本申請涉及變頻器控制，具體涉及一種大功率變頻器的智能控制方法及系統。

背景技術：

1、在現代電氣系統中，變頻器作為關鍵設備，在功率調控過程中扮演者至關重要的角色，其中變頻器應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率的方式，實現對交流電動機的精確控制。這種控制不僅使設備能夠根據生產的需要靈活調整速度和輸出轉矩，還顯著提升了設備的能效與性能。大功率變頻器更是廣泛應用于石油、冶金、電力、供水、化工、煤炭等多個領域，成為實現高效節能和綠色生產的重要工具。

2、然而隨著變頻器應用范圍的擴大，暴露出來的問題也越來越多。由于變頻器控制精度不夠，變頻器在動態響應和穩定性方面表現不佳。傳統系統對不同工況和負載變化的適應性較?差，難以應對復雜的工業環境。近年來，雖然一些控制算法已經應用于變頻器控制領域，使變頻器對負載的變化進行快速響應，諸如專利公布號為cn119276184a公布的變頻器控制系統、專利公布號為cn119010671a公布的變頻直流調速數字控制系統等。然而現有的這些變頻器控制系統在追求快速響應負載變化的同時忽略了變頻器在啟動和停止過程中易產生過大的沖擊電流，進而對負載電機帶來額外的磨損。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，本申請的目的在于提供一種大功率變頻器的智能控制方法及系統，所采用的技術方案具體如下：

2、第一方面，本申請實施例提供了一種大功率變頻器的智能控制方法，該方法包括以下步驟：

3、采集變頻器負載電機在各數據采集周期中各采集時刻的轉矩需求數據、電流數據；

4、基于相鄰采集時刻的轉矩需求數據之間的差異情況獲取各數據采集周期的轉矩突變系數；

5、基于轉矩突變系數、轉矩需求數據的變化趨勢和轉矩需求數據與轉矩需求數據的擬合直線之間的差異情況，獲取各數據采集周期的轉矩響應因子；

6、基于轉矩響應因子、轉矩需求數據和電流數據之間的相關性以及電流數據的不確定性獲取各數據采集周期的頻率調控因子；

7、基于頻率調控因子對大功率變頻器的輸出功率進行平滑處理，完成對大功率變頻器的智能控制。

8、進一步，所述轉矩突變系數的計算公式為：；式中，為變頻器負載風機電機在第i個數據采集周期的轉矩突變系數；為自然常數，、分別為第個數據采集周期內第個采集時刻以及第個采集時刻的轉矩需求數據，為第個數據采集周期內采集時刻的總數。

9、進一步，所述轉矩響應因子的獲取方法為：

10、基于轉矩需求數據的變化趨勢獲取各數據采集周期的轉矩變化率；

11、基于轉矩需求數據與轉矩需求數據的擬合直線之間的差異情況獲取各數據采集周期的偏差系數；

12、對于各數據采集周期，計算轉矩突變系數、轉矩變化率和偏差系數三者的乘積作為各數據采集周期的轉矩響應因子。

13、進一步，所述轉矩變化率的獲取方法為：

14、對于各數據采集周期，對數據采集周期內的轉矩需求數據采用直線擬合算法進行直線擬合獲取參考直線，將參考直線的斜率作為各數據采集周期的轉矩變化率。

15、進一步，所述偏差系數的獲取方法為：

16、對于各數據采集周期內的各轉矩需求數據，計算數據采集周期內所有轉矩需求數據與參考直線之間的最短歐式距離的均值作為各數據采集周期的偏差系數。

17、進一步，所述頻率調控因子的獲取方法為：

18、基于轉矩需求數據和電流數據之間的相關性獲取各采集周期的風機穩定系數；

19、對于各數據采集周期，計算數據采集周期內所有電流數據的信息熵；

20、所述頻率調控因子的計算公式為：；式中，表示第i個數據采集周期內變頻器負載風機電機的頻率調控因子；表示第個數據采集周期內變頻器負載風機電機的轉矩響應因子；表示第個數據采集周期的風機穩定系數；表示第個數據采集周期內變頻器負載風機電機的所有電流數據的信息熵；為預設調參因子。

21、進一步，所述風機穩定系數的獲取方法為：

22、對于各數據采集周期，將數據采集周期內的轉矩需求數據和電流數據分別按照時間正序排列組成的序列作為各數據采集周期的轉矩需求序列和電流序列，對數據采集周期的轉矩需求序列和電流序列中的元素進行歸一化處理，計算歸一化后的轉矩需求序列和電流序列之間的相關系數作為各數據采集周期的風機穩定系數。

23、進一步，所述基于頻率調控因子對大功率變頻器的輸出功率進行平滑處理，包括：

24、對于各數據采集周期，將sigmoid函數作為s型加減速算法中的加減速曲線，基于頻率調控因子獲取數據采集周期的下一相鄰數據采集周期的加減速曲線的自變量的系數，更新下一相鄰數據采集周期的加減速曲線方程，對大功率變頻器的輸出功率進行平滑處理。

25、進一步，所述下一相鄰數據采集周期的加減速曲線的自變量的系數的獲取方法為：

26、將各數據采集周期的倒數作為下一線相鄰采集周期的加減速曲線的計算公式中的時間自變量的系數。

27、第二方面，本申請實施例還提供了一種大功率變頻器的智能控制系統，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述任意一項所述方法的步驟。

28、本申請至少具有如下有益效果：

29、本申請基于采集到的變頻器負載風機電機的轉矩需求數據以及電流數據。首先通過分析風機電機負載變化時轉矩需求變化情況構建了轉矩響應因子，有益效果在于轉矩響應因子考慮了相鄰時刻轉矩需求數據的突變情況以及轉矩需求數據與整體變化趨勢之間的整體偏差，因此基于轉矩響應因子可以準確反映出風機電機轉矩需求數據的異常波動情況；其次基于風機電機負載突變時風機電機電流的變化情況并結合轉矩響應因子構建了頻率調控因子，有益效果在于頻率調控因子考慮了轉矩需求以及風機電機電流的協同變化情況，因此基于頻率調控因子可以全面反映出變頻器在調頻控制過程中直接調控變頻器輸出頻率的風險性；最后基于頻率調控因子并結合s型加減速算法對變頻器的輸出頻率進行平滑處理，從而減小了沖擊電流對風機電機造成的損傷。

技術特征：

1.一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述轉矩突變系數的計算公式為：；式中，為變頻器負載風機電機在第i個數據采集周期的轉矩突變系數；為自然常數，、分別為第個數據采集周期內第個采集時刻以及第個采集時刻的轉矩需求數據，為第個數據采集周期內采集時刻的總數。

3.如權利要求1所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述轉矩響應因子的獲取方法為：

4.如權利要求3所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述轉矩變化率的獲取方法為：

5.如權利要求4所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述偏差系數的獲取方法為：

6.如權利要求1所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述頻率調控因子的獲取方法為：

7.如權利要求6所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述風機穩定系數的獲取方法為：

8.如權利要求1所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述基于頻率調控因子對大功率變頻器的輸出功率進行平滑處理，包括：

9.如權利要求8所述的一種大功率變頻器的智能控制方法，其特征在于，所述下一相鄰數據采集周期的加減速曲線的自變量的系數的獲取方法為：

10.一種大功率變頻器的智能控制系統，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-9任意一項所述一種大功率變頻器的智能控制方法的步驟。

技術總結
本申請涉及變頻器控制技術領域，具體涉及一種大功率變頻器的智能控制方法及系統，該方法包括：采集變頻器負載電機在各數據采集周期中各采集時刻的轉矩需求數據、電流數據；基于相鄰采集時刻的轉矩需求數據之間的差異情況獲取各數據采集周期的轉矩突變系數；基于轉矩突變系數、轉矩需求數據的變化趨勢和轉矩需求數據與轉矩需求數據的擬合直線之間的差異情況，獲取各數據采集周期的轉矩響應因子；進而獲取各數據采集周期的頻率調控因子；對大功率變頻器的輸出功率進行平滑處理，完成對大功率變頻器的智能控制。本申請減小了沖擊電流對風機電機造成的損傷。

技術研發人員：吳云龍,劉宗欽,陳家豪,沈建華
受保護的技術使用者：湖州積微電子科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24