t)的信号，经过广义傅里叶变换，其能量集中于频率f＝f0上，其中
(2)微处理器将处理之后的信号传递至信号输出模块，通过信号输出连接口传递至电机，电机通过小信号模型实现变频控制；
所述小信号模型为：
状态变量和输入变量分别为：
Δxc＝[Δuc Δuc_1d Δuc_1q Δuc_2d Δuc_2q Δuc_3x Δuc_3y
ΔIdc ΔIsd ΔIsq ΔIcird ΔIcirq]T
Δuc＝[ΔUcird ΔUcirq ΔUcd ΔUcq Δω ΔUsd ΔUsq ΔUdc]T；
其中，输入变量ΔUcird，ΔUcirq，ΔUcd，ΔUcq和Δω提供小信号模型对控制器的接口，分别对应环流抑制控制器(ΔUcird，ΔUcirq)、d-q解耦主控制器(ΔUcd，ΔUcq)和锁相环PLL控制(Δω)；ΔUsd和ΔUsq提供和交流系统的接口，ΔUdc提供和直流侧的接口；
(3)控制电源接口通电为控制器提供电源。
2.如权利要求1所述的用于多种变频洗衣机的电机控制方法，其特征在于，所述电源运行的目标函数为：
式中：k为完整调度周期可以划分的单位阶段数，对于每个阶段可认为各个分布式电源出力、储能单元出力以及负荷大小保持不变；ΔT为单位阶段的时长；Ci(t)和Pi(t)分别为t时刻馈线连接的母线节点电价成本以及馈线出口有功功率；n为可控分布式电源的个数；Ci(t)和PDG-i(t)分别为第i个可控分布式电源在t时刻的发电成本以及有功出力；
所述电源反向送电的约束条件为：
式中：SB为所有节点集合；SG为所有可控分布式电源集合；SR为所有无功源集合；SL为所有支路集合；PGi为分布式电源i的有功出力，P Gi和分别为其下限和上限，不同类型分布式电源有功出力上下限存在较大差别，储能电池的有功出力上下限不仅受限于并网逆变器的容量，与储能电池的选型以及运行过程中的荷电状态有关；QRi为无功源i的无功出力，Q Ri和分别为其下限和上限；Vi为节点电压，和V i分别为其上下限；为支路潮流Ii的上限；V1和Vbus分别为馈线首节点电压幅值和母线电压幅值。
3.一种实现权利要求1所述用于多种变频洗衣机的电机控制方法的用于多种变频洗衣机的电机控制器，其特征在于，所述用于多种变频洗衣机的电机控制器设置有壳体；
所述壳体由上壳体和下壳体组合而成；
所述上壳体和下壳体的连接处填充有橡胶条或聚氯乙烯海绵条；所述壳体上有信号输入连接口、信号输出连接口和控制电源接口。
4.如权利要求3所述的用于多种变频洗衣机的电机控制器，其特征在于，所述上壳体顶部设置有散热孔。
5.如权利要求3所述的用于多种变频洗衣机的电机控制器，其特征在于，所述壳体内部螺钉固定有PCB板，所述PCB板由信号输入模块、电源模块、微处理器、信号输出模块组成；信号输入模块通过信号输入连接口获得信息，然后将信息传递到微处理器，微处理器将处理之后的信号传递至信号输出模块，通过信号输出连接口传递至电机，实现变频控制。
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