CN110212796A - 逆变器的开关频率控制方法、装置与计算机可读存储介质 - Google Patents

逆变器的开关频率控制方法、装置与计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种逆变器的开关频率控制方法、装置与计算机可读存储介质，方法包括在当前周期内控制逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频；获取逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；当工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围；当工作噪声幅值低于或等于所述噪声幅值阈值时，将当前周期的变频范围作为下一周期对应的变频范围。本发明实施例可以通过不断循环地执行来找到一个能够符合噪声要求的变频范围，使得逆变器的开关频率在符合噪声要求的变频范围内随机变频，从而能够满足噪声要求，因而能够在不改变逆变器结构或者不增加隔吸声措施的前提下，有效地降低逆变器产生的噪声。

Description

逆变器的开关频率控制方法、装置与计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，特别涉及一种逆变器的开关频率控制方法、装置与计算机可读存储介质。
背景技术
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)的装置，由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。新能源汽车一般采用交流电机作为主要动力源，而新能源汽车的动力电池为直流电源，为了给交流电机供电，这就需要电机控制器中的逆变器将动力电池的直流电转换为交流电给电机供电工作。
逆变器工作过程会产生相应噪声，如果将其应用在新能源汽车，将极大影响车辆乘坐舒适性。目前公开的技术仅涉及改变逆变器结构或增加隔吸声措施来优化本体噪声，这无疑会增加逆变器的制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是要提供一种逆变器的开关频率控制方法、装置与计算机可读存储介质，能够在不改变逆变器结构或者不增加隔吸声措施的前提下，有效地降低逆变器产生的噪声。
本发明实施例第一方面提供一种逆变器的开关频率控制方法，包括：
在当前周期内控制所述逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频；
获取所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；
当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围；
当所述工作噪声幅值低于或等于所述噪声幅值阈值时，将当前周期的变频范围作为下一周期对应的变频范围。
优选地，所述当前周期对应的变频范围为(f1-d，f1+d)；
其中，f1为所述逆变器的初始开关频率，且f1为预先获取的定值；d为当前周期对应的变频幅值；
所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围，具体为当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值。
优选地，所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值，具体为当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，根据预设的变频幅值增大值△d来增大下一周期对应的变频幅值；其中变频幅值增大值△d为固定值。
优选地，所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值，包括：
根据计算变频幅值增大值△d；其中，A为所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；A0为所述噪声幅值阈值；
根据变频幅值增大值△d增大下一周期对应的变频幅值以增大下一周期对应的变频范围。
优选地，d的初始值为
A1为当开关频率为所述初始开关频率时所述逆变器的工作噪声幅值。
优选地，所述在当前周期内控制所述逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频，包括：
响应于当前周期开始，在当前周期对应的变频范围内随机得到一个频率作为当前的开关频率；
当新随机得到一个频率时开始计时，检测新随机得到的频率是否已达到其生存时长；每个新随机得到的频率的生存时长等于该频率的倒数；
当新随机得到的频率达到其生存时长时，在当前周期对应的变频范围内重新随机得到一个频率以更新当前的开关频率。
优选地，所述当前周期的一个预设时间段等于整个当前周期。
优选地，所述逆变器用于将汽车中的直流电源转换为对汽车中的交流电机供电的交流电源；所述工作噪声幅值为逆变器在所述汽车以全转速段工作时的工作噪声幅值。
本发明实施例第二方面提供一种逆变器的开关频率控制装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的逆变器的开关频率控制方法。
本发明实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述的逆变器的开关频率控制方法。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，采用本发明实施例提供的逆变器的开关频率控制方法，可以通过不断循环地执行来找到一个能够符合噪声要求的变频范围，使得逆变器的开关频率在所述能够符合噪声要求的变频范围内随机变频，从而能够满足噪声要求，因而能够在不改变逆变器结构或者不增加隔吸声措施的前提下，有效地降低逆变器产生的噪声。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的一种逆变器的开关频率控制方法的流程示意图；
图2是步骤S1的一种可选的实施方式的流程示意图；
图3是以f1＝6000HZ为固有的开关频率时的时间-频率变化图；
图4是在f1＝6000HZ，d＝500HZ所对应的变频范围内随机频率变化图；
图5是在f1＝6000HZ，d＝1000HZ所对应的变频范围内随机频率变化图。
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，本领域普通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。
请参阅图1，其是本发明实施例所提供的一种逆变器的开关频率控制方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S1，在当前周期内控制所述逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频；
S2，获取所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；
S3，当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围；
S4，当所述工作噪声幅值低于或等于所述噪声幅值阈值时，将当前周期的变频范围作为下一周期对应的变频范围。
在本发明实施例中，逆变器的开关频率不是固定的，而是一直在随机变化，但每个周期会有一个变频范围，在每个周期内的随机变频只能在对应的变频范围内进行。此外，本方法还会检测当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值，当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，说明工作噪声幅值还没达到噪声要求，通过增大下一周期对应的变频范围使得在下一周期内随机变频的范围会更广，从而降低下一周期所对应的工作噪声幅值。
需要说明的是，当所述工作噪声幅值低于或等于预设的噪声幅值阈值时，说明工作噪声幅值已经达到噪声要求，此时无需增大下一周期对应的变频范围，即将当前周期对应的变频范围作为下一周期对应的变频范围。
因此本发明实施例可以通过循环地执行步骤S1～S3来找到一个能够符合噪声要求的变频范围，使得逆变器的开关频率在所述能够符合噪声要求的变频范围内随机变频，从而能够满足噪声要求，因而能够在不改变逆变器结构或者不增加隔吸声措施的前提下，有效地降低逆变器产生的噪声。
在一种可选的实施方式中，所述当前周期对应的变频范围为(f1-d，f1+d)；
其中，f1为所述逆变器的初始开关频率，且f1为预先获取的定值；d为当前周期对应的变频幅值；
所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围，具体为当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值。
因此，任一周期的变频范围都是以初始开关频率为中心频率的频段，不同周期的变频范围的区别在于变频幅值d的大小。
假设当前周期T对应的变频幅值为d(T)，则在当前周期内每个随机得到的频率f(T)＝f1±d(T)·random；其中，random为0到1的随机数。
需要说明的是，在每个周期内，随机的次数并不是只有一次，而是有多次的。
如图2所示，其是步骤S1的一种可选的实施方式的流程示意图。
在一种可选的实施方式中，步骤S1所述的在当前周期内控制所述逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频，包括：
S11，响应于当前周期开始，在当前周期对应的变频范围内随机得到一个频率作为当前的开关频率；
S12，当新随机得到一个频率时开始计时，检测新随机得到的频率是否已达到其生存时长；每个新随机得到的频率的生存时长等于该频率的倒数；
S13，当新随机得到的频率达到其生存时长时，在当前周期对应的变频范围内重新随机得到一个频率以更新当前的开关频率。
假设将每个随机得到的频率表示为f1、f2、f3...fn，fn表示第n个随机得到的频率，那么在新随机得到一个频率fn时开始计时，当经过1/fn后重新再随机一个频率fn。例如，当随机得到频率f1时开始计时，经过1/f1后重新随机一个频率即f2，当随机得到频率f2时开始计时，经过1/f2后重新随机一个频率即f3，以此类推。需要说明的是，f1、f2、f3...fn，fn只是按出现的先后进行排序，由于是随机变频的，所以f1、f2、f3...fn中可能会存在相同的频率。
可见，由于每个新随机得到的频率的生存时长等于该频率的倒数，那么在每个新随机得到频率的驱动下，逆变器只会开关一次，然后再以新的频率再开关一次。
以下说明当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，如何增大下一周期对应的变频幅值：
在第一种可选的实施方式中，当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值，具体为：
当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，根据预设的变频幅值增大值△d来增大下一周期对应的变频幅值；其中变频幅值增大值△d为固定值。
也就是说，每当需要增大下一周期对应的变频幅值时，都是以预设的固定值去增加，例如△d固定为50HZ。
在第二种可选的实施方式中，所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值，包括：
根据计算变频幅值增大值△d；其中，A为所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；A0为所述噪声幅值阈值；
根据变频幅值增大值△d增大下一周期对应的变频幅值以增大下一周期对应的变频范围。
从上述计算变频幅值增大值△d的公式可知，变频幅值增大值△d并不是固定的，而是跟所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值A有关。具体地，当A与所述噪声幅值阈值A0的差值越大时，变频幅值增大值△d越大，即下一周期对应的变频范围的增大量越大；反之，当A与所述噪声幅值阈值A0的差值越小时，变频幅值增大值△d越小，即下一周期对应的变频范围的增大量越小；当A与所述噪声幅值阈值A0的差值为0时，变频幅值增大值△d为0，即下一周期对应的变频范围不增大。这一实施方式相比于第一种实施方式来说，可以更加快速准确地找到一个能够符合噪声要求的变频范围。
在一种可选的实施方式中，d的初始值为
A1为当开关频率为所述初始开关频率时所述逆变器的工作噪声幅值。
因此，可以通过确定A1来确定逆变器在初始周期的变频范围。
需要说的是，d的初始值并不一定要按照上述的公式来设置，这仅是一种较优的实施方式，d的初始值也可以根据工程师的经验来设置其大小。
为了清楚表示在不同的变频幅值大小下，变频范围的变化以及工作噪声幅值的变化。请同时参阅图3～图5。其中，图3是以f1＝6000HZ为固有的开关频率时的时间-频率变化图，在该情况下测得的工作噪声幅值为90dB(A)；图4是在f1＝6000HZ，d＝500HZ所对应的变频范围内随机频率变化图，在该情况下测得的工作噪声幅值为85dB(A)；图5是在f1＝6000HZ，d＝1000HZ所对应的变频范围内随机频率变化图，在该情况下测得的工作噪声幅值为75dB(A)。可见，随着d的增大，变频范围在增大，而工作噪声幅值在减小。
在一种可选的实施方式中，所述当前周期的一个预设时间段等于整个当前周期。
在一种可选的实施方式中，所述逆变器用于将汽车中的直流电源转换为对汽车中的交流电机供电的交流电源；所述工作噪声幅值为逆变器在所述汽车以全转速段工作时的工作噪声幅值。
相应地，本发明实施例还提供了一种逆变器的开关频率控制装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上实施例所述的逆变器的开关频率控制方法。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述逆变器的开关频率控制装置中的执行过程。
所述逆变器的开关频率控制装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述逆变器的开关频率控制装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。所述逆变器的开关频率控制装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述逆变器的开关频率控制装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个逆变器的开关频率控制装置的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述逆变器的开关频率控制装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述逆变器的开关频率控制装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
相应地，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上实施例所述的逆变器的开关频率控制方法。
基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种逆变器的开关频率控制方法、装置与计算机可读存储介质，方法包括在当前周期内控制所述逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频；获取所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围；当所述工作噪声幅值低于或等于所述噪声幅值阈值时，将当前周期的变频范围作为下一周期对应的变频范围。本发明实施例可以通过不断循环地执行来找到一个能够符合噪声要求的变频范围，使得逆变器的开关频率在所述能够符合噪声要求的变频范围内随机变频，从而能够满足噪声要求，因而能够在不改变逆变器结构或者不增加隔吸声措施的前提下，有效地降低逆变器产生的噪声。
以上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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，包括：
在当前周期内控制所述逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频；
获取所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；
当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围；
当所述工作噪声幅值低于或等于所述噪声幅值阈值时，将当前周期的变频范围作为下一周期对应的变频范围。
2.如权利要求1所述的逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，所述当前周期对应的变频范围为(f1-d，f1+d)；
其中，f1为所述逆变器的初始开关频率，且f1为预先获取的定值；d为当前周期对应的变频幅值；
所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频范围，具体为当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值。
3.如权利要求2所述的逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值，具体为
当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，根据预设的变频幅值增大值△d来增大下一周期对应的变频幅值；其中变频幅值增大值△d为固定值。
4.如权利要求2所述的逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，所述当所述工作噪声幅值高于预设的噪声幅值阈值时，增大下一周期对应的变频幅值，包括：
根据计算变频幅值增大值△d；其中，A为所述逆变器在当前周期的一个预设时间段内的工作噪声幅值；A0为所述噪声幅值阈值；
根据变频幅值增大值△d增大下一周期对应的变频幅值以增大下一周期对应的变频范围。
5.如权利要求4所述的逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，d的初始值为
A1为当开关频率为所述初始开关频率时所述逆变器的工作噪声幅值。
6.如权利要求1所述的逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，所述在当前周期内控制所述逆变器的开关频率在当前周期对应的变频范围内随机变频，包括：
响应于当前周期开始，在当前周期对应的变频范围内随机得到一个频率作为当前的开关频率；
当新随机得到一个频率时开始计时，检测新随机得到的频率是否已达到其生存时长；每个新随机得到的频率的生存时长等于该频率的倒数；
当新随机得到的频率达到其生存时长时，在当前周期对应的变频范围内重新随机得到一个频率以更新当前的开关频率。
7.如权利要求1所述的逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，所述当前周期的一个预设时间段等于整个当前周期。
8.如权利要求1至7任一项所述的逆变器的开关频率控制方法，其特征在于，所述逆变器用于将汽车中的直流电源转换为对汽车中的交流电机供电的交流电源；所述工作噪声幅值为逆变器在所述汽车以全转速段工作时的工作噪声幅值。
9.一种逆变器的开关频率控制装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的逆变器的开关频率控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的逆变器的开关频率控制方法。
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