WO2020107956A1 - 运行控制方法及系统、压缩机、空调器和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

一种运行控制方法及系统、压缩机、空调器和可读存储介质，其中，运行控制方法包括：收集母线的供电信号；确定供电信号对应的基波相位，并确定与基波相位对应的高次谐波信号；根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比；或获取电气负载的参数信息，并采集供电信号对应的基波幅值；确定参数信息和基波幅值对应的补偿谐波信号；根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比。应用该运行控制方法，可以有效的降低母线电容发热量，使得可以在不更换大容量母线电容、不增加硬件成本的情况下提升母线电容的可靠性和使用寿命。

Description

运行控制方法及系统、压缩机、空调器和可读存储介质

本申请要求于2018年11月30日提交中国专利局、申请号为201811458686.3、发明名称为“运行控制方法及系统、压缩机和空调器”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

本申请要求于2018年11月30日提交中国专利局、申请号为201811460137.X、发明名称为“运行控制方法及系统、压缩机和空调器”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电路控制技术领域，具体而言，涉及一种运行控制方法、一种运行控制系统、一种压缩机、一种空调器和一种计算机可读存储介质。

背景技术

一般来说，在家用空调等应用场合，普遍采用PFC(Power Factor Correction，功率因数矫正)电路来实现功率因数矫正，交流输入通过整流和PFC电路后，借助大容量的电解电容得到相对稳定的直流供电。在交流输入侧，通常接入市电电网，电网电压为正弦波，而在PFC的作用下，交流侧电流会跟随交流电压变化，同样表现为正弦波，因此交流输入功率是大幅波动的，且频率为两倍电网频率，作为结果，直流母线输入电流也是大幅波动的，且频率为两倍电网频率。而母线输出功率需要基本维持恒定，即母线输出电流需要基本维持稳定，因此母线电容需要产生强烈的充放电以维持电流稳定，这会导致母线电容发热，降低母线电容寿命。

一般地，为了解决上述问题，需要选取大容量的母线电容，从而提升母线电容充放电能力，而选择大容量的母线电容会额外增加成本开销。

因此，目前亟需一种能解决由于电流波动导致母线电容寿命降低，同时又不增加额外成本的技术方案。

申请内容

本申请旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请的第一方面提出一种运行控制方法。

本申请的第二方面提出一种运行控制系统。

本申请的第三方面提出一种压缩机。

本申请的第四方面提出一种空调器。

本申请的第五方面提出一种计算机可读存储介质。

有鉴于此，本申请的第一方面提供了一种运行控制方法，适用于供电控制电路，供电控制电路用于将母线的供电信号接入电气负载，供电控制电路中设有电连接的功率因数矫正控制器、主控板和电解电容，运行控制方法包括：收集母线的供电信号；确定供电信号对应的基波相位，并确定与基波相位对应的高次谐波信号；根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比；或获取电气负载的参数信息，并采集供电信号对应的基波幅值；确定参数信息和基波幅值对应的补偿谐波信号；根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比。

在该技术方案中，实时收集设置有PCF控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波相位，并进一步确定与基波向对应的高次谐波信号，通过改变功率因数矫正控制器(即PFC控制器)的占空比，以通过功率因数矫正控制器向输入至母线的交流输入电流中注入高次谐波信号，通过高次谐波的叠加效果“削平”输入电流波形的峰值，使得母线电流峰值对应于下降。应用了本申请限定的技术方案，通过根据母线供电信号确定对应的高次谐波信号，通过控制PFC控制器的占空比向基波信号中注入高次谐波信号，进而使得输入至母线的交流电流的基波在高次谐波的叠加影响下降低幅值，进而降低母线的输入电流波动，使得母线电容不再需要通过强烈的充放电以维持电流稳定，因此可以有效的降低母线电容发热量，使得可以在不更换大容量母线电容、不增加硬件成本的情况下提升母线电容的可靠性和使用寿命。

具体地，针对一般的家用空调供电电路，在交流输入侧输入的电网电压，即市电电压为正弦波，并可通过下式表示：

U _in＝U _m×sin(ωt)；

其中，U _in为交流测电网输入电压基波信号，U _m为电网电压幅值，ωt表示电网输入电压的基波相位。

在PFC控制器的作用下，交流侧电流也会跟随交流电压呈正弦波，并可通过下式表达：

I _in＝I _m×sin(ωt)；

其中，I _in为交流侧输入电流，I _m为输入电流幅值，ωt表示输入电流的基波相位。

因此，交流侧的输入功率可通过下式表达：

其中，P _in为交流侧的输入功率。

由此可见，交流输入功率是随时间大幅波动的，且其波动频率为电网输入频率的两倍。因此会导致母线电容强烈充、放电，进而导致母线电容严重发热。为了解决上述问题，本申请通过控制PFC控制器的占空比，以通过PFC模块向母线交流侧的供电信号中注入高次谐波信号，通过高次谐波与交流侧基波的叠加降低流入母线的电流信号的幅值，进而降低母线的输入电流波动，从而使得母线电容不再需要通过强烈的充放电以维持电流稳定，有效降低母线电容发热。

实时采集设置有PFC(Power Factor Correction，功率因数矫正)控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波幅值，同时获取电气负载，即压缩机的参数信息；根据基波幅值确定与其相对应的补偿谐波信号，该补偿谐波信号与供电基波信号叠加后可补偿压缩机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小。在确定了补偿谐波信号后，根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，通过该占空比控制PFC控制器向母线注入补偿谐波信号。应用了本申请提供的技术方案，通过根据电路中电气负载的参数信息，以及供电信号的基波幅值需要确定向母线中注入的补偿谐波信号，并进一步通过向PFC控制器输入对应的占空比以控制PFC控制器向母线注入该补偿谐波信号，进而通过该补偿谐波信号补偿电 气负载，如压缩机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小，进而缓解母线电容的电流波动，降低母线电容的发热，增加母线电容的使用寿命。另外，本申请提供的上述技术方案中运行控制方法还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，确定与基波相位对应的高次谐波信号，具体为：确定供电信号对应的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值；根据比值、基波幅值和基波相位计算得到高次谐波信号。

在该技术方案中，根据交流侧输入的基波确认所需注入的n次谐波信号，首先需要确定供电信号的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值I _m，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值K1，并通过以下公式计算对应的n次谐波信号：

I _in＝K1×I _m×sin(nωt)；

其中，I _in为所述n次谐波信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，且满足0≤K1≤1，n为高次谐波的谐波次数，具体为至少是2的自然数，ωt为基波相位。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和高次谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该技术方案中，根据电气负载，即压缩机的运行频率可以确定供电信号对应的升压系数，也可根据母线电压采样值和所接入的交流供电信号的电压幅值确定升压系数。同时根据以下公式计算叠加信号：

I _in′＝I _m×sin(ωt)+K1×I _m×sin(nωt)；

其中，I _in′为叠加信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，I _m为输入电流幅值，ωt表示输入电流的基波相位。

进一步地，通过以下公式计算占空比：

其中，D为占空比，K2为升压系数。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，在收集到所述占空比的数值为负值时，将所述占空比设置为0。

在该技术方案中，由于当电气负载，即压缩机以较低频率运行时，升压系数K2可能会小于1，而当K2小于1时，通过公式计算得到的占空比D的数值可能为负，此时将占空比设置为0。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，确定参数信息和基波幅值对应的补偿谐波信号，具体包括：确定供电信号对应的功率参数和电压参数，根据功率参数计算功率波动；根据功率波动确定对应的补偿功率；根据预设的补偿系数、补偿功率和电压参数计算补偿谐波信号。

在该技术方案中，压缩机控制的转矩电流分量为I _q，叠加的转矩补偿电流为I _qcom，则母线输出功率可通过下式表示：

其中，P _o为母线输出功率，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数。

由此，由于转矩补偿电流引起的母线功率波动可表示为：

其中，P _oΔ为母线功率波动。

为了补偿上述功率波动，降低上述功率波动造成的母线电容上的电流波动，本申请通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号I _Δ。

而该转矩补偿电流会导致母线的电解电容上增加与压缩机运行机械频率同频率的电流波动，造成电解电容发热。因此通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号，并向PFC控制器输入与补偿谐波信号对应的占空比，以使PFC向母线中注入该补偿谐波信号I _Δ，进而通过该补偿谐波信号I _Δ补偿转矩补偿电流造成的电解电容上的电流波动，在注入补偿谐波信号I _Δ后，母线上的交流输出功率可表示为：

P _i＝U _msinθ×(I _msinθ+I _Δ)；

其中，P _i为母线交流输出功率，U _m为基波电压幅值，I _m为基波电流幅值。

其中，补偿功率可表示为：

P _iΔ＝U _msinθ×I _Δ；

进一步地，根据功率平衡，可知P _iΔ＝P _oΔ，因此可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数，I _qcom为转矩补偿电流，U _m为基波电压幅值。

进一步地，可以在上式中增加补偿系数Ko，此时可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，0≤Ko≤1，当Ko取0时，不进行补偿，而当Ko取1时，进行完全补偿。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该技术方案中，在确定了补偿谐波信号后，进一步确定供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号，并根据母线电压幅值和供电信号中输入电压幅值的比值计算升压系数K，并通过以下公式计算对应的占空比：

其中，D为占空比，I _in为叠加信号，K为升压系数，I _m为交流测基波电流幅值。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，电气负载为压缩机；以及参数信息具体包括：压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

在该技术方案中，电气负载具体为压缩机，压缩机的参数信息包括：压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

本申请的第二方面提供了一种运行控制系统，适用于供电控制电路， 供电控制电路用于将母线的供电信号接入电气负载，供电控制电路中设有电连接的功率因数矫正控制器、主控板和电解电容，控制系统包括：收集模块，用于收集母线的供电信号；控制模块，用于确定供电信号对应的基波相位，并确定与基波相位对应的高次谐波信号；以及根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比；或收集模块用于获取电气负载的参数信息，并采集供电信号对应的基波幅值；控制模块用于确定参数信息和基波幅值对应的补偿谐波信号；以及根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比。

在该技术方案中，实时收集设置有PCF控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波相位，并进一步确定与基波向对应的高次谐波信号，通过改变功率因数矫正控制器(即PFC控制器)的占空比，以通过功率因数矫正控制器向输入至母线的交流输入电流中注入高次谐波信号，通过高次谐波的叠加效果“削平”输入电流波形的峰值，使得母线电流峰值对应于下降。应用了本申请限定的技术方案，通过根据母线供电信号确定对应的高次谐波信号，通过控制PFC控制器的占空比向基波信号中注入高次谐波信号，进而使得输入至母线的交流电流的基波在高次谐波的叠加影响下降低幅值，进而降低母线的输入电流波动，使得母线电容不再需要通过强烈的充放电以维持电流稳定，因此可以有效的降低母线电容发热量，使得可以在不更换大容量母线电容、不增加硬件成本的情况下提升母线电容的可靠性和使用寿命。

实时采集设置有PFC(Power Factor Correction，功率因数矫正)控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波幅值，同时获取电气负载，即压缩机的参数信息；根据基波幅值确定与其相对应的补偿谐波信号，该补偿谐波信号与供电基波信号叠加后可补偿压缩机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小。在确定了补偿谐波信号后，根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，通过该占空比控制PFC控制器向母线注入补偿谐波信号。应用了本申请提供的技术方案，通过根据电路中电气负载的参数信息，以及供电信号的基波幅值需要确定向母线中注入 的补偿谐波信号，并进一步通过向PFC控制器输入对应的占空比以控制PFC控制器向母线注入该补偿谐波信号，进而通过该补偿谐波信号补偿电气负载，如压缩机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小，进而缓解母线电容的电流波动，降低母线电容的发热，增加母线电容的使用寿命。

在上述技术方案中，进一步地，控制模块还用于：确定供电信号对应的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值；根据比值、基波幅值和基波相位计算得到高次谐波信号。

在该技术方案中，根据交流侧输入的基波确认所需注入的n次谐波信号，首先需要确定供电信号的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值I _m，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值的比值K1，并通过以下公式计算对应的n次谐波信号：

I _in＝K1×I _m×sin(nωt)；

其中，I _in为所述n次谐波信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，且满足0≤K1≤1，n为高次谐波的谐波次数，具体为至少是2的自然数，ωt为基波相位。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，控制模块还用于：根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和高次谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该技术方案中，根据电气负载，即压缩机的运行频率可以确定供电信号对应的升压系数，也可根据母线电压采样值和所接入的交流供电信号的电压幅值确定升压系数。同时根据以下公式计算叠加信号：

I _in′＝I _m×sin(ωt)+K1×I _m×sin(nωt)；

其中，I _in′为叠加信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，I _m为输入电流幅值，ωt表示输入电流的基波相位。

进一步地，通过以下公式计算占空比：

其中，D为占空比，K2为升压系数。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，在收集到所述占空比的数值为负值时，将所述占空比设置为0。

在该技术方案中，由于当电气负载，即压缩机以较低频率运行时，升压系数K2可能会小于1，而当K2小于1时，通过公式计算得到的占空比D的数值可能为负，此时将占空比设置为0。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，控制模块还用于：确定供电信号对应的功率参数和电压参数，根据功率参数计算功率波动；根据功率波动确定对应的补偿功率；根据预设的补偿系数、补偿功率和电压参数计算补偿谐波信号。

在该技术方案中，压缩机控制的转矩电流分量为I _q，叠加的转矩补偿电流为I _qcom，则母线输出功率可通过下式表示：

其中，P _o为母线输出功率，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数。

由此，由于转矩补偿电流引起的母线功率波动可表示为：

其中，P _oΔ为母线功率波动。

为了补偿上述功率波动，降低上述功率波动造成的母线电容上的电流波动，本申请通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号I _Δ。

而该转矩补偿电流会导致母线的电解电容上增加与压缩机运行机械频率同频率的电流波动，造成电解电容发热。因此通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号，并向PFC控制器输入与补偿谐波信号对应的占空比，以使PFC向母线中注入该补偿谐波信号I _Δ，进而通过该补偿谐波信号I _Δ补偿转矩补偿电流造成的电解电容上的电流波动，在注入补偿谐波信号I _Δ后，母线上的交流输出功率可表示为：

P _i＝U _msinθ×(I _msinθ+I _Δ)；

其中，P _i为母线交流输出功率，U _m为基波电压幅值，I _m为基波电流幅值。

其中，补偿功率可表示为：

P _iΔ＝U _msinθ×I _Δ；

进一步地，根据功率平衡，可知P _iΔ＝P _oΔ，因此可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数，I _qcom为转矩补偿电流，U _m为基波电压幅值。

进一步地，可以在上式中增加补偿系数Ko，此时可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，0≤Ko≤1，当Ko取0时，不进行补偿，而当Ko取1时，进行完全补偿。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，控制模块还用于：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该技术方案中，在确定了补偿谐波信号后，进一步确定供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号，并根据母线电压幅值和供电信号中输入电压幅值的比值计算升压系数K，并通过以下公式计算对应的占空比：

其中，D为占空比，I _in为叠加信号，K为升压系数，I _m为交流测基波电流幅值。

在上述至少一个技术方案中，进一步地，电气负载为压缩机；以及参数信息具体包括：压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

在该技术方案中，电气负载具体为压缩机，压缩机的参数信息包括：压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

本申请的第三方面提供了一种压缩机，该压缩机包括如上述至少一个技术方案中提供的运行控制系统，因此，该压缩机包括如上述至少一个技 术方案中提供的运行控制系统的全部有益效果。

本申请的第四方面提供了一种空调器，该空调器包括如上述至少一个技术方案中提供的运行控制系统和/或如上述至少一个技术方案中提供的压缩机，因此，该空调器包括上述至少一个技术方案中提供的运行控制系统和/或如上述至少一个技术方案中提供的压缩机的全部有益效果。

本申请的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述至少一个技术方案中提供的运行控制方法，因此，该计算机可读存储介质包括如上述至少一个技术方案中提供的运行控制方法的全部有益效果。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本申请的一个实施例的运行控制方法的流程图；

图2示出了根据本申请的一个实施例的供电控制电路的示意图；

图3(A)示出了根据本申请的一个实施例的供电控制电路母线输入电流和母线输出电流的示意图；

图3(B)示出了根据本申请的一个实施例的供电控制电路交流侧的供电信号基波中注入三次谐波信号的示意图；

图3(C)示出了根据本申请的一个实施例的供电控制电路交流侧的供电信号基波中注入五次谐波信号的示意图；

图3(D)示出了根据本申请的一个实施例的供电控制电路在注入了三次谐波信号后母线输入电流和对应的功率因数矫正控制器占空比的示意图；

图4示出了根据本申请的另一个实施例的运行控制方法的流程图；

图5示出了根据本申请的另一个实施例的供电控制电路的结构示意图；

图6示出了根据本申请的一个实施例的运行控制系统的框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附 图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本申请一些实施例所述运行控制方法、运行控制系统、压缩机、空调器和计算机可读存储介质。

如图1和图2所示，在本申请第一方面的实施例中，提供了一种运行控制方法，适用于供电控制电路，供电控制电路用于将母线的供电信号接入电气负载，供电控制电路中设有电连接的功率因数矫正控制器、主控板和电解电容。

其中，如图1所示，运行控制方法包括：

S102，收集母线的供电信号；

S104，确定供电信号对应的基波相位，并确定与基波相位对应的高次谐波信号；

S106，根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比。

在该实施例中，实时收集设置有PCF控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波相位，并进一步确定与基波向对应的高次谐波信号，通过改变功率因数矫正控制器(即PFC控制器)的占空比，以通过功率因数矫正控制器向输入至母线的交流输入电流中注入高次谐波信号，通过高次谐波的叠加效果“削平”输入电流波形的峰值，使得母线电流峰值对应于下降。应用了本申请限定的技术方案，通过根据母线供电信号确定对应的高次谐波信号，通过控制PFC控制器的占空比向基波信号中注入高次谐波信号，进而使得输入至母线的交流电流的基波在高次谐波的叠加影响下降低幅值，进而降低母线的输入电流波动，使得母线电容不再需要通过强烈的充放电以维持电流稳定，因此可以有效的降低母线电容发热量，使得可以在不更换大容量母线电容、不增加硬件成本的情况下提升母线电容的可靠性和使用寿命。

具体地，针对一般的家用空调供电电路，如图2所示的供电控制电路， 在交流输入侧输入的电网电压，即市电电压为正弦波，并可通过下式表示：

U _in＝U _m×sin(ωt)；

其中，U _in为交流测电网输入电压基波信号，U _m为电网电压幅值，ωt表示电网输入电压的基波相位。

在PFC控制器的作用下，交流侧电流也会跟随交流电压呈正弦波，并可通过下式表达：

I _in＝I _m×sin(ωt)；

其中，I _in为交流侧输入电流，I _m为输入电流幅值，ωt表示输入电流的基波相位。

因此，交流侧的输入功率可通过下式表达：

其中，P _in为交流侧的输入功率。

由此可见，交流输入功率是随时间大幅波动的，且其波动频率为电网输入频率的两倍。而由于母线输出电流为无波动的直流电流，如图3(A)所示，因此为了补偿电流波动，会导致母线电容强烈充、放电，进而导致母线电容严重发热。为了解决上述问题，本申请通过控制PFC控制器的占空比，以通过PFC模块向母线交流侧的供电信号中注入高次谐波信号，具体可优选注入如图3(B)所示的三次谐波信号，或如图3(C)所示的五次谐波信号，通过高次谐波与交流侧基波的叠加降低流入母线的电流信号的幅值，进而降低母线的输入电流波动，从而使得母线电容不再需要通过强烈的充放电以维持电流稳定，有效降低母线电容发热。在确定所需注入的高次谐波信号后，根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，例如在注入了三次谐波信号后，对应的占空比具体如图3(D)所示。

或者，如图4所示，运行控制方法包括：

S402，获取电气负载的参数信息，并采集供电信号对应的基波幅值；

S404，确定参数信息和基波幅值对应的补偿谐波信号；

S406，根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比。

实时采集设置有PFC(Power Factor Correction，功率因数矫正)控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波幅 值，同时获取电气负载，即压缩机的参数信息；根据基波幅值确定与其相对应的补偿谐波信号，该补偿谐波信号与供电基波信号叠加后可补偿压缩机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小。在确定了补偿谐波信号后，根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，通过该占空比控制PFC控制器向母线注入补偿谐波信号。应用了本申请提供的技术方案，通过根据电路中电气负载的参数信息，以及供电信号的基波幅值需要确定向母线中注入的补偿谐波信号，并进一步通过向PFC控制器输入对应的占空比以控制PFC控制器向母线注入该补偿谐波信号，进而通过该补偿谐波信号补偿电气负载，如压缩机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小，进而缓解母线电容的电流波动，降低母线电容的发热，增加母线电容的使用寿命。

具体地，如图5所示的供电控制电路设置有电连接的PFC控制器、主控芯片和设置在母线上的电解电容，供电控制电路用于为压缩机供电。在运行过程中，为了维持压缩机运行稳定，需要向压缩机注入转矩补偿电流，转矩补偿电流根据转速波动情况，在压缩机控制的转矩电流分量上叠加一个前馈的补偿量，从而使压缩机转速基本维持稳定，减小压缩机运行振动。因此本申请通过向母线中注入与压缩机的参数信息和供电信号的基波幅值对应的补偿谐波信号，通过向PFC控制器输入与补偿谐波信号对应的占空比，以通过PFC控制器向母线注入该补偿谐波信号，以消除转矩补偿电流给母线电容带来的电流波动，降低母线电容的发热量。

在本申请的一个实施例中，进一步地，确定与基波相位对应的高次谐波信号，具体为：确定供电信号对应的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值；根据比值、基波幅值和基波相位计算得到高次谐波信号。

在该实施例中，根据交流侧输入的基波确认所需注入的n次谐波信号，首先需要确定供电信号的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值I _m，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值K1，并通过以下公式计算对应的n次谐波信号：

I _in＝K1×I _m×sin(nωt)；

其中，I _in为所述n次谐波信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，且满足0≤K1≤1，n为高次谐波的谐波次数，具体为至少是2的自然数，ωt为基波相位。

优选地，n＝3，高次谐波为三次谐波。

优选地，n＝5，高次谐波为五次谐波。

在本申请的一个实施例中，进一步地，根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和高次谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该实施例中，根据电气负载，即压缩机的运行频率可以确定供电信号对应的升压系数，也可根据母线电压采样值和所接入的交流供电信号的电压幅值确定升压系数。同时根据以下公式计算叠加信号：

I _in′＝I _m×sin(ωt)+K1×I _m×sin(nωt)；

其中，I _in′为叠加信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，I _m为输入电流幅值，ωt表示输入电流的基波相位。

进一步地，通过以下公式计算占空比：

其中，D为占空比，K2为升压系数。

在本申请的一个实施例中，进一步地，高次谐波信号为三次谐波信号，计算确定占空比的具体方法为：

在向交流侧输入的标准基正弦波信号中注入三次谐波后，母线电流输入信号可用下式表达：

I _in＝I _m×sin(ωt)+K1×I _m×sin(3ωt)；

其中，I _in为叠加后的母线电流输入信号，I _m为输入电流的基波幅值，K1为注入的三次谐波幅值和基波幅值的比值，ωt表示输入电流的基波相位。

为了向交流侧输入的标准基正弦波信号中注入上式表达的三次谐波信号，PFC控制器的占空比D应为：

其中，D为占空比，I _in为叠加后的母线电流输入信号，I _m为输入电流的基波幅值，K1为注入的三次谐波幅值和基波幅值的比值，ωt表示输入电流的基波相位，K2为升压系数。

在本申请的一个实施例中，进一步地，在收集到所述占空比的数值为负值时，将所述占空比设置为0。

在该实施例中，由于当电气负载，即压缩机以较低频率运行时，升压系数K2可能会小于1，而当K2小于1时，通过公式计算得到的占空比D的数值可能为负，此时将占空比设置为0。

在本申请的一个实施例中，进一步地，确定参数信息和基波幅值对应的补偿谐波信号，具体包括：确定供电信号对应的功率参数和电压参数，根据功率参数计算功率波动；根据功率波动确定对应的补偿功率；根据预设的补偿系数、补偿功率和电压参数计算补偿谐波信号。

在该实施例中，压缩机控制的转矩电流分量为I _q，叠加的转矩补偿电流为I _qcom，则母线输出功率可通过下式表示：

其中，P _o为母线输出功率，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数。

由此，由于转矩补偿电流引起的母线功率波动可表示为：

其中，P _oΔ为母线功率波动。

为了补偿上述功率波动，降低上述功率波动造成的母线电容上的电流波动，本申请通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号I _Δ。

而该转矩补偿电流会导致母线的电解电容上增加与压缩机运行机械频率同频率的电流波动，造成电解电容发热。因此通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号，并向PFC控制器输入与补偿谐波信号对应的占空比，以使PFC向母线中注入该补偿谐波信号I _Δ，进而通过该补偿谐波信号I _Δ补偿转矩补偿电流造成的电解电容上的电流波动，在注入补偿谐波信号I _Δ后，母线上的交流输出功率可表示为：

P _i＝U _msinθ×(I _msinθ+I _Δ)；

其中，P _i为母线交流输出功率，U _m为基波电压幅值，I _m为基波电流幅值。

其中，补偿功率可表示为：

P _iΔ＝U _msinθ×I _Δ；

进一步地，根据功率平衡，可知P _iΔ＝P _oΔ，因此可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数，I _qcom为转矩补偿电流，U _m为基波电压幅值。

进一步地，可以在上式中增加补偿系数Ko，此时可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，0≤Ko≤1，当Ko取0时，不进行补偿，而当Ko取1时，进行完全补偿。

在本申请的一个实施例中，进一步地，根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该实施例中，在确定了补偿谐波信号后，进一步确定供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号，并根据母线电压幅值和供电信号中输入电压幅值的比值计算升压系数K，并通过以下公式计算对应的占空比：

其中，D为占空比，I _in为叠加信号，K为升压系数，I _m为交流测基波电流幅值。

在本申请的一个实施例中，进一步地，电气负载为压缩机；以及参数信息具体包括：压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

在该技术方案中，电气负载具体为压缩机，压缩机的参数信息包括： 压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

如图6所示，在本申请第二方面的实施例中，提供了一种运行控制系统600，适用于供电控制电路，供电控制电路用于将母线的供电信号接入电气负载，供电控制电路中设有电连接的功率因数矫正控制器、主控板和电解电容，运行控制系统600包括：收集模块602和控制模块604。在一个实施例中，收集模块602用于收集母线的供电信号；控制模块604用于确定供电信号对应的基波相位，并确定与基波相位对应的高次谐波信号；以及根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比。

在该实施例中，实时收集设置有PCF控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波相位，并进一步确定与基波向对应的高次谐波信号，通过改变功率因数矫正控制器(即PFC控制器)的占空比，以通过功率因数矫正控制器向输入至母线的交流输入电流中注入高次谐波信号，通过高次谐波的叠加效果“削平”输入电流波形的峰值，使得母线电流峰值对应于下降。应用了本申请限定的技术方案，通过根据母线供电信号确定对应的高次谐波信号，通过控制PFC控制器的占空比向基波信号中注入高次谐波信号，进而使得输入至母线的交流电流的基波在高次谐波的叠加影响下降低幅值，进而降低母线的输入电流波动，使得母线电容不再需要通过强烈的充放电以维持电流稳定，因此可以有效的降低母线电容发热量，使得可以在不更换大容量母线电容、不增加硬件成本的情况下提升母线电容的可靠性和使用寿命。

在另一个实施例中，收集模块602用于获取电气负载的参数信息，并采集供电信号对应的基波幅值；控制模块604用于确定参数信息和基波幅值对应的补偿谐波信号；以及根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比。

实时采集设置有PFC(Power Factor Correction，功率因数矫正)控制器的供电电路的母线供电信号，根据母线供电信号确定对应的供电基波幅值，同时获取电气负载，即压缩机的参数信息；根据基波幅值确定与其相对应的补偿谐波信号，该补偿谐波信号与供电基波信号叠加后可补偿压缩 机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小。在确定了补偿谐波信号后，根据补偿谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，通过该占空比控制PFC控制器向母线注入补偿谐波信号。应用了本申请提供的技术方案，通过根据电路中电气负载的参数信息，以及供电信号的基波幅值需要确定向母线中注入的补偿谐波信号，并进一步通过向PFC控制器输入对应的占空比以控制PFC控制器向母线注入该补偿谐波信号，进而通过该补偿谐波信号补偿电气负载，如压缩机控制中叠加的转矩补偿电流，使得母线电容电流中，频率为压缩机运行机械频率的分量幅值减小，进而缓解母线电容的电流波动，降低母线电容的发热，增加母线电容的使用寿命。

在本申请的一个实施例中，进一步地，控制模块还用于：确定供电信号对应的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值；根据比值、基波幅值和基波相位计算得到高次谐波信号。

在该实施例中，根据交流侧输入的基波确认所需注入的n次谐波信号，首先需要确定供电信号的基波幅值和高次谐波信号对应的目标谐波幅值I _m，计算目标谐波幅值的比值和基波幅值K1，并通过以下公式计算对应的n次谐波信号：

I _in＝K1×I _m×sin(nωt)；

其中，I _in为所述n次谐波信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，且满足0≤K1≤1，n为高次谐波的谐波次数，具体为至少是2的自然数，ωt为基波相位。

在本申请的一个实施例中，进一步地，控制模块还用于：根据高次谐波信号确定输入至功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和高次谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该实施例中，根据电气负载，即压缩机的运行频率可以确定供电信号对应的升压系数，也可根据母线电压采样值和所接入的交流供电信号的电压幅值确定升压系数。同时根据以下公式计算叠加信号：

I _in′＝I _m×sin(ωt)+K1×I _m×sin(3ωt)；

其中，I _in′为叠加信号，K1为目标谐波幅值的比值和基波幅值，I _m为输入电流幅值，ωt表示输入电流的基波相位。

进一步地，通过以下公式计算占空比：

其中，D为占空比，K2为升压系数。

在本申请的一个实施例中，进一步地，在收集到所述占空比的数值为负值时，将所述占空比设置为0。

在该实施例中，由于当电气负载，即压缩机以较低频率运行时，升压系数K2可能会小于1，而当K2小于1时，通过公式计算得到的占空比D的数值可能为负，此时将占空比设置为0。

在本申请的一个实施例中，进一步地，控制模块还用于：确定供电信号对应的功率参数和电压参数，根据功率参数计算功率波动；根据功率波动确定对应的补偿功率；根据预设的补偿系数、补偿功率和电压参数计算补偿谐波信号。

在该实施例中，压缩机控制的转矩电流分量为I _q，叠加的转矩补偿电流为I _qcom，则母线输出功率可通过下式表示：

其中，P _o为母线输出功率，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数。

由此，由于转矩补偿电流引起的母线功率波动可表示为：

其中，P _oΔ为母线功率波动。

为了补偿上述功率波动，降低上述功率波动造成的母线电容上的电流波动，本申请通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号I _Δ。

而该转矩补偿电流会导致母线的电解电容上增加与压缩机运行机械频率同频率的电流波动，造成电解电容发热。因此通过压缩机的上述参数信息，以及母线上的供电信号的基波幅值确定对应的补偿谐波信号，并向PFC控制器输入与补偿谐波信号对应的占空比，以使PFC向母线中注入该补偿 谐波信号I _Δ，进而通过该补偿谐波信号I _Δ补偿转矩补偿电流造成的电解电容上的电流波动，在注入补偿谐波信号I _Δ后，母线上的交流输出功率可表示为：

P _i＝U _msinθ×(I _msinθ+I _Δ)；

其中，P _i为母线交流输出功率，U _m为基波电压幅值，I _m为基波电流幅值。

其中，补偿功率可表示为：

P _iΔ＝U _msinθ×I _Δ；

进一步地，根据功率平衡，可知P _iΔ＝P _oΔ，因此可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，p为压缩机的极对数，ω _e为压缩机的运行角频率，k _e为压缩机的反电动势常数，I _qcom为转矩补偿电流，U _m为基波电压幅值。

进一步地，可以在上式中增加补偿系数Ko，此时可以通过以下公式确定补偿谐波信号I _Δ：

其中，0≤Ko≤1，当Ko取0时，不进行补偿，而当Ko取1时，进行完全补偿。

在本申请的一个实施例中，进一步地，控制模块还用于：确定供电信号对应的升压系数；计算供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号；根据叠加信号、升压系数和基波幅值计算得到占空比。

在该实施例中，在确定了补偿谐波信号后，进一步确定供电信号和补偿谐波信号的和以得到叠加信号，并根据母线电压幅值和供电信号中输入电压幅值的比值计算升压系数K，并通过以下公式计算对应的占空比：

其中，D为占空比，I _in为叠加信号，K为升压系数，I _m为交流测基波电流幅值。

在本申请的一个实施例中，进一步地，电气负载为压缩机；以及参数信息具体包括：压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

在该实施例中，电气负载具体为压缩机，压缩机的参数信息包括：压缩机的极对数、压缩机的运行角频率、压缩机的反电动势常数和压缩机的转矩补偿电流。

在本申请第三方面的实施例中，提供了一种压缩机，该压缩机包括如上述至少一个实施例中提供的运行控制系统，因此，该压缩机包括如上述至少一个实施例中提供的运行控制系统的全部有益效果。

在本申请第四方面的实施例中，提供了一种空调器，该空调器包括如上述至少一个实施例中提供的运行控制系统和/或如上述至少一个实施例中提供的压缩机，因此，该空调器包括上述至少一个实施例中提供的运行控制系统和/或如上述至少一个实施例中提供的压缩机的全部有益效果。

在本申请第五方面的实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述至少一个实施例中提供的运行控制方法，因此，该计算机可读存储介质包括如上述至少一个实施例中提供的运行控制方法的全部有益效果。

本申请的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1. 一种运行控制方法，适用于供电控制电路，所述供电控制电路用于将母线的供电信号接入电气负载，所述供电控制电路中设有电连接的功率因数矫正控制器、主控板和电解电容，其中，所述运行控制方法包括：

   收集所述母线的供电信号；

   确定所述供电信号对应的基波相位，并确定与所述基波相位对应的高次谐波信号；

   根据所述高次谐波信号确定输入至所述功率因数矫正控制器的占空比；或

   获取所述电气负载的参数信息，并采集所述供电信号对应的基波幅值；

   确定所述参数信息和所述基波幅值对应的补偿谐波信号；

   根据所述补偿谐波信号确定输入至所述功率因数矫正控制器的占空比。
2. 根据权利要求1所述的运行控制方法，其中，所述确定与所述基波相位对应的高次谐波信号，具体为：

   确定所述供电信号对应的基波幅值和所述高次谐波信号对应的目标谐波幅值，计算所述基波幅值和所述目标谐波幅值的比值；

   根据所述比值、所述基波幅值和所述基波相位计算得到所述高次谐波信号。
3. 根据权利要求2所述的运行控制方法，其中，所述根据所述高次谐波信号确定输入至所述功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：

   确定所述供电信号对应的升压系数；

   计算所述供电信号和所述高次谐波信号的和以得到叠加信号；

   根据所述叠加信号、所述升压系数和所述基波幅值计算得到所述占空比。
4. 根据权利要求3所述的运行控制方法，其中，在收集到所述占空比的数值为负值时，将所述占空比设置为0。
5. 根据权利要求1所述的运行控制方法，其中，所述确定所述参数信息和所述基波幅值对应的补偿谐波信号，具体包括：

   确定所述供电信号对应的功率参数和电压参数，根据所述功率参数计算功率波动；

   根据所述功率波动确定对应的补偿功率；

   根据预设的补偿系数、所述补偿功率和所述电压参数计算所述补偿谐波信号。
6. 根据权利要求5所述的运行控制方法，其中，所述根据所述补偿谐波信号确定输入至所述功率因数矫正控制器的占空比，具体包括：

   确定所述供电信号对应的升压系数；

   计算所述供电信号和所述补偿谐波信号的和以得到叠加信号；

   根据所述叠加信号、所述升压系数和所述基波幅值计算得到所述占空比。
7. 根据权利要求6所述的运行控制方法，其中，所述电气负载为压缩机；以及

   所述参数信息具体包括：所述压缩机的极对数、所述压缩机的运行角频率、所述压缩机的反电动势常数和所述压缩机的转矩补偿电流。
8. 一种运行控制系统，适用于供电控制电路，所述供电控制电路用于将母线的供电信号接入电气负载，所述供电控制电路中设有电连接的功率因数矫正控制器、主控板和电解电容，其中，所述运行控制系统包括：

   收集模块，用于收集所述母线的供电信号；

   控制模块，用于确定所述供电信号对应的基波相位，并确定与所述基波相位对应的高次谐波信号；以及

   根据所述高次谐波信号确定输入至所述功率因数矫正控制器的占空比；

   或

   所述收集模块用于获取所述电气负载的参数信息，并采集所述供电信号对应的基波幅值；

   所述控制模块用于确定所述参数信息和所述基波幅值对应的补偿谐波信号；以及

   根据所述补偿谐波信号确定输入至所述功率因数矫正控制器的占空比。
9. 根据权利要求8所述的运行控制系统，其中，所述控制模块还用于：

   确定所述供电信号对应的基波幅值和所述高次谐波信号对应的目标谐波幅值，计算所述基波幅值和所述目标谐波幅值的比值；

   根据所述比值、所述基波幅值和所述基波相位计算得到所述高次谐波信号。
10. 根据权利要求9所述的运行控制系统，其中，所述控制模块还用于：

    确定所述供电信号对应的升压系数；以及

    计算所述供电信号和所述高次谐波信号的和以得到叠加信号；

    根据所述叠加信号、所述升压系数和所述基波幅值计算得到所述占空比。
11. 根据权利要求10所述的运行控制系统，其中，所述控制模块还用于：

    在收集到所述占空比的数值为负值时，将所述占空比设置为0。
12. 根据权利要求8所述的运行控制系统，其中，所述控制模块还用于：

    确定所述供电信号对应的功率参数和电压参数，根据所述功率参数计算功率波动；

    根据所述功率波动确定对应的补偿功率；

    根据预设的补偿系数、所述补偿功率和所述电压参数计算所述补偿谐波信号。
13. 根据权利要求12所述的运行控制系统，其中，所述控制模块还用于：

    确定所述供电信号对应的升压系数；

    计算所述供电信号和所述补偿谐波信号的和以得到叠加信号；

    根据所述叠加信号、所述升压系数和所述基波幅值计算得到所述占空比。
14. 根据权利要求13所述的运行控制系统，其中，所述电气负载为压缩机；以及

    所述参数信息具体包括：所述压缩机的极对数、所述压缩机的运行角频率、所述压缩机的反电动势常数和所述压缩机的转矩补偿电流。
15. 一种压缩机，其中，所述压缩机包括如权利要求8至14中任一项所述的运行控制系统。
16. 一种空调器，其中，所述空调器包括如权利要求8至14中任一项所述的运行控制系统；和/或

    如权利要求15所述的压缩机。
17. 一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的运行控制方法。

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