專利名稱：一種變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及負(fù)載的不平衡狀態(tài)的檢測(cè)方法，特別是一種變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
變頻電機(jī)涉及電機(jī)及其控制器。隨著電力電子技術(shù)和微控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器價(jià)格越來越低，它現(xiàn)在不僅大量用在工業(yè)控制中，而且已大量進(jìn)入民用設(shè)備中，如白色家電中的變頻洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱等。當(dāng)變頻電機(jī)負(fù)載不平衡時(shí)，變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲就會(huì)越大，從而降低設(shè)備的使用壽命，該情況在洗衣機(jī)上表現(xiàn)尤其突出。變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡量OOB的檢測(cè)結(jié)果可以用于控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，從而有效減小電機(jī)負(fù)載不平衡所造成的振動(dòng)幅度，延長(zhǎng)電機(jī)和負(fù)載的使用壽命，減小系統(tǒng)噪聲。如果變頻電機(jī)具有負(fù)載不平衡檢測(cè)功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)負(fù)載不平衡時(shí)，可以通過調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，或者通過改變負(fù)載的不平衡狀態(tài)，從而減小系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲。下面以洗衣機(jī)為例進(jìn)行說明附圖Ia 顯示了洗衣機(jī)滾筒中的衣物積聚在一側(cè)的不平衡狀態(tài)，附圖Ib顯示了滾筒中的衣物均勻分布的平衡狀態(tài)。當(dāng)洗衣機(jī)脫水高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果洗衣機(jī)處在附圖Ia所示的衣物積聚在一側(cè)的不平衡狀態(tài)時(shí)，滾筒會(huì)劇烈晃動(dòng)，并且產(chǎn)生噪聲，還存在電機(jī)工作效率低和洗衣機(jī)壽命縮短等問題。因此，洗衣機(jī)在脫水高速旋轉(zhuǎn)前需要檢測(cè)變頻電機(jī)負(fù)載(滾筒內(nèi)衣物)的不平衡量，當(dāng)檢測(cè)到較大的不平衡量時(shí)，洗衣機(jī)需要通過調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速和動(dòng)作，使衣物盡可能均勻分布在滾筒內(nèi)(如附圖Ib所示)，從而使電機(jī)負(fù)載的不平衡量小于一定值后可以進(jìn)行高速脫水。傳統(tǒng)的不平衡檢測(cè)方法主要有兩種1)基于電機(jī)速度的不平衡檢測(cè)方法；幻基于電機(jī)電流或功率的不平衡檢測(cè)方法?；陔姍C(jī)速度的不平衡檢測(cè)方法受控制器的PI參數(shù)影響較大，其測(cè)量結(jié)果誤差較大；基于電機(jī)電流或功率的不平衡檢測(cè)方法需要專門的電流采樣電路，且其精度受電流采樣電路精度的影響。因此，如何在不增加成本的前提下，易于實(shí)現(xiàn)電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)，并且提高不平衡檢測(cè)的精度，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能實(shí)現(xiàn)電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)的變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法。為解決上述難題，發(fā)明提供一種變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法，根據(jù)變頻器的 PI控制器的輸出信號(hào)，來計(jì)算負(fù)載的不平衡量OOB (Out Of Balance)，該方法包括以下步驟Si.控制系統(tǒng)判斷不平衡OOB檢測(cè)的采樣周期的時(shí)間是否已到，如果已到，則進(jìn)入 S2，否則進(jìn)入S13 ；S2.讀取電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)速，用于S3的采用次數(shù)計(jì)算；
S3.按采樣點(diǎn)數(shù)與采樣周期的乘積等于電機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍的約束條件計(jì)算采樣次數(shù)N ；S4.讀取PI控制器的輸出信號(hào)；S5.計(jì)算PI控制器輸出信號(hào)的平均值；S6.根據(jù)S5的平均值和當(dāng)前輸出信號(hào)值計(jì)算信號(hào)波動(dòng)的絕對(duì)值；S7.根據(jù)歷史信號(hào)波動(dòng)累加值和S6計(jì)算出的信號(hào)波動(dòng)絕對(duì)值計(jì)算新的信號(hào)波動(dòng)累加值；S8.采樣次數(shù)變量加1 ；S9.判定采樣次數(shù)是否達(dá)到N，如果達(dá)到則進(jìn)入S10，否則進(jìn)入S13 ；S10.根據(jù)采樣次數(shù)N和信號(hào)波動(dòng)累加值計(jì)算電機(jī)負(fù)載的不平衡量；Sll.信號(hào)波動(dòng)絕對(duì)值累加值減去N次保存數(shù)據(jù)中的最早歷史波動(dòng)數(shù)據(jù)，用于下次不平衡的計(jì)算；S12.采樣次數(shù)變量減1，保證下次采樣后又可以計(jì)算不平衡量；S13.退出。所述變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法中PI控制器的輸出信號(hào)為電壓、電流、功率信號(hào)中的一個(gè)。計(jì)算電機(jī)負(fù)載的不平衡量OOB時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)與采樣周期的乘積等于電機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍。本發(fā)明根據(jù)變頻器的PI控制器的輸出信號(hào)的波動(dòng)計(jì)算電機(jī)負(fù)載的不平衡量00B， 不需要硬件電路檢測(cè)電機(jī)的電流和電壓，具有成本低的優(yōu)勢(shì)。由于可以根據(jù)PI控制器的多種輸出信號(hào)進(jìn)行負(fù)載不平衡的檢測(cè)，從而具有良好的適配性。由于采樣周期與采樣點(diǎn)數(shù)的乘積等于負(fù)載設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍，從而具有檢測(cè)精度高的優(yōu)勢(shì)，可以廣泛應(yīng)用于白色家電變頻器、工業(yè)變頻器等技術(shù)領(lǐng)域。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1為洗衣機(jī)衣物均勻分布和不均勻分布示意圖。圖2為應(yīng)用系統(tǒng)框圖。圖3為PI控制器框圖。圖4為變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡量OOB檢測(cè)流程圖。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)應(yīng)用系統(tǒng)框圖如附圖2所示，它包括變頻器、電機(jī)和負(fù)載，PI控制器是變頻器的一個(gè)重要軟件模塊。PI控制器框圖如圖3所示，它的輸入信號(hào)是目標(biāo)速度和反饋速度的誤差，然后它通過PI算法得到電機(jī)的控制電壓，最后根據(jù)下面的公式1和公式2計(jì)算出不平衡量OOB的值
權(quán)利要求
1.一種變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法，其特征在于根據(jù)變頻器的PI控制器的輸出信號(hào)，來計(jì)算負(fù)載的不平衡量00B，包括以下步驟S1.控制系統(tǒng)判斷不平衡OOB檢測(cè)的采樣周期的時(shí)間是否已到，如果已到，則進(jìn)入S2， 否則進(jìn)入S13 ；S2.讀取電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)速，用于S3的采用次數(shù)計(jì)算；S3.按采樣點(diǎn)數(shù)與采樣周期的乘積等于電機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍的約束條件計(jì)算采樣次數(shù)N;S4.讀取PI控制器的輸出信號(hào)；S5.計(jì)算PI控制器輸出信號(hào)的平均值；S6.根據(jù)S5的平均值和當(dāng)前輸出信號(hào)值計(jì)算信號(hào)波動(dòng)的絕對(duì)值；S7.根據(jù)歷史信號(hào)波動(dòng)累加值和S6計(jì)算出的信號(hào)波動(dòng)絕對(duì)值計(jì)算新的信號(hào)波動(dòng)累加值；S8.采樣次數(shù)變量加1；S9.判定采樣次數(shù)是否達(dá)到N，如果達(dá)到則進(jìn)入S10，否則進(jìn)入S13；S10.根據(jù)采樣次數(shù)N和信號(hào)波動(dòng)累加值計(jì)算電機(jī)負(fù)載的不平衡量；S11.信號(hào)波動(dòng)絕對(duì)值累加值減去N次保存數(shù)據(jù)中的最早歷史波動(dòng)數(shù)據(jù)，用于下次不平衡的計(jì)算；S12.采樣次數(shù)變量減1，保證下次采樣后又可以計(jì)算不平衡量；S13.退出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法，其特征在于所述PI 控制器的輸出信號(hào)為電壓、電流、功率信號(hào)中的一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法，其特征在于計(jì)算電機(jī)負(fù)載的不平衡量OOB時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)與采樣周期的乘積等于電機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡檢測(cè)方法，其檢測(cè)過程如下首先控制變頻電機(jī)轉(zhuǎn)到一定速度，然后根據(jù)變頻器的PI控制器的輸出信號(hào)的幅值，計(jì)算其波動(dòng)值大小，并據(jù)此計(jì)算變頻電機(jī)負(fù)載的不平衡量OOB。本發(fā)明根據(jù)變頻器的PI控制器的輸出電壓幅值的波動(dòng)計(jì)算電機(jī)負(fù)載的不平衡量OOB，不需要硬件電路檢測(cè)電機(jī)的電流和電壓，具有成本低的優(yōu)勢(shì)；又由于采樣周期與采樣點(diǎn)數(shù)的乘積等于負(fù)載設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍，從而具有檢測(cè)精度高的優(yōu)勢(shì)，可以廣泛應(yīng)用于白色家電變頻器、工業(yè)變頻器等技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01M1/16GK102466538SQ20111006020
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者何志明, 周文忠, 王明仁, 王紅興 申請(qǐng)人:無錫艾柯威科技有限公司