CN111355436A - 有效降低干扰的驱动器载波频率控制方法、装置及驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方法、装置及驱动器，其中，该方法包括：获取可用的载波频率；确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列；其中，载波频率序列包括可用的载波频率中的一个或多个载波频率；在每个载波频率变化周期内根据对应的载波频率序列控制驱动器的工作。本发明解决了现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，有效降低了干扰频谱能量，提高了电磁兼容效果。

Description

有效降低干扰的驱动器载波频率控制方法、装置及驱动器
技术领域
本发明涉及驱动器技术领域，具体而言，涉及一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方法、装置及驱动器。
背景技术
目前变频空调开发和使用越来越受到消费者青睐和厂家重视，变频空调较比定频空调有一系列的性能优点，如节能环保，便于控制调节，使用舒适性高。变频技术使用大量电力电子开关器件，如二极管、mos、IGBT、IPM等，开关器件工作时，会不可避免的产生电压和电流变化。高速的电压或电流转换，过程中会产生附带高频电磁干扰信号。为了抑制高频信号对共用电路其他电器的影响，会在电源端口使用很多无源滤波器件如，共模扼流圈、X电容、Y电容。这些器件仅为干扰信号抑制器件，只有在干扰源头将信号幅值和频率降低是最有效办法。
在风机和压缩机驱动中，一般使用正弦脉宽调制(SPWM Sinusoidal Pulse WidthModulation)方式进行控制，利用控制载波周期内矩形波有效面积(占空比)，拟合出需要频率正弦交流电，供电机和压缩机工作使用。驱动器件开关时会产生一定干扰信号，干扰信号又会以载波周期进行叠加和重复，在干扰信号的频谱上看干扰尖峰之间间隔频率是载波频率，并且，干扰频谱的尖峰间隔便固定，能量集中，幅值偏高，容易通过标准测试试验。
针对相关技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，目前尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明提供了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方法、装置及驱动器，以至少解决现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种驱动器载波频率控制方法，包括：获取可用的载波频率；确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列；其中，载波频率序列包括可用的载波频率中的一个或多个载波频率；在每个载波频率变化周期内根据对应的载波频率序列控制驱动器的工作。
进一步地，获取可用的载波频率，包括：获取驱动器需要的最小力矩；确定满足最小力矩的所有载波频率，作为可用的载波频率。
进一步地，在确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列之前，包括：确定载波频率变化周期。
进一步地，确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：根据可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，使得每个可用的载波频率的使用频率相同。
进一步地，在载波频率变化周期为第一个载波频率变化周期时，根据可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：在可用的载波频率中随机获取一个或多个载波频率，使一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为第一个载波频率变化周期的载波频率序列。
进一步地，在载波频率变化周期并非第一个载波频率变化周期时，根据可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：获取前次载波频率变化周期的载波频率序列；在可用的载波频率中去除前次载波频率变化周期的载波频率序列，作为当前载波频率变化周期的可用的载波频率；根据当前载波频率变化周期的可用的载波频率的使用频率确定当前载波频率变化周期的载波频率序列。
进一步地，根据当前载波频率变化周期的可用的载波频率的使用频率确定当前载波频率变化周期的载波频率序列，包括：按照使用频率从小到大的顺序在当前载波频率变化周期的可用的载波频率中选取一个或多个载波频率，使选取的一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为当前载波频率变化周期的载波频率序列。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种驱动器载波频率控制装置，包括：获取模块，用于获取可用的载波频率；确定模块，用于确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列；其中，载波频率序列包括可用的载波频率中的一个或多个载波频率；控制模块，用于在每个载波频率变化周期内根据对应的载波频率序列控制驱动器的工作。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种驱动器，包括如上述的驱动器载波频率控制装置。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种空调机组，包括如上述的驱动器。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的驱动器载波频率控制方法。
在本发明中，提供了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方案，在每个载波频率变化周期内确定一个载波频率序列，这样使载波频率不断变化，从而有效避免某些特定频率过于集中现场，造成干扰频谱峰值过高，即有效解决了现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，有效降低了干扰频谱能量，提高了电磁兼容效果。
附图说明
图1是根据现有技术的SPWM的原理的一种可选的示意图；
图2是根据本发明实施例的驱动器载波频率控制方法的一种可选的流程图；
图3是根据本发明实施例的驱动器载波频率控制方法的另一种可选的流程图；以及
图4是根据本发明实施例的驱动器载波频率控制装置的一种可选的结构框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
附图1示出SPWM的基本原理，为了得到设定调制正弦波，采用冲量相等脉冲来实现。冲量窄脉冲面积作用效果和调制波形相同，即面积等效原理，如图1所示。过程中需要引入一个定频率载波，频率为1/T0，比较载波和调制波幅值大小，调波制大于载波，Vge大于0，开关管开通；调波制小于载波，Vge等于0，开关管关断。
在SPWM技术中，干扰信号就来自于开关管的开通Tr和关断Tf，并且与载波周期间隔出现。干扰信号会与载波周期重复性叠加，就这样就造成干扰信号载波倍频上出现幅值过高。为了避免干扰信号幅值过高，本发明优选的实施例1中提供了一种驱动器载波频率控制方法，该控制方法可以直接应用至各种驱动器上。具体来说，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤S202-S206：
S202：获取可用的载波频率；
S204：确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列；其中，载波频率序列包括可用的载波频率中的一个或多个载波频率；
S206：在每个载波频率变化周期内根据对应的载波频率序列控制驱动器的工作。
在上述实施方式中，提供了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方案，在每个载波频率变化周期内确定一个载波频率序列，这样使载波频率不断变化，从而有效避免某些特定频率过于集中现场，造成干扰频谱峰值过高，即有效解决了现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，有效降低了干扰频谱能量，提高了电磁兼容效果。
在本发明中，基于实际需要，根据驱动器的力矩选取可用的载波频率，具体过程包括：获取驱动器需要的最小力矩；确定满足最小力矩的所有载波频率，作为可用的载波频率。可用的载波频率的数量为多个，并且满足驱动器的力矩要求，从而使后续的载波频率序列满足驱动器的需求。
并且，在确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列之前，包括：确定载波频率变化周期。优选地，确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：根据可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，使得每个可用的载波频率的使用频率相同。通过改变载波概率，来降低干扰信号重复叠加某些频率上，将干扰信号尽量平均分配到各个频率点，优选地，使得每个可用的载波频率的使用频率相同，从而将干扰能量分散在多个频率上，降低干扰信号幅值，进而提高EMC电磁兼容实验合格率，有利于电磁兼容测试实验通过。
具体实现过程包括：
在载波频率变化周期为第一个载波频率变化周期时，在可用的载波频率中随机获取一个或多个载波频率，使一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为第一个载波频率变化周期的载波频率序列。
在载波频率变化周期并非第一个载波频率变化周期时，获取前次载波频率变化周期的载波频率序列；在可用的载波频率中去除前次载波频率变化周期的载波频率序列，作为当前载波频率变化周期的可用的载波频率；根据当前载波频率变化周期的可用的载波频率的使用频率确定当前载波频率变化周期的载波频率序列。
在上述实施方式中，根据当前载波频率变化周期的可用的载波频率的使用频率确定当前载波频率变化周期的载波频率序列，包括：按照使用频率从小到大的顺序在当前载波频率变化周期的可用的载波频率中选取一个或多个载波频率，使选取的一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为当前载波频率变化周期的载波频率序列。例如，将当前载波频率变化周期的可用的载波频率按照频率从小到大的顺序进行排列，按照顺序选取载波频率，使选取的载波频率之和等于调制波频率的倍数，从而保证逆变波形的过零点效率。
在本发明优选的实施例1中还提供了另一种驱动器载波频率控制方法，具体来说，图3示出该方法的一种可选的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤S301-S309：
S301：获取所有载波频率；
S302：确定需要的最小转动力矩；
S303：将所有载波频率(f0-fm+n)进行数据汇编统计，其中根据驱动器需要的最小力矩，舍弃一部分载波频率(f0-fm-1)不满足力矩控制要求；
S304：剩余所有载波频率(fm—fm+n)即满足力矩要求；
S305：确定第一次载波频率组合：在剩余适合载波频率(fm—fm+n)中，挑选出fmx0、fmy0...fmz0，且fmx0+fmy0+...fmz0＝调制波频率倍数，这样载波频率总和调制波频率有倍数关系，保证了逆变波形的过零点效率。结合控制占空比，控制驱动器开关；
S306：确定第二次载波频率组合：除去第一次载波频率组合，剩余适合载波频率中，挑选出fmx1、fmy1...fmz1，且fmx1+fmy1+...fmz1＝调制波频率倍数。第一次和第二次挑选出数据可以有重复或不重复。
依次类推；
S307：确定第n次载波频率组合：除去第n-1次载波频率组合，剩余适合载波频率中，挑选出fmxn、fm1...fmzn，且fmxn+fmyn+...fmzn＝调制波频率倍数。第一次到第n-1数据和第n次挑选出数据可以有重复或不重复；
S308：经过n次载波频率提取使用，保证各使用到的载波频率，使用率相同；经过n次后，重新在所有适合力矩载波频率中开始第一次载波频率组合挑选；
S309：在确定每次使用的载波频率组合后，控制驱动器工作。
通过上述方法，使得每个可用的载波频率的使用频率相同，从而将干扰能量分散在多个频率上，降低干扰信号幅值，进而提高EMC电磁兼容实验合格率，有利于电磁兼容测试实验通过。
实施例2
基于上述实施例1中提供的驱动器载波频率控制方法，在本发明优选的实施例2中还提供了一种驱动器载波频率控制装置，具体地，图4示出该装置的一种可选的结构框图，如图4所示，该装置包括：
获取模块402，用于获取可用的载波频率；
确定模块404，与获取模块402连接，用于确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列；其中，载波频率序列包括可用的载波频率中的一个或多个载波频率；
控制模块406，与确定模块404连接，用于在每个载波频率变化周期内根据对应的载波频率序列控制驱动器的工作。
在上述实施方式中，提供了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方案，在每个载波频率变化周期内确定一个载波频率序列，这样使载波频率不断变化，从而有效避免某些特定频率过于集中现场，造成干扰频谱峰值过高，即有效解决了现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，有效降低了干扰频谱能量，提高了电磁兼容效果。
在本发明一个优选的实施方式中，获取模块402包括：获取子模块，用于获取驱动器需要的最小力矩；确定子模块，用于确定满足最小力矩的所有载波频率，作为可用的载波频率。
进一步地，本装置还包括：变化周期确定子模块，用于在确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列之前，确定载波频率变化周期。
优选地，确定模块404具体用于根据可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，使得每个可用的载波频率的使用频率相同。包括：第一确定子模块，用于在载波频率变化周期为第一个载波频率变化周期时，根据可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：在可用的载波频率中随机获取一个或多个载波频率，使一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为第一个载波频率变化周期的载波频率序列。第二确定子模块，用于在载波频率变化周期并非第一个载波频率变化周期时，根据可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列。
其中，第二确定子模块包括：获取单元，用于获取前次载波频率变化周期的载波频率序列；更新单元，用于在可用的载波频率中去除前次载波频率变化周期的载波频率序列，作为当前载波频率变化周期的可用的载波频率；确定单元，用于根据当前载波频率变化周期的可用的载波频率的使用频率确定当前载波频率变化周期的载波频率序列。
可选地，确定单元具体包括：按照使用频率从小到大的顺序在当前载波频率变化周期的可用的载波频率中选取一个或多个载波频率，使选取的一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为当前载波频率变化周期的载波频率序列。
关于上述实施例中的装置，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
实施例3
基于上述实施例2中提供的驱动器载波频率控制装置，在本发明优选的实施例3中还提供了一种驱动器，包括如上述的驱动器载波频率控制装置。
在上述实施方式中，提供了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方案，在每个载波频率变化周期内确定一个载波频率序列，这样使载波频率不断变化，从而有效避免某些特定频率过于集中现场，造成干扰频谱峰值过高，即有效解决了现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，有效降低了干扰频谱能量，提高了电磁兼容效果。
实施例4
基于上述实施例3中提供的驱动器，在本发明优选的实施例4中还提供了一种空调机组，包括如上述的驱动器。
在上述实施方式中，提供了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方案，在每个载波频率变化周期内确定一个载波频率序列，这样使载波频率不断变化，从而有效避免某些特定频率过于集中现场，造成干扰频谱峰值过高，即有效解决了现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，有效降低了干扰频谱能量，提高了电磁兼容效果。
实施例5
基于上述实施例1中提供的驱动器载波频率控制方法，在本发明优选的实施例5中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的驱动器载波频率控制方法。
在上述实施方式中，提供了一种有效降低干扰的驱动器载波频率控制方案，在每个载波频率变化周期内确定一个载波频率序列，这样使载波频率不断变化，从而有效避免某些特定频率过于集中现场，造成干扰频谱峰值过高，即有效解决了现有技术中固定频率的载波电磁干扰严重的问题，有效降低了干扰频谱能量，提高了电磁兼容效果。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种驱动器载波频率控制方法，其特征在于，包括：
获取可用的载波频率；
确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列；其中，所述载波频率序列包括所述可用的载波频率中的一个或多个载波频率；
在每个所述载波频率变化周期内根据对应的所述载波频率序列控制驱动器的工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取可用的载波频率，包括：
获取所述驱动器需要的最小力矩；
确定满足所述最小力矩的所有载波频率，作为所述可用的载波频率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列之前，包括：
确定载波频率变化周期。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：
根据所述可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，使得每个所述可用的载波频率的使用频率相同。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述载波频率变化周期为第一个载波频率变化周期时，根据所述可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：
在所述可用的载波频率中随机获取一个或多个载波频率，使一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为所述第一个载波频率变化周期的载波频率序列。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述载波频率变化周期并非第一个载波频率变化周期时，根据所述可用的载波频率的使用频率确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列，包括：
获取前次载波频率变化周期的载波频率序列；
在所述可用的载波频率中去除所述前次载波频率变化周期的载波频率序列，作为当前载波频率变化周期的可用的载波频率；
根据所述当前载波频率变化周期的可用的载波频率的使用频率确定所述当前载波频率变化周期的载波频率序列。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述当前载波频率变化周期的可用的载波频率的使用频率确定所述当前载波频率变化周期的载波频率序列，包括：
按照使用频率从小到大的顺序在所述当前载波频率变化周期的可用的载波频率中选取一个或多个载波频率，使选取的一个载波频率或多个载波频率之和等于调制波频率的倍数，作为所述当前载波频率变化周期的载波频率序列。
8.一种驱动器载波频率控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取可用的载波频率；
确定模块，用于确定每个载波频率变化周期内采用的载波频率序列；其中，所述载波频率序列包括所述可用的载波频率中的一个或多个载波频率；
控制模块，用于在每个所述载波频率变化周期内根据对应的所述载波频率序列控制驱动器的工作。
9.一种驱动器，其特征在于，包括如权利要求8所述的驱动器载波频率控制装置。
10.一种空调机组，其特征在于，所述空调机组包括如权利要求9所述的驱动器。
11.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1至7中任一项所述的驱动器载波频率控制方法。
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