CN113612415A - 一种电机控制方法、装置、存储介质及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机控制方法、装置、存储介质及控制系统，所述方法包括：当所述电机的转速大于等于第一预设转速时，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。本发明提供的方案能够改善电机控制系统在高频时的损耗，提升电机控制系统能效。

Description

一种电机控制方法、装置、存储介质及控制系统

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电机控制方法、装置、存储介质及控制系统。

背景技术

在空调用永磁同步电机行业中，采用载波频率恒定的异步调制方式，然而电机高频运转时载波频率恒定会导致控制系统损耗增加，电流谐波增大，且控制器发热严重；而采用在低频时载波频率恒定的异步调制，在高频时采用载波比一定的同步调制方式，然而载波比一般按照经验值选取，无法判断所取载波比性能的优劣。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电机载波频率控制方法、装置、存储介质及控制系统，以解决现有技术中载波频率调制的问题。

本发明一方面提供了一种电机控制方法，包括：当所述电机的转速大于等于第一预设转速时，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

可选地，还包括：当所述电机的转速小于所述第一预设转速时，输出设定的载波频率控制所述电机。

可选地，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：将所述电机的转速划分为N个转速区间，其中，每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，所述N个转速区间中的第一个转速区间的转速下限值为所述第一预设转速，N为正整数；根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，根据在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，确定进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

可选地，根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，包括：将所述电机的载波频率与所述第一预设转速的比值设定为在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的上限值；和/或，在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值；若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

可选地，还包括：在所述电机处于减速阶段时，根据所述电机的转速在所述N个转速区间中所处的转速区间，以及在每个转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，进行载波比的切换。

本发明另一方面提供了一种电机控制装置，包括：寻优控制单元，用于当所述电机的转速大于等于第一预设转速时，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

可选地，还包括：载波频率控制单元，用于当所述电机的转速小于所述第一预设转速时，输出设定的载波频率控制所述电机。

可选地，所述寻优控制单元，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：将所述电机的转速划分为N个转速区间，其中，每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，所述N个转速区间中的第一个转速区间的转速下限值为所述第一预设转速，N为正整数；根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，根据在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，确定进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

可选地，根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，包括：将所述电机的载波频率与所述第一预设转速的比值设定为在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的上限值；和/或，在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值；若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

可选地，还包括：载波比切换单元，用于在所述电机处于减速阶段时，根据所述电机的转速在所述N个转速区间中所处的转速区间，以及在每个转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，进行载波比的切换。

本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明再一方面提供了一种电机的控制系统，包括处理器、存储器以及存储在存储器上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前述任一所述方法的步骤。

本发明再一方面提供了一种电机的控制系统，包括前述任一所述的永磁同步电机控制装置。

根据本发明的技术方案，低频段采用载波频率恒定的异步调制方式，高频段采用载波比动态寻优的同步调制方式，即在一定的频段范围内、在设定的载波比区间内以一定步长寻找使输入功率最小的载波比，超过设定的频段范围则重新寻优载波比。本发明可改善电机控制系统在高频时的损耗，提升电机控制系统能效，实现节能的效果。有利于改善在高频时控制系统的损耗，提升系统能效。有利于改善在高频时控制器的发热情况，保护控制器。可实现电机在高频时动态寻找使控制系统输入功率最小的载波比，减小控制系统的损耗，可实现节能的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的电机控制方法的一实施例的方法示意图；

图2示出了根据本发明一具体实施方式载波频率控制框图；

图3示出了根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比的步骤的一具体实施方式的流程示意图；

图4示出了载波频率控制示意图；

图5示出了根据本发明一具体实施方式的寻优区域一的控制流程图；

图6是本发明提供的电机控制装置的一实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在空调用永磁同步电机行业，大部分采用载波频率恒定的异步调制方式，然而电机高频运转时载波频率值恒定会导致谐波电流增大，控制器的损耗增加，控制器发热严重；少部分采用在低频时载波频率恒定的异步调制，在高频时采用载波比一定的同步调制方式，然而目前一般按照经验取3的倍数或取奇数倍的载波比，没有具体的指标显示载波比设置的性能。

本发明提供一种电机控制方法。该方法适用于具有电机的设备。例如空调。所述电机例如为永磁同步电机。

图1是本发明提供的电机控制方法的一实施例的方法示意图。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述永磁同步电机载波频率控制方法至少包括步骤S120。

步骤S120，当所述电机的转速大于等于第一预设转速时，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

具体地，如图1所示，还可以包括步骤S110，当所述电机转速小于所述第一预设转速时，输出设定的载波频率控制所述电机。此时，电机为异步调制阶段，电机的载波频率值恒定为w，载波比随着转速的上升而下降。

当电机转速到达第一预设转速时，则根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

图2示出了根据本发明一具体实施方式载波频率控制框图。如图2所示，载波频率控制主要包括载波频率控制、直流母线电压检测、直流母线电流检测和控制系统输入功率最小寻优。

载波频率控制部分(载波频率控制模块)通过电机转速判断载波频率控制方式，若为异步调制，即直接输出设定的载波频率控制电机；若为同步调制，则通过直流母线电压检测和直流母线电流检测得到系统输入功率p，然后通过控制系统输入功率最小寻优(模块)得到最优载波比控制电机。其中，电机控制系统输入功率p通过采样一定时间内的直流母线电压的平均值u和直流母线电流的平均值i得到，p＝u×i。

图3示出了根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比的步骤的一具体实施方式的流程示意图。如图3所示，在一种具体实施方式中，步骤S110具体可以包括步骤S111、步骤S112和步骤S113。

步骤S111，将所述电机的转速划分为N个转速区间，其中，每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，所述N个转速区间中的第一个转速区间的转速下限值为所述第一预设转速。

也就是说，在所述电机的转速范围内，将大于第一预设转速的转速划分为N个转速区间，其中，N为正整数，N≥2。例如，参考图4所示的载波频率控制示意图，将大于第一预设转速的转速区间范围划分为三个转速区间，分别为大于等于第一预设转速且小于第二预设转速的转速区间，对应载波比寻优区间一(寻优区域一)，大于等于第二预设转速且小于第三预设转速的转速区间，对应载波比寻优区间二(寻优区域二)，大于等于第三预设转速的转速区间，对应载波比寻优区间三(寻优区域三)，其中，第一预设转速小于第二预设转速小于第三预设转速。每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，即三个转速区间的转速依次增大。

步骤S112，根据所述第一预设转速和所述电机的输入功率确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

在一种具体实施方式中，将所述电机的载波频率与所述第一预设转速的比值设定为在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的上限值。也就是说，通过计算电机的载波频率w与第一预设转速值的比值得到电机的载波比a，并设为当前载波比寻优区间的载波比上限值，设定载波比下限值为b，则载波比寻优区间为[b,a]，1<b<a。

在载波比寻优区间，电机以一定步长寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比，即最优载波比，得到最优载波比后，在对应的速度区间内保持载波比不变。

在一种具体实施方式中，在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比具体可以包括：控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值；若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

例如，计算此时的控制系统输入功率，作为输入功率初始值p1，然后电机以m为步长减小载波比，得到此时的载波比为x，若x<b，则直接令最优载波比c＝b，反之，计算此时控制系统输入功率p，并和上一步长载波比的输入功率(即输入功率初始值)p1比较。若p>p1，即说明此时通过减小载波比不能降低输入功率，这时得到最优载波比c＝x+m，并在该速段内以载波比c运行，反之，即若p≤p1，则令p1＝p进行下一步长载波比的判断。

步骤S113，对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，根据在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，确定进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

具体地，对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，将在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，作为进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的载波比上限值，进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的载波比下限值大于1且小于所述载波比上限值。例如，当电机转速到达第二预设转速时，重新设定上一转速区间得到的最优载波比c为载波比上限值，设定载波比下限值为d，则相应的载波比寻优区间为[d,c]，1<d<c，电机以一定步长在[d,c]区间寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比e，得到载波比e后在相应的转速区间内保持载波比不变。同理，当电机转速到达第三预设转速时，再次重新设定上一转速区间得到的最优载波比e为载波比上限值，设定载波比下限值为f，则相应的载波比寻优区间为[f,e]，电机以一定步长在[f,e]区间寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比g，得到的载波比g后在相应的转速区间内保持载波比不变。

其中，在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值，若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

例如，当电机转数到达第二预设转速时，以上一转速区间得到的载波比c为载波比上限值，设定载波比下限值为d，得到相应的载波比寻优区间为[d,c]，1<d<c，此时控制系统输入功率为上一步长载波比对应的输入功率p1，然后电机以m为步长减小载波比，得到此时的载波比为x,若x<d，则令最优载波比e＝d，反之，计算此时控制系统输入功率p,并和上一步长载波比对应的输入功率p1比较。若p>p1，得到最优载波比e＝x+m，并在该转速区间内保持载波比e运行，反之则令p1＝p进行下一步长的运行判断；同理，可类推此后的转速区间的载波比寻优流程。

参考图4所示，将大于第一预设转速的转速区间范围划分为三个转速区间，分别为大于等于第一预设转速且小于第二预设转速的转速区间，对应载波比寻优区间一(寻优区域一)，大于等于第二预设转速且小于第三预设转速的转速区间，对于载波比寻优区间二(寻优区域二)，大于等于第三预设转速的转速区间，对于载波比寻优区间三(寻优区域三)，其中，第一预设转速小于第二预设转速小于第三预设转速。当电机转速到达第一预设转速时，系统首先进入寻优区域一，通过计算载波频率w与第一预设转数值的比值得到电机的载波比a，并设为载波比上限值，设定载波比下限值为b，即载波比寻优区间为[b,a]，1<b<a，电机以一定步长寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比，得到最优载波比c后在该速段内保持载波比不变；当电机转数到达第二预设转速时，进入寻优区域二，此时重新设定载波比c为载波比上限值，设定载波比下限值为d，载波比寻优区间为[d,c]，1<d<c，电机以一定步长寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比，得到载波比e后在该速段内保持载波比不变；当电机转速到达第三预设转速时，进入寻优区域三，再次重新设定载波比e为载波比上限值，设定载波比下限值为f，载波比寻优区间为[f,e]，1<f<e，电机以一定步长寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比，得到的载波比g后在该速段内保持载波比不变。本发明上述实施例以3次载波比寻优为例说明，应当理解，第M次载波比寻优同理可推断。

参考图5所示的寻优区域一的控制流程图。当电机转速到达第一预设转速时，首先进入寻优区域一，当进入寻优区域一时，计算载波频率w与第一预设转速的比值，得到载波比a，并设为载波比上限值，设定载波比下限值为b，得到载波比寻优区间为[b,a]，计算此时控制系统输入功率作为输入功率初始值p1，然后电机以m为步长减小载波比，得到此时的载波比为x,若x<b，则直接令最优载波比c＝b，反之计算此时控制系统输入功率p，并和上一步长载波比的输入功率(即输入功率初始值)p1比较。若p>p1，即说明此时通过减小载波比不能降低系统输入功率，这时得到最优载波比c＝x+m，并在该速段内以载波比c运行，反之则令p1＝p进行下一步长的运行判断。

同理，当进入寻优区域二时，以上一转速区间得到的载波比c为载波比上限值，设定载波比下限值为d，得到相应的载波比寻优区间为[d,c]，此时控制系统输入功率为上一步长载波比对应的输入功率p1，然后电机以m为步长减小载波比，得到此时的载波比为x,若x<d，则令最优载波比e＝d，反之计算此时控制系统输入功率p,并和上一步长载波比对应的输入功率p1比较。若p>p1，得到最优载波比e＝x+m，并在该转速区间内保持载波比e运行，反之则令p1＝p进行下一步长的运行判断；同理，可类推此后的转速区间的载波比寻优区域流程。

可选地，所述方法还可以包括：在所述电机处于减速阶段时，根据所述电机的转速在所述N个转速区间中所处的转速区间，以及在每个转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，进行载波比的切换。

例如，沿用前述实施例的具体例子，减速阶段当电机转速降到第三预设转速时，直接由载波比g切换到载波比e；当电机转速降到第二预设转速时，由载波比e切换到载波比c；当电机转速降到第一预设转速时，由载波比c切换到以恒定载波频率w运行直至停机。可选地，在减速阶段不进行载波比寻优可加快系统控制，避免因反复寻优对电机运行效率造成影响。

本发明还提供一种电机控制装置。该装置适用于具有电机的设备。例如空调。所述电机例如为永磁同步电机。

图6是本发明提供的电机控制装置的一实施例的结构框图。如图6所示，所述控制装置100包括寻优控制单元120。

寻优控制单元120用于当所述电机的转速大于等于第一预设转速时，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

可选地，如图6所示，所述控制装置100还包括载波频率控制单元110。载波频率控制单元110用于当所述电机转速小于所述第一预设转速时，输出设定的载波频率控制所述电机。此时，电机为异步调制阶段，电机的载波频率值恒定为w，载波比随着转速的上升而下降。

当电机转速到达第一预设转速时，寻优控制单元120则根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

图2示出了根据本发明一具体实施方式载波频率控制框图。如图2所示，载波频率控制主要包括载波频率控制、直流母线电压检测、直流母线电流检测和控制系统输入功率最小寻优。

载波频率控制部分(载波频率控制模块)通过电机转速判断载波频率控制方式，若为异步调制，即直接输出设定的载波频率控制电机；若为同步调制，则通过直流母线电压检测和直流母线电流检测得到系统输入功率p，然后通过控制系统输入功率最小寻优(模块)得到最优载波比控制电机。其中，电机控制系统输入功率p通过采样一定时间内的直流母线电压的平均值u和直流母线电流的平均值i得到，p＝u×i。

图3示出了寻优控制单元120根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比的步骤的一具体实施方式的流程示意图。如图3所示，在一种具体实施方式中，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比的步骤具体可以包括步骤S111、步骤S112和步骤S113。

步骤S111，将所述电机的转速划分为N个转速区间，其中，每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，所述N个转速区间中的第一个转速区间的转速下限值为所述第一预设转速。

也就是说，在所述电机的转速范围内，将大于第一预设转速的转速划分为N个转速区间，其中，N为正整数，N≥2。例如，将大于第一预设转速的转速区间范围划分为三个转速区间，分别为大于等于第一预设转速且小于第二预设转速的转速区间，对应载波比寻优区间一(寻优区域一)，大于等于第二预设转速且小于第三预设转速的转速区间，对应载波比寻优区间二(寻优区域三)，大于等于第三预设转速的转速区间，对应载波比寻优区间三(寻优区域三)，其中，第一预设转速小于第二预设转速小于第三预设转速。每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，即三个转速区间的转速依次增大。

步骤S112，根据所述第一预设转速和所述电机的输入功率确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

在一种具体实施方式中，将所述电机的载波频率与所述第一预设转速的比值设定为在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的上限值。也就是说，通过计算电机的载波频率w与第一预设转速值的比值得到电机的载波比a，并设为当前载波比寻优区间的载波比上限值，设定载波比下限值为b，则载波比寻优区间为[b,a]，1<b<a。

在载波比寻优区间，电机以一定步长寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比，即最优载波比，得到最优载波比后，在对应的速度区间内保持载波比不变。

在一种具体实施方式中，在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比具体可以包括：控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值；若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

例如，计算此时的控制系统输入功率，作为输入功率初始值p1，然后电机以m为步长减小载波比，得到此时的载波比为x，若x<b，则直接令最优载波比c＝b，反之，计算此时控制系统输入功率p，并和上一步长载波比的输入功率(即输入功率初始值)p1比较。若p>p1，即说明此时通过减小载波比不能降低输入功率，这时得到最优载波比c＝x+m，并在该速段内以载波比c运行，反之，即若p≤p1，则令p1＝p进行下一步长载波比的判断。

步骤S113，对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，根据在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，确定进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

具体地，对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，将在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，作为进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的载波比上限值，进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的载波比下限值大于1且小于所述载波比上限值。例如，当电机转速到达第二预设转速时，重新设定上一转速区间得到的最优载波比c为载波比上限值，设定载波比下限值为d，则相应的载波比寻优区间为[d,c]，1<d<c，电机以一定步长在[d,c]区间寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比e，得到载波比e后在相应的转速区间内保持载波比不变。同理，当电机转速到达第三预设转速时，再次重新设定上一转速区间得到的最优载波比e为载波比上限值，设定载波比下限值为f，则相应的载波比寻优区间为[f,e]，电机以一定步长在[f,e]区间寻找使电机控制系统输入功率最小的载波比g，得到的载波比g后在相应的转速区间内保持载波比不变。

其中，在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值，若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

例如，当电机转数到达第二预设转速时，以上一转速区间得到的载波比c为载波比上限值，设定载波比下限值为d，得到相应的载波比寻优区间为[d,c]，此时控制系统输入功率为上一步长载波比对应的输入功率p1，然后电机以m为步长减小载波比，得到此时的载波比为x,若x<d，则令最优载波比e＝d，反之，计算此时控制系统输入功率p,并和上一步长载波比对应的输入功率p1比较。若p>p1，得到最优载波比e＝x+m，并在该转速区间内保持载波比e运行，反之则令p1＝p进行下一步长的运行判断；同理，可类推此后的转速区间的载波比寻优流程。

可选地，所述控制装置100还包括载波比切换单元(图未示)。载波比切换单元，用于在所述电机处于减速阶段时，根据所述电机的转速在所述N个转速区间中所处的转速区间，以及在每个转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，进行载波比的切换。

例如，沿用前述实施例的具体例子，减速阶段当电机转速降到第三预设转速时，直接由载波比g切换到载波比e；当电机转速降到第二预设转速时，由载波比e切换到载波比c；当电机转速降到第一预设转速时，由载波比c切换到以恒定载波频率w运行直至停机。可选地，在减速阶段不进行载波比寻优可加快系统控制，避免因反复寻优对电机运行效率造成影响。

本发明还提供对应于所述电机控制方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明还提供对应于所述电机控制方法的一种电机的控制系统，包括处理器、存储器以及存储在存储器上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前述任一所述方法的步骤。

本发明还提供对应于所述电机控制装置的一种电机的控制系统，包括前述任一所述的电机控制装置。

据此，本发明提供的方案，低频段采用载波频率恒定的异步调制方式，高频段采用载波比动态寻优的同步调制方式，即在一定的频段范围内、在设定的载波比区间内以一定步长寻找使输入功率最小的载波比，超过设定的频段范围则重新寻优载波比。本发明可改善电机控制系统在高频时的损耗，提升电机控制系统能效，实现节能的效果。有利于改善在高频时控制系统的损耗，提升系统能效。有利于改善在高频时控制器的发热情况，保护控制器。可实现电机在高频时动态寻找使控制系统输入功率最小的载波比，减小控制系统的损耗，可实现节能的效果。

本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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，作为控制装置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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

所述集成的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。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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：

当所述电机的转速大于等于第一预设转速时，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述电机的转速小于所述第一预设转速时，输出设定的载波频率控制所述电机。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：

将所述电机的转速划分为N个转速区间，其中，每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，所述N个转速区间中的第一个转速区间的转速下限值为所述第一预设转速，N为正整数；

根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；

对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，根据在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，确定进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，包括：

将所述电机的载波频率与所述第一预设转速的比值设定为在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的上限值；

和/或，

在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：

控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值；

若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；

若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；

其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述电机处于减速阶段时，根据所述电机的转速在所述N个转速区间中所处的转速区间，以及在每个转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，进行载波比的切换。

6.一种电机控制装置，其特征在于，包括：

寻优控制单元，用于当所述电机的转速大于等于第一预设转速时，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，以根据得到的所述载波比控制所述电机。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

载波频率控制单元，用于当所述电机的转速小于所述第一预设转速时，输出设定的载波频率控制所述电机。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述寻优控制单元，根据所述电机的转速和输入功率进行载波比寻优控制，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：

将所述电机的转速划分为N个转速区间，其中，每个转速区间的转速下限值和转速上限值分别依次增大，所述N个转速区间中的第一个转速区间的转速下限值为所述第一预设转速，N为正整数；

根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；

对于所述第一个转速区间之后的每个转速区间，根据在上一转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，确定进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，并在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，得到能够使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

根据所述电机的载波频率和所述第一预设转速确定在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间，包括：

将所述电机的载波频率与所述第一预设转速的比值设定为在所述第一个转速区间进行载波比寻优控制的载波比寻优区间的上限值；

和/或，

在所述载波比寻优区间内控制所述电机以预设步长减小载波比，以得到使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，包括：

控制所述电机以预设步长减小载波比后，判断得到的载波比是否小于所述载波比寻优区间的下限值；

若判断得到的载波比小于所述载波比寻优区间的下限值，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为所述下限值；

若判断得到的载波比不小于所述载波比寻优区间的下限值，则计算当前的输入功率，根据当前的输入功率与减小载波比之前的输入功率的大小关系，确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比；

其中，若当前的输入功率大于减小载波比之前的输入功率，则确定使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比为减小后的载波比与所述预设步长之和，若当前的输入功率小于等于减小载波比之前的输入功率，则继续以预设步长减小载波比。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，还包括：

载波比切换单元，用于在所述电机处于减速阶段时，根据所述电机的转速在所述N个转速区间中所处的转速区间，以及在每个转速区间得到的使所述电机的控制系统的输入功率最小的载波比，进行载波比的切换。

11.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述方法的步骤。

12.一种电机的控制系统，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在存储器上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权利要求1-5任一所述方法的步骤，或者包括如权利要求6-10任一所述的永磁同步电机控制装置。

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