CN112787496A - 变频控制器及其控制方法和变频电器 - Google Patents

变频控制器及其控制方法和变频电器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变频控制器及其控制方法和变频电器，其中，控制方法包括：获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角；根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值；获取变频负载的低频功率补偿值；计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值；根据总功率补偿值对变频负载进行控制。该方法可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。

Description

变频控制器及其控制方法和变频电器
技术领域
本发明涉及变频控制技术领域，特别涉及一种变频控制器的控制方法、一种变频控制器、一种变频电器、一种电子设备和一种计算机可读存储介质。
背景技术
现在，随着人们生活水平的不断提高，对空调系统的性能要求也逐渐提升。变频交流电机和AC-DC-AC(交流-直流-交流)变频控制器在家用空调的应用领域就越来越广泛。
变频控制器中，由于无电解电容变频控制器去掉了大容量、高成本、寿命短的电解电容，取而代之的是小容量、成本低、寿命长的薄膜电容或陶瓷电容，因此无电解电容变频控制器寿命和效率更高、成本更低、体积更小。同时，传统的变频控制器可以通过升压器件和大容量电解电容来提升整流后的直流母线电压，而无电解电容变频控制器去掉了PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)模块和大电解电容，直流母线电压就是以二倍于网侧输入电压频率的脉动量。
而要实现无电解电容变频驱动控制和高功率因数，控制方法需要得到类似正弦的输入电流，相应的就会产生类似正弦的母线电压，近似为网侧正弦电压的绝对值。单缸的压缩机系统，由于其转矩特性是随转子转动机械周期对应的波动变化，特别在低频时就会引起压缩机转速的相应的大的波动，甚至造成在更低频率工况时不能工作的不良结果。另外，对于无电解电容变频驱动控制，随着近似为网侧正弦电压的绝对值的直流母线电压的脉动变化，母线小容量的薄膜电容或陶瓷电容一直处于充放电的工作状态，导致功率因数不高和控制不稳定。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种变频控制器的控制方法，该方法可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
本发明的第二个目的在于提出一种变频控制器。
本发明的第三个目的在于提出一种变频电器。
本发明的第四个目的在于提出一种电子设备。
本发明的第五个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种变频控制器的控制方法，包括：获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角；根据所述电网输入电压值、所述直流母线电压值、非电解电容的容值和所述电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值；获取变频负载的低频功率补偿值；计算所述期望的电容功率补偿值和所述低频功率补偿值的总功率补偿值；根据所述总功率补偿值对所述变频负载进行控制。
根据本发明实施例的变频控制器的控制方法，获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角，并根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，再获取变频负载的低频功率补偿值，计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值，并根据总功率补偿值对变频负载进行控制。由此，该方法可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
另外，根据本发明上述实施例的变频控制器的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述根据所述电网输入电压值、所述直流母线电压值、非电解电容的容值和所述电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，包括：根据所述电网输入电压值和所述直流母线电压值获取期望的直流母线电压幅值；根据所述期望的直流母线电压幅值、所述非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取所述电网输入电压相位所述期望的电容功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，所述获取变频负载的低频功率补偿值，包括：根据电机的相位角获取所述电机的机械角；根据所述电机的机械角获取所述变频负载的低频功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，上述的控制方法还包括：根据期望的电容功率补偿值获取期望的电容功率补偿幅值；根据低频功率补偿值获取低频功率补偿幅值；根据所述低频功率补偿幅值对所述期望的电容功率补偿幅值进行修正；根据修正后的期望的电容功率补偿幅值和所述电网输入电压相位角获取修正后的期望的电容功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述低频功率补偿幅值对所述期望的电容功率补偿幅值进行修正，包括：所述期望的电容功率补偿幅值高于电容功率补偿幅值阈值，则将所述期望的电容功率补偿幅值修正为所述电容功率补偿幅值阈值，所述电容功率补偿幅值阈值为所述低频功率补偿幅值的设定倍数。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述总功率补偿值对所述变频负载进行控制，包括：根据所述总功率补偿值和电机的当前角速度值获取转矩补偿值；根据所述转矩补偿值获取电流补偿值；根据所述电流补偿值获取目标电流值；根据所述目标电流值对所述变频负载进行控制。
根据本发明的一个实施例，上述的方法还包括：对所述电网输入电压值和所述直流母线电压值进行低通滤波处理。
根据本发明的一个实施例，上述的方法还包括：对所述总功率补偿值进行限幅处理。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种变频控制器，包括：第一获取模块，用于获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角；第二获取模块，用于根据所述电网输入电压值、所述直流母线电压值、非电解电容的容值和所述电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值；第三获取模块，用于获取变频负载的低频功率补偿值；计算模块，用于计算所述期望的电容功率补偿值和所述低频功率补偿值的总功率补偿值；控制模块，用于根据所述总功率补偿值对所述变频负载进行控制。
本发明实施例的变频控制器，可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
另外，根据本发明上述实施例的变频控制器还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块具体用于：根据所述电网输入电压值和所述直流母线电压值获取期望的直流母线电压幅值，并根据所述期望的直流母线电压幅值、所述非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取所述电网输入电压相位所述期望的电容功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，所述第三获取模块具体用于：根据电机的相位角获取所述电机的机械角，并根据所述电机的机械角获取所述变频负载的低频功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，上述的变频控制器还包括：第四获取模块，用于根据期望的电容功率补偿值获取期望的电容功率补偿幅值，根据低频功率补偿值获取低频功率补偿幅值，根据所述低频功率补偿幅值对所述期望的电容功率补偿幅值进行修正，根据修正后的期望的电容功率补偿幅值和所述电网输入电压相位角获取修正后的期望的电容功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，所述第四获取模块进一步用于：所述期望的电容功率补偿幅值高于电容功率补偿幅值阈值，则将所述期望的电容功率补偿幅值修正为所述电容功率补偿幅值阈值，所述电容功率补偿幅值阈值为所述低频功率补偿幅值的设定倍数。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块具体用于：根据所述总功率补偿值和电机的当前角速度值获取转矩补偿值，并根据所述转矩补偿值获取电流补偿值，根据所述电流补偿值获取目标电流值，以及根据所述目标电流值对所述变频负载进行控制。
根据本发明的一个实施例，上述的变频控制器还包括：处理模块，用于对所述电网输入电压值和所述直流母线电压值进行低通滤波处理。
根据本发明的一个实施例，上述的变频控制器还包括：限幅模块，用于对所述总功率补偿值进行限幅处理。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种变频电器，包括本发明第二方面实施例所述的变频控制器。
根据本发明实施例的变频电器，通过上述的变频控制器，可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现本发明第一方面实施例所述的变频控制器的控制方法。
本发明实施例的电子设备，存储在存储器上的计算机程序被处理器运行时，获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角，并根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，再获取变频负载的低频功率补偿值，计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值，并根据总功率补偿值对变频负载进行控制，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所述的变频控制器的控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，存储在其上的计算机程序被处理器运行时，获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角，并根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，再获取变频负载的低频功率补偿值，计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值，并根据总功率补偿值对变频负载进行控制，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的变频控制器的控制方法的流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的变频控制器的控制方法的流程图；
图3是根据本发明又一个实施例的变频控制器的控制方法的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的变频控制器的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的变频控制器的控制方法、变频控制器、变频电器、电子设备和计算机可读存储介质。
图1是根据本发明一个实施例的变频控制器的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
S1，获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角。
具体地，电网输入电压值为经过电路端口滤波后的实时网侧交流输入电压值，直流母线电压值为网侧交流电压经过整流之后提供给逆变器驱动电机的母线电压值，即非电解电容(薄膜电容或者陶瓷电容)两端的电压值。电压值的检测和采样技术可以采用现有技术，不作限定。获得了实时网侧交流输入电压值后，可以通过锁相环模块进行输入电压值的实时相位角的捕获，也可以通过过零点检测和插值的方法获得其实时的相位角信息。
S2，根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值。
进一步而言，如图2所示，根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，包括：
S21，根据电网输入电压值和直流母线电压值获取期望的直流母线电压幅值。
具体地，可以根据实时电网输入电压波形得到电网输入电压的幅值
Figure BDA0002264046560000051
然后根据当前直流母线电压值判断当前期望状态是处于死区状态或者是导通状态。即如果当前直流母线电压值大于最低电压阈值，则处于导通状态。反之，则处于死区状态。如果是处于导通状态，则期望的直流母线电压幅值
Figure BDA0002264046560000061
等于电网输入电压的幅值
Figure BDA0002264046560000062
反之，如果是处于死区状态，则期望的直流母线电压幅值
Figure BDA0002264046560000063
等于零。
S22，根据期望的直流母线电压幅值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取电网输入电压相位期望的电容功率补偿值。
具体地，可以根据以下公式(1)获取电网输入电压相位期望的电容功率补偿值：
Figure BDA0002264046560000064
其中，Pc是电网输入电压相位期望的电容功率补偿；ω是电网输入交流电压频率，C代表母非电解电容的容值，
Figure BDA0002264046560000065
是期望的直流母线电压幅值，θge是电网输入电压相位角。
S3，获取变频负载的低频功率补偿值。其中，变频负载可以为变频压缩机。
进一步而言，如图2所示，获取变频负载的低频功率补偿值，可以包括：
S31，根据电机的相位角获取电机的机械角。
S33，根据电机的机械角获取变频负载的低频功率补偿值。
具体地，可以根据以下公式(2)获取变频负载的低频功率补偿值：
PLOW＝PS*Sinθω+PC*Cosθω (2)
其中，PLOW是低频功率补偿值；PS是压缩机低频功率补偿的正弦初始分量；PC是压缩机低频功率补偿的余弦初始分量；θω是电机的机械角。对于PS和PC分量是根据速度波动的变化不断迭代修正，达到补偿负载转矩波动的目的。
S4，计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值。
S5，根据总功率补偿值对变频负载进行控制。
进一步的，根据本发明的一个实施例，如图2所示，根据总功率补偿值对变频负载进行控制，可以包括：
S51，根据总功率补偿值和电机的当前角速度值获取转矩补偿值。
其中，可以通过以下公式(3)获取转矩补偿值：
Tcomp＝SumPcomp/ω (3)
其中，Tcomp是转矩补偿值；SumPcomp是总功率补偿值；ω是电机的当前角速度。
S52，根据转矩补偿值获取电流补偿值。
其中，可以通过以下公式(4)获取电流补偿值：
Icomp＝Tcomp/(1.5*P*(Id*(Ld-Lq)+ψf)) (4)；
其中，Icomp是电流补偿值；Tcomp是转矩补偿值；P是电机的极对数；Id是弱磁电流大小；Ld是直轴电感；Lq是交轴电感；ψf是转子的磁通量。
S53，根据电流补偿值获取目标电流值。
目标电流值即等于电流补偿值。
S54，根据目标电流值对变频负载进行控制。
具体地，对于非电解电容的变频控制，随着近似为网侧正弦电压的绝对值的直流母线电压的脉动变化，母线小容量的非电解电容(薄膜电容或陶瓷电容)一直处于充放电的工作状态，所以要实现无电解电容变频驱动的高功率因数和稳定的控制，必须进行电容的功率补偿。为此，本发明中首先根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，以实现变频控制的高功率因数和稳定的控制。
其次，单缸的变频负载(例如压缩机)，由于其转矩特性是随转子转动机械周期对应的波动变化，特别在低频时就会引起压缩机转速的相应的大的波动，甚至造成在更低频率工况时不能工作的不良结果。所以通常在低频工作时需要对功率或者转矩进行补偿来消除或者减弱压缩机负载波动的影响。为此，在本发明中，根据电机的机械角利用以上公式的(2)获取变频负载的低频功率补偿值，以消除或者减弱低频时压缩机负载波动的影响，明显的改善和解决压缩机的低频振动问题。
在获取期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值后，根据期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值计算总功率补偿值，其中，总功率补偿值＝期望的电容功率补偿值+低频功率补偿值。再根据总功率补偿值和电机的当前角速度值利用以上公式(3)获取转矩补偿值，再根据转矩补偿值利用以上公式(4)获取电流补偿值，将电流补偿值作为目标电流值对变频负载进行控制。
由此，该方法可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，上述的变频控制器的控制方法还包括：
S10，根据期望的电容功率补偿值获取期望的电容功率补偿幅值。
S20，根据低频功率补偿值获取低频功率补偿幅值。
S30，根据低频功率补偿幅值对期望的电容功率补偿幅值进行修正。
进一步地，根据本发明的一个实施例，根据低频功率补偿幅值对期望的电容功率补偿幅值进行修正，包括：期望的电容功率补偿幅值AmpPC高于电容功率补偿幅值阈值，则将期望的电容功率补偿幅值AmpPC修正为电容功率补偿幅值阈值，电容功率补偿幅值阈值为低频功率补偿幅值AmpPLOW的设定倍数K。
具体地，要解决压缩机的低频速度大的波动和振动，改善压缩机的低频运行效果，设计的低频功率补偿值和波形表示如公式(2)：
PLOW＝PS*Sinθω+PC*Cosθω (2)
其中θω是电机的机械角，通过合理的设计低频功率补偿值可以明显的改善和解决压缩机的低频振动问题。
在无电解电容变频驱动系统控制中，电容功率补偿是实现高功率因素和稳定控制非常关键的部分，由上述可知，电容功率补偿幅值为：
Figure BDA0002264046560000081
而在低频功率补偿值加上电容功率补偿值后，如果AmpPC相对于AmpPLOW的比例大于一定阈值(例如，0.05)，则会造成低频功率补偿值和波形的畸变，则引起低频功率补偿的相位不准确。如果AmpPC相对于AmpPLOW的比例达到更大的比例，则低频功率补偿值和波形的畸变会非常大，严重的影响低频功率补偿的效果，则压缩机低频振动问题严重。
因此，需要根据低频功率补偿幅值对期望的电容功率补偿幅值进行修正，通过低频功率补偿幅值对期望的电容功率补偿幅值进行修正，限制AmpPC相对于AmpPLOW的比例在一定合理的阈值范围内，可以避免造成低频功率补偿值和波形的畸变和低频功率补偿的相位不准确问题，保证压缩机低频速度波动抑制的效果。
具体的修正策略为：如果期望的电容功率补偿幅值AmpPC＞K*AmpPLOW，则将AmpPC修正为K*AmpPLOW，即修正后的期望的电容功率补偿幅值AmpFirstPC＝K*AmpPLOW。如果AmpPC≤K*AmpPLOW，则AmpPC无需改变，即AmpFirstPC＝AmpPC。其中，K代表电容功率补偿幅值的修正系数，可以根据实际系统的负载条件提前进行调试得到，例如0.05。
S40，根据修正后的期望的电容功率补偿幅值和电网输入电压相位角获取修正后的期望的电容功率补偿值。
具体地，由上述可知，可以通过公式(1)
Figure BDA0002264046560000082
获取期望的电容功率补偿值PC，因此可以通过以下公式(5)获取期望的电容功率补偿幅值：
Figure BDA0002264046560000083
其中，AmpPC是期望的电容功率补偿幅值；ω是电网输入交流电压频率，C代表母非电解电容的容值，
Figure BDA0002264046560000084
是期望的直流母线电压幅值。
可以通过公式(2)PLOW＝PS*Sinθω+PC*Cosθω获取低频功率补偿值，因此，因此可以通过以下公式(6)获取低频功率补偿幅值：
Figure BDA0002264046560000091
其中，AmpPLOW是低频功率补偿幅值；PS是压缩机低频功率补偿的正弦初始分量；PC是压缩机低频功率补偿的余弦初始分量。
然后根据低频功率补偿幅值低频功率补偿幅值AmpPLOW对期望的电容功率补偿幅值AmpPC进行修正，得到修正后的期望的电容功率补偿幅值AmpFirstPC，，其中，如果AmpPC＞K*AmpPLOW，则AmpFirstPC＝K*AmpPLOW；如果AmpPC≤K*AmpPLOW，则AmpFirstPC＝AmpPC。
最后根据修正后的期望的电容功率补偿幅值AmpFirstPC和电网输入电压相位角θge利用以下公式(7)获取修正后的期望的电容功率补偿值FirstPC：
FirstPc＝AmpFirstPC*Sin(2*θge) (7)
FirstPC是修正后的期望的电容功率补偿值；AmpFirstPC是修正后的期望的电容功率补偿幅值；θge是电网输入电压相位角。
然后根据修正后的期望的电容功率补偿值FirstPC和低频功率补偿值PLOW计算总功率补偿值，其中，总功率补偿值＝期望的电容功率补偿值+低频功率补偿值。再根据总功率补偿值和电机的当前角速度值利用以上公式(3)获取转矩补偿值，再根据转矩补偿值利用以上公式(4)获取电流补偿值，将电流补偿值作为目标电流值对变频负载进行控制。
根据本发明的一个实施例，如果3所示，上述的变频控制器的控制方法还可以包括：
S100，对电网输入电压值和直流母线电压值进行低通滤波处理。
具体地，获得了直流母线电压值和电机相位角后，因为高频采样噪声的存在，需要经过低通滤波器滤除掉其中的较高频率的噪声和干扰。由于无电解电容变频系统的直流母线电压信号是二倍于电网输入电压频率的脉动信号，同时要实现无电解电容变频驱动控制和高功率因数，需要得到类似正弦的输入电流。所以，无电解电容变频系统的电压值的低通滤波器设计带宽要比传统有电解电容变频系统更宽。同时，为了实现更高的控制带宽，得到高的功率因数，低通滤波器带宽设计值也相应需要提高。
根据本发明的一个实施例，如果3所示，上述的变频控制器的控制方法还可以包括：
S200，对总功率补偿值进行限幅处理。
具体地，总功率补偿值SumPcomp即为期望的电容功率补偿值与低频功率补偿值的和，需要根据变频系统的机械、电机、电子各个模块的实际运行情况和温度情况等设置安全、合理的总的功率补偿值的限幅值。其中，可以根据以下公式(8)对总功率补偿值SumPcomp进行限幅处理：
如果，SumPcomp>h*PcompLimt，则SumPcomp＝h*PcompLimt；
If SumPcomp＜-h*PcompLimt,则SumPcomp＝-h*PcompLimt。
也就是说，如果总功率补偿值SumPcomp超过h*PcompLimt，则将SumPcomp限制在h*PcompLimt，以保证总功率补偿值的幅值不超过h*PcompLimt，提高变频系统的安全性。
其中，PcompLimt是总的功率补偿值的限幅值，h是功率补偿值的限幅系数。总的功率补偿值的限幅值PcompLimt和功率补偿值的限幅系数h可以根据变频系统的机械、电机、电子各个模块的实际运行情况和温度情况等提前进行预设。
综上所述，根据本发明实施例的变频控制器的控制方法，获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角，并根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，再获取变频负载的低频功率补偿值，计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值，并根据总功率补偿值对变频负载进行控制。由此，该方法可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
与上述的变频控制器的控制方法相对应，本发明还提出一种变频控制器。由于本发明的变频控制器可以被配置执行本发明上述的控制方法实施例，对于本发明中的变频控制器的实施例中未披露的细节，请参照本发明上述的控制方法实施例，本发明中不再进行赘述。
图4是根据本发明一个实施例的变频控制器的方框示意图。如图4所示，该变频控制器包括：第一获取模块1、第二获取模块2、第三获取模块3、计算模块4和控制模块5。
其中，第一获取模块1用于获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角；第二获取模块2用于根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值；第三获取模块3用于获取变频负载的低频功率补偿值；计算模块4用于计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值；控制模块5用于根据总功率补偿值对变频负载进行控制。
具体地，对于非电解电容的变频控制，随着近似为网侧正弦电压的绝对值的直流母线电压的脉动变化，母线小容量的非电解电容(薄膜电容或陶瓷电容)一直处于充放电的工作状态，所以要实现无电解电容变频驱动的高功率因数和稳定的控制，必须进行电容的功率补偿。为此，本发明中第二获取模块2根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，以实现变频控制的高功率因数和稳定的控制。
其次，单缸的变频负载(例如压缩机)，由于其转矩特性是随转子转动机械周期对应的波动变化，特别在低频时就会引起压缩机转速的相应的大的波动，甚至造成在更低频率工况时不能工作的不良结果。所以通常在低频工作时需要对功率或者转矩进行补偿来消除或者减弱压缩机负载波动的影响。为此，在本发明中，第三获取模块3根据电机的机械角获取变频负载的低频功率补偿值，以消除或者减弱低频时压缩机负载波动的影响。
在获取期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值后，计算模块4根据期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值计算总功率补偿值，其中，总功率补偿值＝期望的电容功率补偿值+低频功率补偿值。控制模块5根据总功率补偿值对变频负载进行控制。
由此，可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
根据本发明的一个实施例，第二获取模块2具体用于：根据电网输入电压值和直流母线电压值获取期望的直流母线电压幅值，并根据期望的直流母线电压幅值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取所述电网输入电压相位期望的电容功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，第三获取模块3具体用于：根据电机的相位角获取电机的机械角，并根据电机的机械角获取变频负载的低频功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，上述的变频控制还包括：第四获取模块，用于根据期望的电容功率补偿值获取期望的电容功率补偿幅值，根据低频功率补偿值获取低频功率补偿幅值，根据低频功率补偿幅值对期望的电容功率补偿幅值进行修正，根据修正后的期望的电容功率补偿幅值和电网输入电压相位角获取修正后的期望的电容功率补偿值。
根据本发明的一个实施例，第四获取模块进一步用于：期望的电容功率补偿幅值高于电容功率补偿幅值阈值，则将期望的电容功率补偿幅值修正为电容功率补偿幅值阈值，电容功率补偿幅值阈值为低频功率补偿幅值的设定倍数。
根据本发明的一个实施例，控制模块5具体用于：根据总功率补偿值和电机的当前角速度值获取转矩补偿值，并根据转矩补偿值获取电流补偿值，根据电流补偿值获取目标电流值，以及根据目标电流值对变频负载进行控制。
根据本发明的一个实施例，上述的变频控制还包括：处理模块，用于对电网输入电压值和直流母线电压值进行低通滤波处理。
根据本发明的一个实施例，上述的变频控制还包括：限幅模块，用于对总功率补偿值进行限幅处理。
综上，本发明实施例的变频控制器，可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
此外，本发明还提出一种变频电器，包括本发明上述实施例所述的变频控制器。变频电器可以为变频空调、变频冰箱等。
根据本发明实施例的变频电器，通过上述的变频控制器，可以对无电解电容变频控制器的低频速度、转矩波动大进行功率补偿，并可以对低频功率进行补偿，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
本发明还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现本发明上述实施例所述的变频控制器的控制方法。
本发明实施例的电子设备，存储在存储器上的计算机程序被处理器运行时，获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角，并根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，再获取变频负载的低频功率补偿值，计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值，并根据总功率补偿值对变频负载进行控制，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
本发明的实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明上述实施例所述的变频控制器的控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，存储在其上的计算机程序被处理器运行时，获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角，并根据电网输入电压值、直流母线电压值、非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，再获取变频负载的低频功率补偿值，计算期望的电容功率补偿值和低频功率补偿值的总功率补偿值，并根据总功率补偿值对变频负载进行控制，从而克服无电解电容变频控制器的低频速度波动问题，同时可以实现无电解电容变频控制器的速度稳定控制和高功率因数，保证无电解电容变频控制器的低频稳定的工作。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种变频控制器的控制方法，其特征在于，包括：
获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角；
根据所述电网输入电压值、所述直流母线电压值、非电解电容的容值和所述电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值；
获取变频负载的低频功率补偿值；
计算所述期望的电容功率补偿值和所述低频功率补偿值的总功率补偿值；
根据所述总功率补偿值对所述变频负载进行控制。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电网输入电压值、所述直流母线电压值、非电解电容的容值和所述电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值，包括：
根据所述电网输入电压值和所述直流母线电压值获取期望的直流母线电压幅值；
根据所述期望的直流母线电压幅值、所述非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取所述电网输入电压相位所述期望的电容功率补偿值。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取变频负载的低频功率补偿值，包括：
根据电机的相位角获取所述电机的机械角；
根据所述电机的机械角获取所述变频负载的低频功率补偿值。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据期望的电容功率补偿值获取期望的电容功率补偿幅值；
根据低频功率补偿值获取低频功率补偿幅值；
根据所述低频功率补偿幅值对所述期望的电容功率补偿幅值进行修正；
根据修正后的期望的电容功率补偿幅值和所述电网输入电压相位角获取修正后的期望的电容功率补偿值。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述低频功率补偿幅值对所述期望的电容功率补偿幅值进行修正，包括：
所述期望的电容功率补偿幅值高于电容功率补偿幅值阈值，则将所述期望的电容功率补偿幅值修正为所述电容功率补偿幅值阈值，所述电容功率补偿幅值阈值为所述低频功率补偿幅值的设定倍数。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述总功率补偿值对所述变频负载进行控制，包括：
根据所述总功率补偿值和电机的当前角速度值获取转矩补偿值；
根据所述转矩补偿值获取电流补偿值；
根据所述电流补偿值获取目标电流值；
根据所述目标电流值对所述变频负载进行控制。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
对所述电网输入电压值和所述直流母线电压值进行低通滤波处理。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
对所述总功率补偿值进行限幅处理。
9.一种变频控制器，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取电网输入电压值、直流母线电压值和电网输入电压相位角；
第二获取模块，用于根据所述电网输入电压值、所述直流母线电压值、非电解电容的容值和所述电网输入电压相位角获取期望的电容功率补偿值；
第三获取模块，用于获取变频负载的低频功率补偿值；
计算模块，用于计算所述期望的电容功率补偿值和所述低频功率补偿值的总功率补偿值；
控制模块，用于根据所述总功率补偿值对所述变频负载进行控制。
10.根据权利要求9所述的变频控制器，其特征在于，所述第二获取模块具体用于：根据所述电网输入电压值和所述直流母线电压值获取期望的直流母线电压幅值，并根据所述期望的直流母线电压幅值、所述非电解电容的容值和电网输入电压相位角获取所述电网输入电压相位所述期望的电容功率补偿值。
11.根据权利要求9所述的变频控制器，其特征在于，所述第三获取模块具体用于：根据电机的相位角获取所述电机的机械角，并根据所述电机的机械角获取所述变频负载的低频功率补偿值。
12.根据权利要求9所述的变频控制器，其特征在于，还包括：第四获取模块，用于根据期望的电容功率补偿值获取期望的电容功率补偿幅值，根据低频功率补偿值获取低频功率补偿幅值，根据所述低频功率补偿幅值对所述期望的电容功率补偿幅值进行修正，根据修正后的期望的电容功率补偿幅值和所述电网输入电压相位角获取修正后的期望的电容功率补偿值。
13.根据权利要求12所述的变频控制器，其特征在于，所述第四获取模块进一步用于：所述期望的电容功率补偿幅值高于电容功率补偿幅值阈值，则将所述期望的电容功率补偿幅值修正为所述电容功率补偿幅值阈值，所述电容功率补偿幅值阈值为所述低频功率补偿幅值的设定倍数。
14.根据权利要求9所述的变频控制器，其特征在于，所述控制模块具体用于：根据所述总功率补偿值和电机的当前角速度值获取转矩补偿值，并根据所述转矩补偿值获取电流补偿值，根据所述电流补偿值获取目标电流值，以及根据所述目标电流值对所述变频负载进行控制。
15.根据权利要求9所述的变频控制器，其特征在于，还包括：处理模块，用于对所述电网输入电压值和所述直流母线电压值进行低通滤波处理。
16.根据权利要求9所述的变频控制器，其特征在于，还包括：限幅模块，用于对所述总功率补偿值进行限幅处理。
17.一种变频电器，其特征在于，包括：如权利要求9-16任一项所述的变频控制器。
18.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-8中任一项所述的变频控制器的控制方法。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的变频控制器的控制方法。
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