一种优化系统效率的电机控制方法及装置与流程

1.本技术涉及自动化控制技术领域，具体涉及一种优化系统效率的电机控制方法及装置。


背景技术：

2.传统的电驱动系统控制方案是在电机运行过程中保持电机控制器的开关频率不变，或者为降低系统谐波开关频率会随转速上升而上升，使得系统效率会比较低，不能满足日益提高的生产需求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本说明书实施例提供一种优化系统效率的电机控制方法及装置，减少了电机系统损耗、提高了电机工作效率。
4.本说明书实施例提供以下技术方案：
5.一方面，提供了一种优化系统效率的电机控制方法，包括：
6.获取系统的基波频率和电流；
7.基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率；
8.基于所述优化开关频率调整当前开关频率。
9.在一些实施例中，所述预设的基频-电流-开关频率查找表是基于多个系统的基波频率、电流标定点标定生成的。
10.在一些实施例中，所述预设的基频-电流-开关频率查找表的标定生成过程包括：
11.在电机的全转速扭矩范围内，获取多个系统的基波频率和电流；
12.基于每个基波频率、电流标定点，标定优化系统效率对应的优化开关频率，并生成预设的基频-电流-开关频率查找表。
13.在一些实施例中，所述预设的基频-电流-开关频率查找表的标定生成过程，还包括：
14.将所述预设的基频-电流-开关频率查找表划分为若干区域，基于标定点的优化开关频率确定次优化开关频率。
15.在一些实施例中，基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率，包括：
16.判断获取的所述基波频率和所述电流是否为所述预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，若是，则将该标定点对应的开关频率确定为优化开关频率，若否，则利用该标定点通过线性插值法拟合非标定点的优化开关频率。
17.另一方面，提供了一种优化系统效率的电机控制装置，包括：
18.数据获取模块，用于获取系统的基波频率和电流；
19.确定模块，用于基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率；
20.优化调整模块，用于基于所述优化开关频率调整当前开关频率。
21.在一些实施例中，所述预设的基频-电流-开关频率查找表是基于多个系统的基波频率、电流标定点标定生成的。
22.在一些实施例中，所述装置还包括数据生成模块，所述数据生成模块用于：
23.在电机的全转速扭矩范围内，获取多个系统的基波频率和电流；
24.基于每个基波频率、电流标定点，标定优化系统效率对应的优化开关频率，并生成预设的基频-电流-开关频率查找表。
25.在一些实施例中，所述数据生成模块还用于：将所述预设的基频-电流-开关频率查找表划分为若干区域，基于标定点的优化开关频率确定次优化开关频率。
26.在一些实施例中，所述确定模块用于：
27.判断获取的所述基波频率和所述电流是否为所述预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，若是，则将该标定点对应的开关频率确定为优化开关频率，若否，则利用该标定点通过线性插值法拟合非标定点的优化开关频率。
28.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
29.通过获取系统当前的基波频率和电流，根据计算得到的预设的基频-电流-开关频率查找表确定系统合适的优化开关频率，然后根据该优化开关频率调整当前开关频率，使得电机系统效率达到最优，减少了电机系统损耗、提高了电机工作效率，满足多种工况场景用户对电机工作效率优化的高预期需求。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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它的附图。
31.图1是本技术实施例提供的优化系统效率的电机控制方法流程示意图；
32.图2是本技术实施例提供的预设的基频-电流-开关频率查找表示例图；
33.图3是本技术实施例提供的预设的基频-电流-开关频率查找表标定生成过程流程示意图；
34.图4是本技术实施例提供的优化系统效率的电机控制装置结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
36.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
37.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而
易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
38.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
39.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。
40.有鉴于背景技术所述技术现状，发明人通过各种深入研究及改进探索，发现：在电机驱动系统中，系统损耗主要集中在电机和电机控制器损耗，其中，电机损耗主要包括铁损和铜损，控制器损耗主要包括功率器件的开关损耗和导通损耗。并且发明人随着探索的深入，进一步发现：在开关频率不变的情况下，随着电流的增大，控制器的开关损耗和导通损耗都会增加，电机的铜损和基波铁损也都会增加，谐波铁损基本不变；在开关频率不变的情况下，随着基波频率的增加，控制器损耗和电机铜损基本不变，电机的基波铁损会增加，谐波铁损基本不变。当系统的电流和基波频率固定不变时，随着开关频率的增加，电机的铜损、基波铁损以及控制器的导通损耗基本不变，电机的谐波铁损耗会减小，但控制器的开关损耗会增加，通常在开关频率较低时，电机谐波铁损的下降速度大于控制器开关损耗的上升速度，开关频率较高时，电机谐波铁损的下降速度小于控制器开关损耗的上升速度，因此存在一个最优的开关频率使得电机驱动系统在该工况下效率最高，系统不同的电流和基波频率(简称基频)对应不同的最优开关频率，即优化开关频率。
41.而如何根据电机驱动系统运行时的电流和基频情况，得到优化开关频率，并基于优化开关频率调整电机的开关频率使其实现最优开关频率，以达到降低电机驱动系统损耗、提高电机驱动系统效率的目的，是目前亟需解决的问题。
42.基于此，本说明书实施例提出了一种处理方案：基于基频-电流-开关频率查找表确定并调整电机的开关频率，使其实现当前工况下的最优系统效率。
43.以下结合附图，说明本技术各实施例提供的技术方案。
44.图1是本技术实施例提供的优化系统效率的电机控制方法流程示意图。图2是本技术实施例提供的预设的基频-电流-开关频率查找表示例图。图3是本技术实施例提供的预设的基频-电流-开关频率查找表标定生成过程流程示意图。图4是本技术实施例提供的优化系统效率的电机控制装置结构示意图。
45.如图1所示，本技术实施例提供的优化系统效率的电机控制方法，包括以下步骤：
46.s1、获取系统的基波频率和电流；
47.s2、基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率；
48.s3、基于优化开关频率调整当前开关频率。
49.在一些实施例中，预设的基频-电流-开关频率查找表(如图2所示)是基于多个系
统的基波频率、电流标定点标定生成的。
50.在一些实施例中，如图3所示，预设的基频-电流-开关频率查找表的标定生成过程包括：
51.s21、在电机的全转速扭矩范围内，获取多个系统的基波频率和电流；
52.s22、基于每个基波频率、电流标定点，标定优化系统效率对应的优化开关频率，使得电机驱动系统的效率最优；
53.s23、生成预设的基频-电流-开关频率查找表。
54.在一些实施例中，优化系统效率为电机驱动系统的优化系统效率，优化开关频率为电机控制器的优化开关频率。
55.在一些实施例中，在电机控制器的开关频率不能连续变化或开关频率有限的场景中，预设的基频-电流-开关频率查找表的标定生成过程，还可以执行以下操作：将预设的基频-电流-开关频率查找表划分为若干区域，进一步的基于标定点的优化开关频率确定次优化开关频率，即根据获取得到的最优开关频率，选择最接近的控制器所能达到的开关频率对电机进行控制。
56.在一些实施例中，上述s2步骤中，基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率，可以实施为以下过程：
57.判断获取的基波频率和电流是否为所述预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，若是，即为预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，则将该标定点对应的开关频率确定为优化开关频率，若否，即不属于预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，则利用该标定点通过线性插值法拟合非标定点的优化开关频率。
58.在一些实施例中，上述s3步骤中，基于优化开关频率调整当前开关频率，可以实施为以下过程：
59.将当前开关频率调整至优化开关频率。
60.如图4所示，本技术实施例提供的优化系统效率的电机控制装置包括数据获取模块31、确定模块32和优化调整模块33。具体的，数据获取模块31，用于获取系统的基波频率和电流；确定模块32，用于基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率；优化调整模块33，用于基于优化开关频率调整当前开关频率。
61.在一些实施例中，预设的基频-电流-开关频率查找表是基于多个系统的基波频率、电流标定点标定生成的。
62.在一些实施例中，优化系统效率的电机控制装置还包括数据生成模块321，数据生成模块321用于：
63.在电机的全转速扭矩范围内，获取多个系统的基波频率和电流；
64.基于每个基波频率、电流标定点，标定优化系统效率对应的优化开关频率，并生成预设的基频-电流-开关频率查找表。
65.在一些实施例中，优化系统效率为电机驱动系统的优化系统效率，优化开关频率为电机控制器的优化开关频率。
66.在一些实施例中，数据生成模块321还用于：将所述预设的基频-电流-开关频率查找表划分为若干区域，进一步的基于标定点的优化开关频率确定次优化开关频率，以用于电机控制器的开关频率不能连续变化或开关频率有限的场景。
67.在一些实施例中，确定模块32具体用于：判断获取的基波频率和所述电流是否为预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，若是，则将该标定点对应的开关频率确定为优化开关频率，若否，则利用该标定点通过线性插值法拟合非标定点的优化开关频率。
68.在一些实施例中，优化调整模块33用于将当前开关频率调整至优化开关频率。
69.综上所述，本技术实施例提供的优化系统效率的电机控制方法及装置，至少具有以下有益效果：
70.通过获取系统当前的基波频率和电流，根据计算得到的预设的基频-电流-开关频率查找表确定系统合适的优化开关频率，然后根据该优化开关频率调整当前开关频率，使得电机系统效率达到最优，减少了电机系统损耗、提高了电机工作效率，满足多种工况场景用户对电机工作效率优化的高预期需求。
71.本说明书中，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
72.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
73.此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的处理设备或移动设备上安装所描述的系统。
74.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

技术特征：
1.一种优化系统效率的电机控制方法，其特征在于，包括：获取系统的基波频率和电流；基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率；基于所述优化开关频率调整当前开关频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的基频-电流-开关频率查找表是基于多个系统的基波频率、电流标定点标定生成的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的基频-电流-开关频率查找表的标定生成过程包括：在电机的全转速扭矩范围内，获取多个系统的基波频率和电流；基于每个基波频率、电流标定点，标定优化系统效率对应的优化开关频率，并生成预设的基频-电流-开关频率查找表。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的基频-电流-开关频率查找表的标定生成过程，还包括：将所述预设的基频-电流-开关频率查找表划分为若干区域，基于标定点的优化开关频率确定次优化开关频率。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率，包括：判断获取的所述基波频率和所述电流是否为所述预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，若是，则将该标定点对应的开关频率确定为优化开关频率，若否，则利用该标定点通过线性插值法拟合非标定点的优化开关频率。6.一种优化系统效率的电机控制装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取系统的基波频率和电流；确定模块，用于基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率；优化调整模块，用于基于所述优化开关频率调整当前开关频率。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设的基频-电流-开关频率查找表是基于多个系统的基波频率、电流标定点标定生成的。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括数据生成模块，所述数据生成模块用于：在电机的全转速扭矩范围内，获取多个系统的基波频率和电流；基于每个基波频率、电流标定点，标定优化系统效率对应的优化开关频率，并生成预设的基频-电流-开关频率查找表。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据生成模块还用于：将所述预设的基频-电流-开关频率查找表划分为若干区域，基于标定点的优化开关频率确定次优化开关频率。10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，所述确定模块用于：判断获取的所述基波频率和所述电流是否为所述预设的基频-电流-开关频率查找表内的标定点，若是，则将该标定点对应的开关频率确定为优化开关频率，若否，则利用该标定点通过线性插值法拟合非标定点的优化开关频率。

技术总结
本申请提供一种优化系统效率的电机控制方法及装置，涉及自动化控制技术领域。所述优化系统效率的电机控制方法，包括：获取系统的基波频率和电流；基于预设的基频-电流-开关频率查找表确定优化开关频率；基于所述优化开关频率调整当前开关频率。本申请实施例提供的优化系统效率的电机控制方法及装置，减少了电机系统损耗、提高了电机工作效率，满足多种工况场景用户对电机工作效率优化的高预期需求。场景用户对电机工作效率优化的高预期需求。场景用户对电机工作效率优化的高预期需求。


技术研发人员：徐贺 向礼
受保护的技术使用者：致瞻科技（上海）有限公司
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/8/4