CN112003533B - 一种基于v/f的电机可变恒功率控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置，该方法包括：计算电机的实际功率，并获取实际功率与电机的可变预设功率之间的差值，将差值作为PID调节器的输入；当条件开关选择PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过带偏置的V/F转换子系统对输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对输出信号取绝对值；将输出信号的绝对值、取整结果和电机的功率控制时钟作为带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据三相信号解算模块的输出对电机的功率进行控制。本实施例实现对电机进行实时可变恒功率闭合控制，且电机运行平稳，可以将电机的转速控制在需要的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置。
背景技术
电机在各个领域应用广泛，其控制方式有多种，一般可分为矢量控制和标量控制两大类。矢量控制能保证电机系统具有较好的稳态、动态性能，但控制算法复杂，对电机参数如转子角度等依赖度较高，在电机参数相对精确且已知时控制效果较好，用于对动态性能要求较高的场合。而V(Volt，电压)/F(Frequency，频率)控制是一种标量开环控制，它建立在电机稳态分析基础上，对稳态时的电压相量进行控制，只需知道电机厂家公布的参数即可，对电机参数依赖度较小，且控制算法很简单，在一些动态响应要求不高的场合如风机、水泵等应用广泛。
V/F控制方法属于速度、位置开环的一种控制方式。有研究提出基于功率观测的永磁同步电机V/F控制策略。通过对运行过程中有功功率和无功功率的观测，对同步电机的功率角以及电压相量幅值进行补偿，保证电机平稳启动，并在稳定运行时获得高效率的运行，但该方法的目的不在于电机的恒功率控制，也不能实现对电机连续进行多个功率等级的恒功率控制。
在纺织、印染、造纸等行业中，一般利用卷绕机构将加工出来的产品或半成品卷绕成简。为保证加工产品的质量，最关键的因素是在卷绕过程中，保证被卷绕对象的张力恒定。恒张力电气控制系统中采用直流电动机拖动居多，这时直流电动机是被控制的对象。有研究探讨用交流异步电动机进行恒张力、恒功率控制，可充分利用交流电动机的优势。该研究利用V/F方法尽管能实现对电机进行恒功率控制，但无法实现电机连续进行多个指定功率等级的恒功率控制。
发明内容
本发明实施例提供一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置，用以解决现有技术中在对电机进行多个指定功率等级的恒功率控制时，没有有效手段的缺陷，实现在多指定功率等级下对电机进行恒功率控制，使得电机平稳运行。
本发明实施例提供一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法，包括：
计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的每个预设功率之间的差值，将每个预设功率对应的差值作为PID调节器的输入；
当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值；
将所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为所述带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
根据本发明一个实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，通过以下公式计算所述PID调节器的输出信号：
其中，u为所述PID调节器的输出信号，eP为所述电机的实际功率与预设功率之间的差值，KP、KI和KD表示预设参数，t表示时间，0时刻从控制电机启动开始计算。
根据本发明一个实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换的步骤之前还包括：
根据所述电机的预设功率和预设转速，计算所述电机的功率控制时钟，以供所述条件开关根据所述电机的功率控制时钟选择将所述PID调节器的输出信号或所述电机的预设启动设置作为所述带偏置的V/F转换子系统的输入。
根据本发明一个实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，通过以下公式计算所述三相信号解算模块的输出：
uo1＝u31*sin(u32*a*π*u33)；
uo2＝u31*sin(u32*a*π*u33-b)；
uo3＝u31*sin(u32*a*π*u33-c)；
其中，uo1、uo2和uo3表示所述三相信号解算模块的输出，u31表示所述输出信号的绝对值，u32表示所述输出信号的取整结果，u33表示所述电机的功率控制时钟，a、b和c为预设常数。
根据本发明一个实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，根据所述电机的预设功率和预设转速，计算所述电机的功率控制时钟的步骤之后还包括：
当条件开关根据所述功率控制时钟选择所述电机的预设启动设置作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述预设启动设置进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述预设启动设置取绝对值；
将所述预设启动设置的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
根据本发明一个实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制的步骤包括：
通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)装置对所述三相信号解算模块的输出进行PWM调制；
通过功率单元对所述PWM装置的输出信号进行处理；
根据处理结果对所述电机的功率进行控制。
本发明实施例还提供一种基于V/F的电机可变恒功率控制装置，包括计算模块、PID调节器、条件开关和带偏置的V/F转换子系统；
其中，所述计算模块用于计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的预设功率之间的差值，将所述差值作为所述PID调节器的输入；
所述条件开关用于对所述带偏置的V/F转换子系统的输入进行选择；
所述带偏置的V/F转换子系统用于当所述条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值，通过所述带偏置的V/F转换子系统中的三相信号解算模块对所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟进行解算，以根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
根据本发明一个实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制装置，还包括PWM装置和功率单元；
其中，所述PWM装置用于对所述三相信号解算模块的输出进行PWM调制；
所述功率单元用于对所述PWM装置的输出信号进行处理，以根据处理结果对所述电机的功率进行控制。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于V/F的电机可变恒功率控制方法的步骤。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于V/F的电机可变恒功率控制方法的步骤。
本发明实施例提供的基于V/F的电机可变恒功率控制方法及装置，通过根据电机的瞬时功率和每次指定的功率之间的差值对电机进行恒功率控制，实现对电机进行实时恒功率闭合控制；通过带偏置的V/F转换子系统对条件开关的输出取绝对值和设置偏置的操作实现电机的平稳运行，且能将电机的转速控制在需要的范围内，实现电机转速在基速以下及以上均可实现恒功率控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法中基于V/F的电机可变恒功率控制的整体框架示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法中带偏置的V/F转换子系统的框架示意图；
图4是本发明实施例提供的一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法中电机的电磁转矩曲线示意图；
图5是本发明实施例提供的一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法中电机的功率曲线示意图；
图6是本发明实施例提供的一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法中电机的转速曲线示意图；
图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在阐述本实施例提供的一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法之前，先简要介绍基本的V/F控制方法。在基本的V/F控制方法中，电机的转速通过一个上升曲线限制后作为给定转速。当电机运行在额定频率以下时，通过保持电机定子电压V和频率F的比值，即V/F＝C来达到恒转矩控制的目的。当转子频率较小时，计及漏阻抗的影响，适当地提高定子电压，补偿漏阻抗上的压降。在额定频率以上调速时，定子电压已经达到最大值保持不变，磁通将随着频率的上升而减小，电机自动进入弱磁运行状态。在电机运行过程中，电压向量的角度通过对给定转速的积分得到。在稳定运行时，电机的转矩与负载转矩相平衡，电机平稳运行。
下面结合图1描述本发明实施例的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，该方法包括：S101，计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的每个预设功率之间的差值，将每个预设功率对应的差值作为PID(Proportional、Integral and Differential，比例、积分和微分)调节器的输入；
其中，电机的实际功率可以为电机的瞬时有功功率P。对电机恒功率控制的目标是使电机的实际有功功率P跟踪预先设定的功率PREF。因此，需要先通过测量、计算和滤波得到电机的瞬时有功功率P。通过增加了滤波环节，过滤掉了瞬时功率测量中的噪声。然后计算预先设定的功率PREF与电机的瞬时有功功率P之间的差值eP＝PREF-P。将eP作为PID调节器的输入，计算出PID调节器的输出信号，如图2所示。电机的预设功率PREF可以为多个，依次根据每个预设功率PREF对电机进行恒功率控制。
S102，当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值；
条件开关用于选择带偏置的V/F转换子系统的输入。其中可供选择的一个输入为PID调节器的输出信号。带偏置的V/F转换子系统的框架示意图如图3所示。带偏置的V/F转换子系统在常规V/F转换的基础上，增加了取绝对值、设定偏置、取整和时钟环节。其中，取绝对值避免了正负变化引起的不平稳；设定频率偏置有两个方面的作用，即一是避免正负变化引起的不平稳，二是可以根据预设功率设定比较合理的频率值，从而将电机的转速控制在需要的范围内，提高带偏置的V/F转换子系统的性能。
S103，将所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为所述带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行基于V/F的闭环控制。
将带偏置的V/F转换子系统对PID调节器的输出信号取绝对值和V/F转换后设定偏置的取整结果，以及电机的功率控制时钟输入三相信号解算模块进行解算，计算出三相信号解算模块的输出。根据三相信号解算模块的输出对电机的功率进行控制。本实施例不限于根据三相信号解算模块的输出对电机的功率进行控制的方法。
本实施例通过根据电机的瞬时功率和每次指定的功率之间的差值对电机进行恒功率控制，实现对电机进行实时恒功率闭合控制；通过带偏置的V/F转换子系统对条件开关的输出取绝对值和设置偏置的操作实现电机的平稳运行，且能将电机的转速控制在需要的范围内，实现电机转速在基速以下及以上均可实现恒功率控制。
在上述实施例的基础上，本实施例中通过以下公式计算所述PID调节器的输出信号：
其中，u为所述PID调节器的输出信号，eP为所述电机的实际功率与预设功率之间的差值，KP、KI和KD表示预设参数，t表示时间，0时刻从控制电机启动开始计算。
在上述实施例的基础上，本实施例中当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换的步骤之前还包括：根据所述电机的预设功率和预设转速，计算所述电机的功率控制时钟，以供所述条件开关根据所述电机的功率控制时钟选择将所述PID调节器的输出信号或所述电机的预设启动设置作为所述带偏置的V/F转换子系统的输入。
其中，电机的功率控制时钟是指将电机由转矩加速状态切换到恒功率控制状态的时间，或由一种预设功率的恒功率控制状态切换到另一种预设功率的恒功率控制状态的时间。电机的功率控制时钟根据电机需要调整到的预设功率和预设转速确定，本实施例不限于确定的具体方式，从而可以保证在额定转速以下、功率比较小的情况下实现电机的恒功率控制。条件开关根据电机的功率控制时钟选择将所述PID调节器的输出信号或所述电机的预设启动设置作为带偏置的V/F转换子系统的输入。例如当电机的功率控制时钟小于预设阈值时，选择电机的预设启动设置作为带偏置的V/F转换子系统的输入；当电机的功率控制时钟大于或等于预设阈值时，选择PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述三相信号解算模块的输出通过以下公式获取：
uo1＝u31*sin(u32*a*π*u33)；
uo2＝u31*sin(u32*a*π*u33-b)；
uo3＝u31*sin(u32*a*π*u33-c)；
其中，uo1、uo2和uo3表示所述三相信号解算模块的输出，u31表示所述输出信号的绝对值，u32表示所述输出信号的取整结果，u33表示所述电机的功率控制时钟，a、b和c为预设常数。
具体地，a可以设置为2，b可以设置为2.0944，c可以设置为4.189，本实施例不限于这种设置。当条件开关选择电机的预设启动设置作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，u31、u32和u33分别为对电机的预设启动设置进行与PID调节器的输出信号相同的处理得到的三个三相信号解算模块的输入。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据所述电机的预设功率和预设转速，计算所述电机的功率控制时钟的步骤之后还包括：当条件开关根据所述功率控制时钟选择所述电机的预设启动设置作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述预设启动设置进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述预设启动设置取绝对值；将所述预设启动设置的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
具体地，条件开关用于选择带偏置的V/F转换子系统的输入，可供选择的输入除了PID调节器的输出信号，还有电机的预设启动设置，如图2所示。其中，预设启动设置根据厂家公布的电机数据确定，为启动的常数值，保证电机平稳启动和恒转矩加速。本实施例中条件开关是实现电机启动和未达到额定转速时恒功率控制的重要模块。
在上述各实施例的基础上，本实施例中根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制的步骤包括：通过PWM装置对所述三相信号解算模块的输出进行PWM调制；通过功率单元对所述PWM装置的输出信号进行处理；根据处理结果对所述电机的功率进行控制。
具体地，如图2所示，带偏置的V/F转换子系统的输出经过PWM装置和功率单元控制电机按预先设定的功率运行。本实施例中的PWM装置和功率单元可以用常规的装置即可，本实施例不作限定。
对本实施例中的基于V/F的电机可变恒功率控制方法进行仿真。例如，电机选用MATLAB中参数为160KW，400V，50Hz，1487RPM的电机。PID调解器的参数设置为KP＝0.85，KI＝1.30，KD＝0.0。电机的负载初始值为1N.m，在1.2s变为860N.m，功率等级的设置为恒转矩启动、400W和150000W。PWM装置采用SIMULINK中2电平的PWM发生器，功率单元选用相应的逆变器。图4为电机的电磁转矩曲线图，从中可以清晰看出本实施例克服死区，启动过程中转矩逐渐增大，以及在恒功率控制下与设定的两种负载平衡的过程。图5为电机的功率曲线图，从中可以看出电机启动之后，当给定功率为低功率等级时，经过调整，电机的实际功率跟踪上了给定功率，而当功率变化到高一等级的时候，同样跟踪上了给定功率。图6为电机的转速曲线图，因本实施例的一个具体应用场景要求将转速控制在1500RPM左右，所以通过偏置等设计自由度，可将转速也控制在需要的范围。从图6中可以看出，在两种功率等级下，转速基本一致。
下面对本发明实施例提供的基于V/F的电机可变恒功率控制装置进行描述，下文描述的基于V/F的电机可变恒功率控制装置与上文描述的基于V/F的电机可变恒功率控制方法可相互对应参照。
如图2所示，本实施例提供的基于V/F的电机可变恒功率控制装置包括计算模块、PID调节器、条件开关和带偏置的V/F转换子系统；其中，所述计算模块用于计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的每个预设功率之间的差值，将每个预设功率对应的差值作为所述PID调节器的输入；
其中，电机的实际功率可以为电机的瞬时有功功率P。对基于V/F的电机可变恒功率控制的目标是使电机的实际有功功率P跟踪预先设定的功率PREF。因此，需要先通过测量、计算和滤波得到电机的瞬时有功功率P。通过增加了滤波环节，过滤掉了瞬时功率测量中的噪声。然后计算预先设定的功率PREF与电机的瞬时有功功率P之间的差值eP＝PREF-P。将eP作为PID调节器的输入，计算出PID调节器的输出信号。电机的预设功率PREF可以为多个，依次根据每个预设功率PREF对电机进行恒功率控制。
所述条件开关用于对所述带偏置的V/F转换子系统的输入进行选择；所述带偏置的V/F转换子系统用于当所述条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值，通过所述带偏置的V/F转换子系统中的三相信号解算模块对所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟进行解算，以根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
条件开关用于选择带偏置的V/F转换子系统的输入。其中可供选择的一个输入为PID调节器的输出信号。带偏置的V/F转换子系统在常规V/F转换的基础上，增加了取绝对值、设定偏置、取整和时钟环节。其中，取绝对值避免了正负变化引起的不平稳；设定频率偏置有两个方面的作用，即一是避免正负变化引起的不平稳，二是可以根据预设功率设定比较合理的频率值，从而将电机的转速控制在需要的范围内，提高带偏置的V/F转换子系统的性能。
将带偏置的V/F转换子系统对PID调节器的输出信号取绝对值和V/F转换后设定偏置的取整结果，以及电机的功率控制时钟输入三相信号解算模块进行解算，计算出三相信号解算模块的输出。根据三相信号解算模块的输出对电机的功率进行控制。本实施例不限于根据三相信号解算模块的输出对电机的功率进行控制的方法。
本实施例通过根据电机的瞬时功率和每次指定的功率之间的差值对电机进行恒功率控制，实现对电机进行实时恒功率闭合控制；通过带偏置的V/F转换子系统对条件开关的输出取绝对值和设置偏置的操作实现电机的平稳运行，且能将电机的转速控制在需要的范围内，实现电机转速在基速以下及以上均可实现恒功率控制。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)701、通信接口(Communications Interface)702、存储器(memory)703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令，以执行基于V/F的电机可变恒功率控制方法，该方法包括：计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的可变预设功率之间的差值，将所述差值作为PID调节器的输入；当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值；将所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为所述带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
此外，上述的存储器703中的逻辑指令可以通过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。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，该方法包括：计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的可变预设功率之间的差值，将所述差值作为PID调节器的输入；当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值；将所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为所述带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，该方法包括：计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的可变预设功率之间的差值，将所述差值作为PID调节器的输入；当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值；将所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为所述带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种基于V/F的电机可变恒功率控制方法，其特征在于，包括：
计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的每个预设功率之间的差值，将每个预设功率对应的差值作为PID调节器的输入；
当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值；
将所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为所述带偏置的V/F转换子系统中三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制；
其中，所述电机的功率控制时钟是指将所述电机由转矩加速状态切换到恒功率控制状态的时间，或由一种预设功率的恒功率控制状态切换到另一种预设功率的恒功率控制状态的时间；
通过以下公式计算所述三相信号解算模块的输出：
uo1＝u31*sin(u32*a*π*u33)；
uo2＝u31*sin(u32*a*π*u33-b)；
uo3＝u31*sin(u32*a*π*u33-c)；
其中，uo1、uo2和uo3表示所述三相信号解算模块的输出，u31表示所述输出信号的绝对值，u32表示所述输出信号的取整结果，u33表示所述电机的功率控制时钟，a、b和c为预设常数。
2.根据权利要求1所述的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，其特征在于，通过以下公式计算所述PID调节器的输出信号：
其中，u为所述PID调节器的输出信号，eP为所述电机的实际功率与预设功率之间的差值，KP、KI和KD表示预设参数，t表示时间。
3.根据权利要求1所述的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，其特征在于，当条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过带偏置的V/F转换子系统对所述输出信号进行V/F转换的步骤之前还包括：
根据所述电机的预设功率和预设转速，计算所述电机的功率控制时钟，以供所述条件开关根据所述电机的功率控制时钟选择将所述PID调节器的输出信号或所述电机的预设启动设置作为所述带偏置的V/F转换子系统的输入。
4.根据权利要求3所述的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，其特征在于，根据所述电机的预设功率和预设转速，计算所述电机的功率控制时钟的步骤之后还包括：
当条件开关根据所述功率控制时钟选择所述电机的预设启动设置作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过所述带偏置的V/F转换子系统对所述预设启动设置进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述预设启动设置取绝对值；
将所述预设启动设置的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟作为三相信号解算模块的输入，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制。
5.根据权利要求1-4任一所述的基于V/F的电机可变恒功率控制方法，其特征在于，根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制的步骤包括：
通过PWM装置对所述三相信号解算模块的输出进行PWM调制；
通过功率单元对所述PWM装置的输出信号进行处理；
根据处理结果对所述电机的功率进行控制。
6.一种基于V/F的电机可变恒功率控制装置，其特征在于，包括计算模块、PID调节器、条件开关和带偏置的V/F转换子系统；
其中，所述计算模块用于计算电机的实际功率，并获取所述实际功率与所述电机的每个预设功率之间的差值，将每个预设功率对应的差值作为所述PID调节器的输入；
所述条件开关用于对所述带偏置的V/F转换子系统的输入进行选择；
所述带偏置的V/F转换子系统用于当所述条件开关选择所述PID调节器的输出信号作为带偏置的V/F转换子系统的输入时，通过对所述输出信号进行V/F转换，对V/F转换结果设定偏置后取整，并对所述输出信号取绝对值，通过所述带偏置的V/F转换子系统中的三相信号解算模块对所述输出信号的绝对值、取整结果和所述电机的功率控制时钟进行解算，以根据所述三相信号解算模块的输出对所述电机的功率进行控制；
所述电机的功率控制时钟是指将所述电机由转矩加速状态切换到恒功率控制状态的时间，或由一种预设功率的恒功率控制状态切换到另一种预设功率的恒功率控制状态的时间；
所述三相信号解算模块的输出通过以下公式计算：
uo1＝u31*sin(u32*a*π*u33)；
uo2＝u31*sin(u32*a*π*u33-b)；
uo3＝u31*sin(u32*a*π*u33-c)；
其中，uo1、uo2和uo3表示所述三相信号解算模块的输出，u31表示所述输出信号的绝对值，u32表示所述输出信号的取整结果，u33表示所述电机的功率控制时钟，a、b和c为预设常数。
7.根据权利要求6所述的基于V/F的电机可变恒功率控制装置，其特征在于，还包括PWM装置和功率单元；
其中，所述PWM装置用于对所述三相信号解算模块的输出进行PWM调制；
所述功率单元用于对所述PWM装置的输出信号进行处理，以根据处理结果对所述电机的功率进行控制。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述基于V/F的电机可变恒功率控制方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述基于V/F的电机可变恒功率控制方法的步骤。
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