CN114337464A - 变频器的控制方法、变频系统、运载装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变频器的控制方法、变频系统、运载装置及存储介质，该方法包括：获取运载装置运载目标物体时的负载转矩；获取电机在工作运行过程中的电机力矩；获取逆变单元预设的驱动功率限制值及再生发电功率限制值；根据负载转矩、电机力矩、驱动功率限制值及再生发电功率限制值确定逆变单元的输出频率限制值；根据输出频率限制值控制逆变单元工作运行。本发明的方法基于运载装置配置的多个整流单元，当部分整流单元故障后，通过根据运载装置的负载转矩、电机力矩、驱动功率限制值及再生发电功率限制值确定逆变单元的输出频率限制值，根据输出频率限制值控制逆变单元工作，使得逆变单元的输出频率小于或者等于输出频率限制值实现降频运行。

Description

变频器的控制方法、变频系统、运载装置及存储介质

技术领域

本发明涉及建筑机械设备电气技术领域，尤其涉及一种变频器的控制方法、变频系统、运载装置及存储介质。

背景技术

运载装置如塔机起重机由起升、变幅、回转三大机构组成，塔机现有变频驱动方案是，起升、变幅、回转机构各采用一台变频器驱动，变频器上同时集成了完成电网交流电流转换为直流电的整流电路和完成直流电转换为频率电压可变的交流电的逆变电路，各机构之间的变频器之间无电能交换，变频器故障后，只能停机，不能降额运行。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明提供一种变频器的控制方法、变频系统、运载装置及存储介质，旨在解决运载装置现有变频驱动方案是，起升机构、变幅机构、回转机构各采用一台变频器驱动，各机构之间的变频器之间无电能交换，变频器故障后只能停机不能降额运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种变频系统，所述变频系统包括：

多个与电网连接的整流单元，每个所述整流单元的输出端分别与控制单元、第一逆变单元、第二逆变单元以及第三逆变单元连接，所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元分别与每个所述整流单元并联，且所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元之间并联，其中，所述整流单元、所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元之间通过母线连接；

所述第一逆变单元，所述第一逆变单元分别与第一电机的输入端以及所述第一逆变控制单元连接；

所述第二逆变单元，所述第二逆变单元分别与第二电机的输入端以及所述第二逆变控制单元连接；以及，

所述第三逆变单元，所述第三逆变单元分别与第三电机的输入端以及所述第三逆变控制单元连接；以及，

总控制单元，所述总控制单元分别与所述整流控制单元、所述第一逆变控制单元、所述第二逆变控制单元以及所述第三逆变控制单元连接。

可选地，整流单元包括：

第一电源转换模块，所述第一电源转换模块分别与所述电网以及所述整流控制单元、所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元连接；

开关模块，所述开关模块与电阻串联，并将串联后的所述开关模块与所述电阻分别与所述第一电源转换模块、储能模块、所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元并联，且所述开关模块与所述整流控制单元连接。

可选地，第一逆变单元包括：

第二电源转换模块，所述第二电源转换模块分别与所述电机以及所述第一逆变控制单元连接；

储能模块，所述储能模块分别与所述第二电源转换模块以及所述整流单元并联。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种变频器的控制方法，所述变频器的控制方法应用于上述的变频系统，所述变频器的控制方法包括：

获取运载装置运载目标物体时的负载转矩；

获取电机在工作运行过程中的电机力矩；

获取逆变单元预设的驱动功率限制值以及再生发电功率限制值；

根据所述负载转矩、所述电机力矩、所述驱动功率限制值以及所述再生发电功率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值；

根据所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行。

可选地，获取电机在工作运行过程中的电机力矩包括：

根据所述负载转矩以及所述电机在加速运行时的第一加速度，确定所述电机的第一电机力矩；

根据所述负载转矩确定所述电机的第二电机力矩；

获取所述电机在减速运行时的第二加速度；

根据所述第一加速度、所述第一电机力矩、所述第二电机力矩以及所述第二加速度，确定所述电机在减速运行时的电机力矩。

可选地，根据所述负载转矩、所述电机力矩、所述驱动功率限制值以及所述再生发电功率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值的步骤包括：

根据所述负载转矩以及所述驱动功率限制值，确定所述逆变单元的第一频率限制值；

根据所述电机力矩以及所述再生发电功率限制值，确定所述逆变单元的第二频率限制值；

确定电机当前的运行工况；

根据所述运行工况、所述第一频率限制值、所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值。

可选地，根据所述运行工况、所述第一频率限制值、所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值的步骤包括：

在所述运行工况为第一电动工况，且所述第二频率限制值大于或者等于预设功率限制值时，获取所述第一频率限制值以及所述第二频率限制值中的最小频率限制值，以确定为所述逆变单元的输出频率限制值；

在所述运行工况为第一电动工况，且所述第二频率限制值小于预设功率限制值，或者，所述运行工况为第二电动工况，且所述第二频率限制值大于预设功率限制值时，根据所述第一频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值，其中，所述第一电动工况与所述第二电动工况分别对应的电机的输出频率以及负载转矩不相同；

在所述运行工况为第二电动工况，且所述第二频率限制值小于或者等于预设功率限制值时，获取所述第一频率限制值以及所述第二频率限制值中的最大频率限制值，以确定为所述逆变单元的输出频率限制值；

在所述运行工况为发电工况时，根据所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值。

可选地，根据所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行的步骤包括：

在所述输出频率限制值大于或者等于所述逆变单元当前的输出频率时，控制所述逆变单元按照当前的运行参数运行；

在所述输出频率限制值小于所述逆变单元当前的输出频率时，调节所述逆变单元当前的运行参数，以控制所述逆变单元按照所述输出频率限制值工作运行。

可选地，根据所述频率限制值控制所述逆变单元工作运行的步骤包括：

获取整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率；

根据所述总驱动功率以及所述总再生发电功率，确定整流单元提供给所述逆变单元的最大驱动功率以及最大再生发电功率；

根据所述最大驱动功率、所述最大再生发电功率以及所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种运载装置，所述运载装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器里并可在所述处理器上运行的变频器的控制程序，所述变频器的控制程序被所述处理器执行时实现如以上所述变频器的控制方法的各个步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有变频器的控制程序，所述变频器的控制程序被所述处理器执行时实现如以上所述变频器的控制方法的各个步骤。

本发明提出的变频器的控制方法、变频系统、运载装置及存储介质，基于运载装置配置的多个整流单元，当其中部分整流单元发生故障后，通过根据运载装置运载目标物体的负载转矩、减速运行时的电机力矩、驱动功率限制值以及再生发电功率限制值确定逆变单元的输出频率限制值，以根据输出频率限制值控制逆变单元工作运行，使得逆变单元的输出频率小于或者等于输出频率限制值，实现降频运行，以避免运载装置按照未发生故障时的运行参数运行，导致输出频率过大造成运载装置工作异常。

附图说明

图1为本发明的变频器的控制方法各个实施例涉及的运载装置的结构示意图；

图2为本发明提供一种变频系统简单示意图；

图3为本发明提供一种变频系统的第一局部连接示意图；

图4为本发明提供一种变频系统的第二局部连接示意图；

图5为整流单元的第一电路示意图；

图6为整流单元的第二电路示意图；

图7为整流单元的第三电路示意图；

图8为逆变单元的电路示意图；

图9为本发明的变频器的控制方法第一实施例的流程示意图；

图10为本发明的变频器的控制方法第一实施例中运载装置的变频系统进入降额运行方式的整体控制逻辑图；

图11为逆变单元的负载检测运行波形；

图12为本发明的变频器的控制方法第一实施例中确定电机的电机力矩的流程示意图；

图13为本发明的变频器的控制方法第一实施例中控制逆变单元工作运行的流程示意图；

图14为本发明的变频器的控制方法第二实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	整流单元	11	第一电源转换模块
12	开关模块	2	整流控制单元
				3	第一逆变单元	31	第二电源转换模块
4	第二逆变单元	5	第三逆变单元
				6	第一电机	7	第二电机
8	第三电机	9	总控制单元
				10	第一逆变控制单元

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或者“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或者“单元”可以混合地使用。

请参考图1，图1为本发明的变频器的控制方法各个实施例涉及的运载装置的结构示意图。如图1所示，该运载装置可以包括：存储器101以及处理器102。本领域技术人员可以理解，图1示出的运载装置的结构框图并不构成对运载装置的限定，运载装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中，存储器101中存储有操作系统以及变频器的控制程序。处理器102是终端设备的控制中心，处理器102执行存储在存储器101内的变频器的控制程序，以实现本发明的变频器的控制方法各实施例的步骤。可选地，运载装置包括但是不限于塔机以及吊机等用于运载的设备。

需要说明的是，运载装置如塔机，塔机起重机由起升、变幅、回转三大机构组成。请参考图2、图3以及图4，图2为本发明提供一种变频系统简单示意图，图3为本发明提供一种变频系统的第一局部连接示意图，图4为本发明提供一种变频系统的第二局部连接示意图，运载装置的变频系统包括：

多个与电网连接的整流单元1，每个所述整流单元1的输出端分别与整流控制单元2、第一逆变单元3、第二逆变单元4以及第三逆变单元5连接，所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5分别与每个所述整流单元1并联，且所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5之间并联，其中，所述整流单元1、所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5之间通过母线连接；

所述第一逆变单元3，所述第一逆变单元3分别与第一电机6的输入端以及所述第一逆变控制单元10连接；

所述第二逆变单元4，所述第二逆变单元4分别与第二电机7的输入端以及所述第二逆变控制单元(图中未示出)连接；以及，

所述第三逆变单元5，所述第三逆变单元5分别与第三电机8的输入端以及所述第三逆变控制单元(图中未示出)连接；以及，

总控制单元9，所述总控制单元9分别与所述整流控制单元2、所述第一逆变控制单元10、所述第二逆变控制单元以及所述第三逆变控制单元连接。

可选地，整流单元1与逆变单元之间通过母线连接，可以是各个整流单元1与逆变单元如第一逆变单元3、第二逆变单元4以及第三逆变单元5的正母线、负母线分别并联。

在实际应用过程中，基于整流单元1与逆变单元工母线，运载装置的起升、变幅、回转三种机构同时工作时可节约电能，发电工况下逆变单元产生的再生发电功率可供电动工况下的逆变单元使用，从而减小从电网消耗的电能，提高能源利用效率。

需要说明的是，整流单元1的作用有以下几点：第一，用于实现将电网交流电流转换为直流电流，给逆变单元提供电能，第二，用于将逆变单元控制电机由机械动能和势能转化来的电能消耗掉。三台逆变单元如第一逆变单元3、第二逆变单元4以及第三逆变单元5分别控制起升机构电机驱动目标物体如重物负载上下位移、控制变幅机构电机驱动重物负载径向位移、控制回转机构电机驱动重物负载旋转位移。

可选地，总控制单元9分别与整流控制单元2、第一逆变控制单元10、第二逆变控制单元以及第三逆变控制单元通讯连接。总控制单元9负责运载装置的整个变频系统的控制，整流控制单元2控制整流单元的工作，逆变控制单元10控制逆变单元工作。

可选地，总控制单元9接收到操作指令时，通过第一逆变单元3与第一电机可用于控制起升机构电机驱动目标物体如重物负载上下位移，通过第二逆变单元4与第二电机可用于控制变幅机构电机驱动重物负载径向位移，通过第三逆变单元5与第三电机可用于控制回转机构电机驱动重物负载旋转位移。

容易理解的是，总控制单元9接收到操作指令，给整流单元1和逆变单元发送运行命令，将目标物体如重物负载搬移到目标位置，同时监控整流单元和逆变单元的运行状态。

可选地，请参考图5，图5为整流单元的第一电路示意图。其中，整流单元1包括：

第一电源转换模块11，所述第一电源转换模块11分别与所述电网、所述整流控制单元、所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5连接；

开关模块12，所述开关模块12与电阻R串联，并将串联后的所述开关模块12与所述电阻R分别与所述第一电源转换模块11、储能模块、所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5并联，且所述开关模块12与所述整流控制单元2连接。

可选地，整流单元1还包括电感L1，电感L1、串联后的开关模块12与电阻R以及第一电源转换模块11进行串联。

可选地，请参考图6，图6为整流单元的第二电路示意图。其中，整流单元1包括：

第一电源转换模块11，所述第一电源转换模块11分别与所述电网、所述整流控制单元2、所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5连接；

开关模块12，所述开关模块12与电阻R串联，并将串联后的所述开关模块12与所述电阻R分别与所述第一电源转换模块11、储能模块、所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5并联，且所述开关模块12与所述整流控制单元2连接。

可选地，请参考图7，图7为整流单元的第三电路示意图。整流单元1包括：

第一电源转换模块11，所述第一电源转换模块11分别与所述电网、所述整流控制单元2、所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5连接；

开关模块12，所述开关模块12与电阻R串联，并将串联后的所述开关模块12与所述电阻R分别与所述第一电源转换模块11、储能模块、所述第一逆变单元3、所述第二逆变单元4以及所述第三逆变单元5并联，且所述开关模块12与所述整流控制单元2连接。

其中，第一电源转换模块11用于实现将电网交流电源转换为直流电源。

可选地，开关模块12采用为IGBT，在整流控制单元2的控制下进行开关，作用是将来自逆变单元的再生发电功率消耗在电阻R上。

可选地，请继续参考图5、图6或者图7，其中，11为第一电源转换模块11的电路示意图。第一电源转换模块11包括6个开关管T1～T6，可分别将6个开关管均分成3组，每组的两个开关管进行串联后，将每组开关管进行并联。

可选地，S1～S6可以采用二极管，或晶闸管，或晶闸管与二极管的结合。

可选地，整流单元1还包括电感L1，电感L1、串联后的开关模块12与电阻R以及第一电源转换模块11进行串联。

可选地，请参考图8，图8为逆变单元的电路示意图。其中，逆变单元可以是第一逆变单元3，也可以是第二逆变单元4，还可以是第三逆变单元5。

逆变单元包括：

第二电源转换模块31，所述第二电源转换模块31分别与所述电机以及所述第一逆变控制单元10连接；

储能模块，所述储能模块分别与所述第二电源转换模块31以及所述整流单元1并联。

其中，第二电源转换模块31用于实现将直流电源转换为频率和电压可变的交流电源，给电机供电，让电机产生力矩，拖动目标物体按期望的速度运行。

可选地，请继续参考图8，其中，B为第二电源转换模块31的电路示意图。第二电源转换模块31包括6个开关管T1～T6，可分别将6个开关管均分成3组，每组的两个开关管进行串联后，将每组开关管进行并联。

可选地，开关管采用IGBT，二极管D1～D6集成在IGBT中。

基于上述运载装置的结构框图，提出本发明的变频器的控制方法的各个实施例，需要说明的是，运载装置的变频系统可用于实现变频器的控制方法的各个实施例。

在第一实施例中，本发明提供一种变频器的控制方法，请参考图9，图9为本发明的变频器的控制方法第一实施例的流程示意图。在该实施例中，变频器的控制方法包括以下步骤：

步骤S10，获取运载装置运载目标物体时的负载转矩；

步骤S20，获取电机在工作运行过程中的电机力矩；

步骤S30，获取逆变单元预设的驱动功率限制值以及再生发电功率限制值；

步骤S40，根据所述负载转矩、所述电机力矩、所述驱动功率限制值以及所述再生发电功率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值；

步骤S50，根据所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行。

需要说明的是，逆变单元包括第一逆变单元、第二逆变单元和/或第三逆变单元。在实际应用过程中，在运载装置配置了两台以上整流单元时，当其中部分整流单元发生故障后，故障的整流单元退出运行，剩余的整流单元也即目标整流单元可继续运行，运载装置的变频系统进入降额运行方式。其中，运载装置进行降频运行的原理是：每台目标整流单元计算出能提供的最大驱动功率和能消纳的最大再生发电功率，运载装置的控制单元读取每台目标整流单元能提供的驱动功率和能消纳的再生发电功率，控制单元计算出整流单元能提供的驱动功率总和，和能消纳的再生发电功率总和，然后根据运载装置的工况状态，分配起升、变幅、回转各逆变单元允许的最大驱动功率和最大再生发电功率，并分配到各个逆变单元如第一逆变单元、第二逆变单元以及第三逆变单元；逆变单元具有驱动功率限制和再生发电功率限制功能，限制逆变单元从整流单元摄取的驱动功率不超过限制值，和向整流单元产生的再生发电功率不超过限制值，具体可参见图10，图10为本发明的变频器的控制方法第一实施例中运载装置的变频系统进入降额运行方式的整体控制逻辑图，从图10中可知降额运行方式是由总控制单元、整流控制单元以及逆变控制单元共同协调完成的，总控制单元分别与整流控制单元、第一逆变控制单元、第二逆变控制单元以及第三逆变控制单元通讯连接。

可以理解的是，在本实施例中，逆变单元在启动后，先检测运载装置运载目标物体时的负载转矩，并计算出电机减速过程的电机力矩，根据负载转矩、电机减速的力矩、逆变单元驱动功率限制值、逆变单元的再生发电功率限制值，计算出逆变单元的输出频率限制值。在逆变单元的输出频率绝对值小于输出频率限制值的绝对值时，可保证逆变单元摄取的驱动功率不超过驱动功率限制值P_lim-D，且产生的再生发电功率不超过再生发电功率限制值P_lim-R。

其中，请参考图11，图11为逆变单元的负载检测运行波形。获取运载装置运载目标物体时的负载转矩，在逆变单元启动后的输出频率t₁时刻f_pasue到达时，记录下t₁时刻的电机力矩T₁，同时暂停频率加速，输出频率保持为f_pasue不变，并维持t_p时间，在t₂时刻记录电机力矩T₂，t₂＝t₁+t_p。

作为一种可选的实施方式，请参考图12，图12为本发明的变频器的控制方法第一实施例中确定电机的电机力矩的流程示意图，步骤S20包括：

步骤S21，根据所述负载转矩以及所述电机在加速运行时的第一加速度，确定所述电机的第一电机力矩；

需要说明的是，电机加速过程的运动方程为：

T₁＝T_L+Jα₁ (1)

式中，T_L为负载转矩，J为电机与负载的总转动惯量，α₁为加速过程的电机加速度，也即第一加速度；

步骤S22，根据所述负载转矩确定所述电机的第二电机力矩；

需要说明的是，电机恒速运行过程的运动方程为：

T₂＝T_L (2)

步骤S23，获取所述电机在减速运行时的第二加速度；

步骤S24，根据所述第一加速度、所述第一电机力矩、所述第二电机力矩以及所述第二加速度，确定所述电机在减速运行时的电机力矩。

需要说明的是，电机减速过程的运动方程为：

T₃＝T_L+Jα₃ (3)

式中，T₃为电机减速过程的输出力矩，α₃为加速过程的电机加速度。由(1)、(2)、(3)三个式子求解得电机减速过程的电机力矩为：

可选地，电机减速过程的电机力矩还可以这样计算：

式中，t_inc为在逆变单元控制单元设定的电机加速时间，t_dec为在逆变单元控制单元设定的电机加速时间。

作为一种可选的实施方式，请参考图13，图13为本发明的变频器的控制方法第一实施例中控制逆变单元工作运行的流程示意图，步骤S50包括：

步骤S51，获取整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率；

步骤S52，根据所述总驱动功率以及所述总再生发电功率，确定整流单元提供给所述逆变单元的最大驱动功率以及最大再生发电功率；

步骤S53，根据所述最大驱动功率、所述最大再生发电功率以及所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行。

需要说明的是，获取整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率，整流单元为当前处于正常工作运行的整流单元，也即目标整流单元。在目标整流单元为一个时，获取整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率，也即获取目标整流单元提供的驱动功率以及再生发电功率，以获取整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率；在目标整流单元为至少两个时，获取整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率，也即在分别获取每个目标整流单元提供的驱动功率以及再生发电功率后，对各个目标整流单元提供的驱动功率进行求和，以获取整流单元提供的总驱动功率，对各个目标整流单元提供的再生发电功率进行求和，以获取整流单元提供的总再生发电功率。进而在确定整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率后，可基于每个逆变单元如第一逆变单元、第二逆变单元以及第三逆变单元所能允许的最大驱动功率和最大再生发电功率，确定分配给各个逆变单元的最大驱动功率以及最大再生发电功率。

示例性地，获取目标整流单元提供的驱动功率具体实现如下：

P_max-D＝K_RP_RN

式中P_max-D为目标整流单元能提供的最大驱动功率，P_RN为整流单元额定输出功率，K_R为整流单元过载系数。

获取目标整流单元提供再生发电功率的具体实现如下：

目标整流单元根据实时采样的母线电压U_dc和流过制动电阻I_bkr的电流，计算出制动电阻的实时阻值：

整流单元能消纳的最大再生发电功率为：

式中P_max-R为整流单元能消纳的最大再生发电功率，U_Lim为整流单元制动单元动作的电压，R_bkr为制动单元阻值。

作为一种可选的实施方式，步骤S50包括：

在所述输出频率限制值大于或者等于所述逆变单元当前的输出频率时，控制所述逆变单元按照当前的运行参数运行；

在所述输出频率限制值小于所述逆变单元当前的输出频率时，调节所述逆变单元当前的运行参数，以控制所述逆变单元按照所述输出频率限制值工作运行。

容易理解的是，在输出频率限制值大于或者等于逆变单元当前的输出频率时，表明逆变单元的输出频率小于输出频率限制值，此时，逆变单元获取的驱动功率小于或者等于驱动功率限制值，且产生的再生发电功率小于或者等于再生发电功率限制值，可控制逆变单元保持当前的运行参数运行。

在输出频率限制值小于逆变单元当前的输出频率时，表明逆变单元的输出频率大于输出频率限制值，此时，逆变单元获取的驱动功率大于驱动功率限制值，且产生的再生发电功率大于再生发电功率限制值，可通过控制调节逆变单元当前的运行参数，以控制逆变单元按照输出频率限制值工作运行，使得逆变单元获取的驱动功率小于或者等于驱动功率限制值，且产生的再生发电功率小于或者等于再生发电功率限制值。

在本实施例实现的技术方案中，基于运载装置配置的多个整流单元，当其中部分整流单元发生故障后，通过根据运载装置运载目标物体的负载转矩、减速运行时的电机力矩、驱动功率限制值以及再生发电功率限制值确定逆变单元的输出频率限制值，以根据输出频率限制值控制逆变单元工作运行，使得逆变单元的输出频率小于或者等于输出频率限制值，实现降频运行，以避免运载装置按照未发生故障时的运行参数运行，导致输出频率过大造成运载装置工作异常。

在基于第一实施例的基础上提出的第二实施例中，请参考图14，图14为本发明的变频器的控制方法第二实施例的流程示意图。在该实施例中，步骤S21包括：

步骤S211，根据所述负载转矩以及所述驱动功率限制值，确定所述逆变单元的第一频率限制值；

步骤S212，根据所述电机力矩以及所述再生发电功率限制值，确定所述逆变单元的第二频率限制值；

步骤S213，确定电机当前的运行工况；

步骤S214，根据所述运行工况、所述第一频率限制值、所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值。

可以理解的是，为确保逆变单元的驱动功率小于或者等于驱动功率限制值，且产生的再生发电功率小于或者等于再生发电功率限制值，根据负载转矩以及所述驱动功率限制值，确定逆变单元的第一频率限制值，以通过第一频率限制值限定逆变单元的输出频率，从而使得逆变单元的驱动功率小于或者等于驱动功率限制值，根据电机力矩以及再生发电功率限制值，确定逆变单元的第二频率限制值，以通过第二频率限制值限定逆变单元的输出频率，从而使得逆变单元产生的再生发电功率小于或者等于再生发电功率限制值。

其中，根据所述负载转矩以及所述驱动功率限制值，确定所述逆变单元的第一频率限制值的具体实现如下：

式中，p为电机极对数，P_lim-D为逆变单元的驱动功率限制值。

根据所述电机力矩以及所述再生发电功率限制值，确定所述逆变单元的第二频率限制值的具体实现如下：

式中，P_lim-R为逆变单元的再生发电功率限制值。

可选地，步骤S213包括：

在电机当前的输出频率大于预设频率且所述负载转矩大于预设转矩时，确定电机当前的运行工况为第一电动工况；

在电机当前的输出频率小于预设频率且所述负载转矩小于预设转矩时，确定电机当前的运行工况为第二电动工况；

在电机当前的输出频率大于预设频率且所述负载转矩小于预设转矩，或者电机当前的输出频率小预设频率且所述负载转矩大于预设转矩时，确定电机当前的运行工况为发电工况。

需要说明的是，假设电机当前的输出频率为f，负载转矩为T₂。

若电机当前的输出频率f＞0且负载转矩T₂＞0时，确定电机当前的运行工况为第一电动工况。

若电机当前的输出频率f＜0且负载转矩T₂＜0时，确定电机当前的运行工况为第二电动工况。

可选地，预设频率为0，预设转矩为0。

若电机当前的输出频率f＞0且负载转矩T₂＜0，或者，电机当前的输出频率f＜0且负载转矩T₂＞0时，确定电机当前的运行工况为发电工况。

作为一种可选的实施方式，步骤S214包括：

在所述运行工况为第一电动工况，且所述第二频率限制值大于或者等于预设功率限制值时，获取所述第一频率限制值以及所述第二频率限制值中的最小频率限制值，以确定为所述逆变单元的输出频率限制值；

在所述运行工况为第一电动工况，且所述第二频率限制值小于预设功率限制值，或者，所述运行工况为第二电动工况，且所述第二频率限制值大于预设功率限制值时，根据所述第一频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值，其中，所述第一电动工况与所述第二电动工况分别对应的电机的输出频率以及负载转矩不相同；

在所述运行工况为第二电动工况，且所述第二频率限制值小于或者等于预设功率限制值时，获取所述第一频率限制值以及所述第二频率限制值中的最大频率限制值，以确定为所述逆变单元的输出频率限制值；

在所述运行工况为发电工况时，根据所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值。

需要说明的是，在运行工况为第一电动工况，且第二频率限制值大于或者等于预设功率限制值时，将第一频率限制值以及第二频率限制值中的最小频率限制值确定为逆变单元的输出频率限制值；

在运行工况为第一电动工况，且第二频率限制值小于预设功率限制值，或者，运行工况为第二电动工况，且第二频率限制值大于预设功率限制值时，根据第一频率限制值确定逆变单元的输出频率限制值，可直接将第一频率限制值确定为逆变单元的输出频率限制值；

在运行工况为第二电动工况，且第二频率限制值小于或者等于预设功率限制值时，将第一频率限制值以及第二频率限制值中的最大频率限制值确定为逆变单元的输出频率限制值；

在运行工况为发电工况时，根据第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值，也即可直接将第二频率限制值确定为逆变单元的输出频率限制值。

可选地，预设功率限制值为0。

在本实施例公开的技术方案中，根据电机当前的运行工况、第一频率限制值、第二频率限制值共同确定逆变单元的输出频率限制值，以实现在不同运行工况下，采用不同的输出频率限制值控制逆变单元工作运行，使得逆变单元的输出频率小于或者等于输出频率限制值，实现降频运行，以避免运载装置按照未发生故障时的运行参数运行，导致输出频率过大造成运载装置工作异常。

本发明还提出一种运载装置，所述运载装置包括：包括存储器、处理器以及存储在存储器里并可在处理器上运行的变频器的控制程序，变频器的控制程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的变频器的控制方法的步骤。

本发明还提出一种存储介质，该存储介质上存储有变频器的控制程序，所述变频器的控制程序被处理器执行时实现如以上任一实施例所述的变频器的控制方法的步骤。

在本发明提供的运载装置和存储介质的实施例中，包含了上述变频器的控制方法各实施例的全部技术特征，说明书拓展和解释内容与上述变频器的控制方法的各实施例基本相同，在此不做再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本发明每个实施例的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种变频器的控制方法，其特征在于，所述变频器的控制方法包括：

获取运载装置运载目标物体时的负载转矩；

获取电机在工作运行过程中的电机力矩；

获取逆变单元预设的驱动功率限制值以及再生发电功率限制值；

根据所述负载转矩、所述电机力矩、所述驱动功率限制值以及所述再生发电功率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值；

根据所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行。

2.如权利要求1所述的变频器的控制方法，其特征在于，所述获取电机在工作运行过程中的电机力矩包括：

根据所述负载转矩以及所述电机在加速运行时的第一加速度，确定所述电机的第一电机力矩；

根据所述负载转矩确定所述电机的第二电机力矩；

获取所述电机在减速运行时的第二加速度；

根据所述第一加速度、所述第一电机力矩、所述第二电机力矩以及所述第二加速度，确定所述电机在减速运行时的电机力矩。

3.如权利要求1所述的变频器的控制方法，其特征在于，所述根据所述负载转矩、所述电机力矩、所述驱动功率限制值以及所述再生发电功率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值的步骤包括：

根据所述负载转矩以及所述驱动功率限制值，确定所述逆变单元的第一频率限制值；

根据所述电机力矩以及所述再生发电功率限制值，确定所述逆变单元的第二频率限制值；

确定电机当前的运行工况；

根据所述运行工况、所述第一频率限制值、所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值。

4.如权利要求3所述的变频器的控制方法，其特征在于，所述根据所述运行工况、所述第一频率限制值、所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值的步骤包括：

在所述运行工况为第一电动工况，且所述第二频率限制值大于或者等于预设功率限制值时，获取所述第一频率限制值以及所述第二频率限制值中的最小频率限制值，以确定为所述逆变单元的输出频率限制值；

在所述运行工况为第一电动工况，且所述第二频率限制值小于预设功率限制值，或者，所述运行工况为第二电动工况，且所述第二频率限制值大于预设功率限制值时，根据所述第一频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值，其中，所述第一电动工况与所述第二电动工况分别对应的电机的输出频率以及负载转矩不相同；

在所述运行工况为第二电动工况，且所述第二频率限制值小于或者等于预设功率限制值时，获取所述第一频率限制值以及所述第二频率限制值中的最大频率限制值，以确定为所述逆变单元的输出频率限制值；

在所述运行工况为发电工况时，根据所述第二频率限制值确定所述逆变单元的输出频率限制值。

5.如权利要求1所述的变频器的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行的步骤包括：

在所述输出频率限制值大于或者等于所述逆变单元当前的输出频率时，控制所述逆变单元按照当前的运行参数运行；

在所述输出频率限制值小于所述逆变单元当前的输出频率时，调节所述逆变单元当前的运行参数，以控制所述逆变单元按照所述输出频率限制值工作运行。

6.如权利要求1所述的变频器的控制方法，其特征在于，所述根据所述频率限制值控制所述逆变单元工作运行的步骤包括：

获取整流单元提供的总驱动功率以及总再生发电功率；

根据所述总驱动功率以及所述总再生发电功率，确定整流单元提供给所述逆变单元的最大驱动功率以及最大再生发电功率；

根据所述最大驱动功率、所述最大再生发电功率以及所述输出频率限制值控制所述逆变单元工作运行。

7.一种变频系统，其特征在于，所述变频系统可用于实现如上述权利要求1-6任一项变频器的控制方法，所述变频系统包括：

多个与电网连接的整流单元，每个所述整流单元的输出端分别与整流控制单元、第一逆变单元、第二逆变单元以及第三逆变单元连接，所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元分别与每个所述整流单元并联，且所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元之间并联，其中，所述整流单元、所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元之间通过母线连接；

所述第一逆变单元，所述第一逆变单元分别与第一电机的输入端以及所述第一逆变控制单元连接；

所述第二逆变单元，所述第二逆变单元分别与第二电机的输入端以及所述第二逆变控制单元连接；

所述第三逆变单元，所述第三逆变单元分别与第三电机的输入端以及所述第三逆变控制单元连接；以及，

总控制单元，所述总控制单元分别与所述整流控制单元、所述第一逆变控制单元、所述第二逆变控制单元以及所述第三逆变控制单元连接。

8.如权利要求7所述的变频系统，其特征在于，所述整流单元包括：

第一电源转换模块，所述第一电源转换模块分别与所述电网、所述整流控制单元、所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元连接；

开关模块，所述开关模块与电阻串联，并将串联后的所述开关模块与所述电阻分别与所述第一电源转换模块、储能模块、所述第一逆变单元、所述第二逆变单元以及所述第三逆变单元并联，且所述开关模块与所述整流控制单元连接。

9.如权利要求7所述的变频系统，其特征在于，所述第一逆变单元包括：

第二电源转换模块，所述第二电源转换模块分别与所述电机以及所述第一逆变控制单元连接；

储能模块，所述储能模块分别与所述第二电源转换模块以及所述整流单元并联。

10.一种运载装置，其特征在于，所述运载装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器里并可在所述处理器上运行的变频器的控制程序，所述变频器的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一项变频器的控制方法的步骤。

11.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有变频器的控制程序，所述变频器的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项变频器的控制方法的步骤。

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