CN107432715A - 吸尘器、电机及其控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸尘器、电机及其控制方法和控制装置,所述控制方法包括以下步骤:对电机进行恒功率控制;在对电机进行恒功率控制的过程中,获取电机的当前转速和电机的直流母线电流;根据电机的当前转速获取直流母线电流的补偿量;根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制。该方法能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域,特别涉及一种用于吸尘器的电机的控制方法、一种用于吸尘器的电机的控制装置、一种具有该控制装置的电机以及一种吸尘器。
背景技术
目前,高速且小型化的无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,BLDC)的应用越来越广泛,尤其是在小型电动工具(如手持式真空吸尘器)领域中。当小型电动工具使用电池供电时,电池电压会随着使用时间的变化而逐渐下降,为了使得设备能够输出恒定的功率,需要在电池电压下降的过程中,引入恒功率控制策略。
但是在引入恒功率控制策略后,由于输入电流基本恒定,当真空吸尘器吸入较大块的污物时,将导致真空吸尘器的进气口减小,进而导致内部真空度提升,扇叶上的负载减小,转速提升,从而引起损耗提升,使得真空吸尘器的吸入效率大幅下降。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种用于吸尘器的电机的控制方法,能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。本发明的第三个目的在于提出一种用于吸尘器的电机的控制装置。本发明的第四个目的在于提出一种电机。本发明的第五个目的在于提出一种吸尘器。
为实现上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种用于吸尘器的电机的控制方法,包括以下步骤:对所述电机进行恒功率控制;在对所述电机进行恒功率控制的过程中,获取所述电机的当前转速和所述电机的直流母线电流;根据所述电机的当前转速获取所述直流母线电流的补偿量;根据所述补偿量、所述直流母线电流和所述电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对所述电机进行转矩补偿控制。
根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制方法,在对电机进行恒功率控制的过程中,通过根据电机的当前转速获取直流母线电流的补偿量,然后根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制,从而能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
根据本发明的一个实施例,所述获取所述电机的当前转速,包括:获取所述电机的端部电压;根据所述电机的端部电压获取所述电机的反电动势过零信号;根据前后两次所述电机的反电动势过零信号之间的时间差值获取所述电机的当前转速。
根据本发明的一个实施例,根据所述电机的当前转速通过查表获得所述直流母线电流的补偿量。
根据本发明的另一个实施例,通过以下公式获取所述直流母线电流的补偿量:
Δidc=Kf×(ω-ωb),
其中,Δidc为所述直流母线电流的补偿量,Kf为补偿因子,ω为所述电机的当前转速,ωb为所述吸尘器未发生堵孔时的转速基准值。
根据本发明的一个实施例,所述根据所述补偿量、所述直流母线电流和所述电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对所述电机进行转矩补偿控制,包括:获取所述直流母线电流给定值与所述直流母线电流之间的电流差值,并将所述补偿量叠加至所述电流差值以获得第一电流;对所述第一电流进行PI调节以获得用于控制所述电机的占空比信号,以根据所述占空比信号对所述电机进行转矩补偿控制。
根据本发明的一个实施例,所述对所述电机进行恒功率控制,包括:获取所述电机的直流母线电压;根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,以根据所述直流母线电流给定值对所述电机进行恒功率控制。
根据本发明的一个实施例,根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值通过查表获得所述直流母线电流给定值。
根据本发明的另一个实施例,所述根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,包括:获取当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值;根据所述直流母线电压和所述当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值获取所述电机的当前功率;获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
根据本发明的又一个实施例,所述根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,包括:对所述直流母线电流进行低通滤波处理,并根据低通滤波处理后的直流母线电流和所述直流母线电压获取所述电机的当前功率;获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
根据本发明的一个实施例,在根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值时,还对所述直流母线电压进行低通滤波处理。
根据本发明的一个实施例,上述的用于吸尘器的电机的控制方法,还包括:在获取到所述电机的反电动势过零信号时,控制所述电机进行换向,并在换向完成后获取用于控制所述电机的占空比信号。
为实现上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质,通过执行上述的控制方法,能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
为实现上述目的,本发明第三方面实施例提出的一种用于吸尘器的电机的控制装置,包括:恒功率控制模块,用于对所述电机进行恒功率控制;转速获取模块,用于获取所述电机的当前转速;母线电流获取模块,用于获取所述电机的直流母线电流;电流补偿模块,用于根据所述电机的当前转速获取所述直流母线电流的补偿量;转矩控制模块,用于根据所述补偿量、所述直流母线电流和所述电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对所述电机进行转矩补偿控制。
根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制装置,通过恒功率控制模块对电机进行恒功率控制,并在对电机进行恒功率控制的过程中,通过电流补偿模块根据电机的当前转速获取直流母线电流的补偿量,并通过转矩控制模块根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制,从而能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
根据本发明的一个实施例,所述转速获取模块包括:端电压获取模块,用于获取所述电机的端部电压;反电动势过零获取模块,用于根据所述电机的端部电压获取所述电机的反电动势过零信号;转速估算模块,用于根据前后两次所述电机的反电动势过零信号之间的时间差值获取所述电机的当前转速。
根据本发明的一个实施例,所述电流补偿模块根据所述电机的当前转速通过查表获得所述直流母线电流的补偿量。
根据本发明的另一个实施例,所述电流补偿模块通过以下公式获取所述直流母线电流的补偿量:
Δidc=Kf×(ω-ωb),
其中,Δidc为所述直流母线电流的补偿量,Kf为补偿因子,ω为所述电机的当前转速,ωb为所述吸尘器未发生堵孔时的转速基准值。
根据本发明的一个实施例,所述转矩控制模块包括:电流偏差获取模块,用于获取所述直流母线电流给定值与所述直流母线电流之间的电流差值,并将所述补偿量叠加至所述电流差值以获得第一电流;电流调节模块,用于对所述第一电流进行PI调节以获得用于控制所述电机的占空比信号;PWM控制模块,用于根据所述占空比信号对所述电机进行转矩补偿控制。
根据本发明的一个实施例,所述恒功率控制模块包括:母线电压获取模块,用于获取所述电机的直流母线电压;电流给定模块,用于根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,以根据所述直流母线电流给定值对所述电机进行恒功率控制。
根据本发明的一个实施例,所述电流给定模块根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值通过查表获得所述直流母线电流给定值。
根据本发明的另一个实施例,所述电流给定模块包括:第一功率获取模块,用于获取当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值,并根据所述直流母线电压和所述当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值获取所述电机的当前功率;第一功率偏差获取模块,用于获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;第一功率调节模块,用于对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
根据本发明的又一个实施例,所述电流给定模块包括:第一滤波处理模块,用于对所述直流母线电流进行低通滤波处理;第二功率获取模块,用于根据低通滤波处理后的直流母线电流和所述直流母线电压获取所述电机的当前功率;第二功率偏差获取模块,用于获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;第二功率调节模块,用于对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
根据本发明的一个实施例,所述电流给定模块还包括:第二滤波处理模块,用于对所述直流母线电压进行低通滤波处理。
根据本发明的一个实施例,所述转矩控制模块还用于在所述反电动势过零获取模块获取到所述电机的反电动势过零信号时,控制所述电机进行换向,并在换向完成后获取用于控制所述电机的占空比信号。
为实现上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种电机,其包括上述的控制装置。
根据本发明实施例的电机,通过上述的控制装置,能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
根据本发明的一个实施例,所述电机为三相无刷直流电机。
为实现上述目的,本发明第五方面实施例提出了一种吸尘器,其包括上述的电机。
根据本发明实施例的吸尘器,通过上述的电机,能够有效提高堵孔运行时的吸入效率。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的三相无刷直流电机的控制系统框图;
图2是根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制方法的流程图;
图3是根据本发明一个实施例的反电动势过零处理的示意图;
图4是根据本发明另一个实施例的反电动势过零处理的示意图;
图5是根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制装置的方框示意图;
图6a是根据本发明一个实施例的用于吸尘器的电机的控制装置的方框示意图;
图6b是根据本发明一个实施例的用于吸尘器的电机的控制装置的方框示意图;
图6c是根据本发明一个实施例的用于吸尘器的电机的控制装置的方框示意图;
图7是根据本发明一个实施例的用于吸尘器的电机的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述根据本发明实施例提出的用于吸尘器的电机的控制方法、非临时性计算机可读存储介质、用于吸尘器的电机的控制装置、具有该控制装置的电机以及吸尘器。
在本发明的实施例中,电机可以为三相无刷直流电机,三相无刷直流电机的转子可由永磁体构成,其结构为至少一对磁极,定子可由三相绕组构成。
图1是根据本发明一个实施例的三相无刷直流电机的控制系统框图。如图1所示,三相无刷直流电机的控制系统可包括直流电源101(如电池)、直流母线支撑电容102(如大电解电容)、三相桥103、直流母线电压采样电路104、直流母线电流采样电路105,电机端电压采样电路106以及MCU等。
其中,直流母线电流采样电路用于采样获得直流母线电流idc,并将直流母线电流idc传输至MCU中,以进行运算处理。其中,直流母线电流idc等于电机的三相输出电流瞬时值iu、iv和iw的平方和开根号,即或者,直流母线电流idc等于电机的三相输出电流瞬时值iu、iv和iw经旋转变换到两相静止坐标系下的dq轴电流瞬时值的平方和开根号,即其中,id为d轴电流瞬时值(也称励磁电流),iq为q轴电流瞬时值(也称转矩电流)。
当三相无刷直流电机工作在额定转速下时,电机的定子绕组中流过的等效励磁电流id满足下述公式(1):
id≈0 (1)
此时,直流母线电流idc满足下述公式(2):
idc≈iq (2)
另外,电机的输入功率是指直流电源的输出功率,它等于直流母线支撑电容的功率。其中,直流母线支撑电容在三相桥导通工作时起到平波支撑母线电压的作用,可通过直流母线电压采样电路将直流母线电压Vdc变送到MCU中,输入功率即直流电源的输出功率满足下述公式(3):
Pin=Vdc*idc (3)
从上述公式(3)可以看出,直流电源的输出功率Pin与直流母线电压Vdc和直流母线电流idc相关,而直流母线电流idc与q轴电流瞬时值iq基本相同,所以在本发明的实施例中,可以通过直流母线电流idc等效q轴电流瞬时值iq(即转矩电流)的方法来实现对电机的恒功率控制。
但是,在对电机进行恒功率控制的过程中,当吸入物堵塞吸尘器的风道时,由于进气口减小,风腔内的真空度提高,电机的运行负载将下降,导致扇叶运行速度上升,同时由于输入转矩电流恒定控制,速度增加,损耗也将增加,导致吸尘器的吸入效率下降。因此,在本发明的实施例中,在此条件下继续增加电机的转矩以提高电机的速度,这样可以在短时间内提高吸尘器的吸入功率,进而提高吸尘器的吸入效率。
图2是根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制方法的流程图。如图2所示,本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制方法包括以下步骤:
S1,对电机进行恒功率控制。具体如何进行恒功率控制后续将详细介绍。
S2,在对电机进行恒功率控制的过程中,获取电机的当前转速和电机的直流母线电流。
根据本发明的一个实施例,获取电机的当前转速包括:获取电机的端部电压;根据电机的端部电压获取电机的反电动势过零信号;根据前后两次电机的反电动势过零信号之间的时间差值获取电机的当前转速。
具体而言,可通过电机端电压采样电路(如电压互感器)获取电机的端部电压Uu、Uv、Uw,然后根据电机的端部电压Uu、Uv、Uw获取电机的反电动势过零信号(当端部电压变化到1/2Vdc的位置时,可用于代替反电动势过零),该过零信号可以通过外部中断的方式读取,其波形如图3所示;也可以通过软件定时中断的方式进行查询,其波形如图4所示。其中,需要说明的是,两种方式的过零读取处理都有一定的窗口时间,正常情况下,在非检测窗口期内,软件对反电动势的过零信号进行屏蔽,而在检测窗口期,接收过零信号,并在接收到有效的过零信号后,开始进行过零处理。
具体地,当经过处理的反电动势过零信号由负变为正时,由外部中断或者由软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理1,当反电动势经过一个周期再次过零时,由外部中断或者由软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理2,通过记录和比较过零时刻1和过零时刻2的时间即可计算出电机的当前转速,因此无需位置传感器即可实现对电机转速的获取。
根据本发明的一个实施例,如图1所示,通过直流母线电流采样电路(如直流母线采样电阻)采样获得电压信号,然后将该电压信号转换为电流信号以获得直流母线电流idc。
S3,根据电机的当前转速获取直流母线电流的补偿量。
根据本发明的一个实施例,根据电机的当前转速通过查表获得直流母线电流的补偿量。
具体而言,通过前述分析可知,在对电机进行恒功率控制的过程中,当吸入物堵塞吸尘器的风道时,电机的转速会增加,而在此条件下,通过继续增加电机的转矩以提高电机的转速可以提高吸尘器的吸入效率,因此,可通过电机转速增加后的差速进行电流补偿,以提高电机的转矩,进而提高吸尘器的吸入效率。
具体地,可预先将发生堵孔时电机的转速与未发生堵孔时电机的转速之间的转速差值划分为多个范围,其中每个范围对应有一个补偿量Δidc,如表1所示,然后根据实际获取的转速差值获取相应的补偿量Δidc。
表1
转速差值(rpm) | 补偿量 |
0<ω≤ω1 | Δidc1 |
ω1<ω≤ω2 | Δidc2 |
ω2<ω≤ω3 | Δidc3 |
ω3<ω≤ω4 | Δidc4 |
…… | …… |
其中,Δidc1<Δidc2<Δidc3<Δidc4……,也就是说,直流母线电流的补偿量Δidc与转速差值成正相关关系。
在实际应用过程中,可将上述表1进行程序化处理,以生成与实际的转速差值相关的一维数组,然后通过该数组可以快速查出与当前反馈的转速差值相应的直流母线电流的补偿量Δidc。由于采用查表的方式获得补偿量Δidc,所以可以避免生成补偿量Δidc的运算,能够节省计算时间。
根据本发明的另一个实施例,可通过下述公式(4)获取直流母线电流的补偿量:
Δidc=Kf×(ω-ωb) (4)
其中,Δidc为直流母线电流的补偿量,Kf为补偿因子,具体可根据实际情况进行标定,ω为电机的当前转速,ωb为吸尘器未发生堵孔时的转速基准值。
也就是说,在本发明的实施例中,不仅可以通过查表的方式获取直流母线电流的补偿量Δidc,还可以通过简单的计算获取直流母线电流的补偿量Δidc,其中,在采用计算方式时,不仅可以节省存储空间,而且可以实现对转矩的平滑补偿,使得控制更加稳定。而具体采用何种方式可根据实际需要来确定。
S4,根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制。
根据本发明的一个实施例,根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制,包括:获取直流母线电流给定值与直流母线电流之间的电流差值,并将补偿量叠加至电流差值以获得第一电流;对第一电流进行PI调节以获得用于控制电机的占空比信号,以根据占空比信号对电机进行转矩补偿控制。
具体而言,如图5所示,在对电机进行控制的过程中,可先根据恒功率控制策略获取电机的直流母线电流给定值idc *,同时获取电机的当前转速ω,并根据电机的当前转速ω获取直流母线电流的补偿量Δidc,以及获取直流母线电流idc。然后,计算直流母线电流给定值idc *与直流母线电流idc之间的电流差值,并将直流母线电流的补偿量Δidc叠加至电流差值上以获得第一电流,将该第一电流作为负反馈调整的误差量送入到PI调节器中,通过PI调节器调整输出控制脉冲宽度的信号,即占空比信号Duty,然后通过PWM单元根据占空比信号Duty输出驱动信号至三相桥,以对三相桥的开关管进行导通/关断控制,最终获得所需的电压提供给三相无刷直流电机。
因此,根据本发明实施例的电机的控制方法,在对电机进行恒功率控制的过程中,通过对直流母线电流进行补偿,进而实现对电机的转速补偿,能够有效避免在吸尘器堵孔时由于功率控制导致电流指令无法提高,进而影响吸入效率的问题,从而有效提高了吸尘器的吸入效率。另外,直流母线电流的检测以及电机的端部电压的检测在现有的电机控制中会使用,例如,直流母线电流用于电机的过流保护等,所以本发明并没有额外增加硬件成本,而且整个控制过程比较简单,因而使用较为廉价的MCU即可实现稳定的控制效果,降低了生产成本。此外,由于本发明通过检测的直流母线电流的方式进行PI控制,因而可以达到连续控制的效果,使得功率控制更加稳定,大大减少了功率的脉动;同时由于PI控制的引入,通过闭环负反馈的方式可以具有较宽的稳定带域特性,使得生产过程导致的电机参数变化对系统的影响非常低,简化了出厂调试的过程,提高了生产效率。
下面来详细描述如何实现对电机的恒功率控制。
根据本发明的一个实施例,对电机进行恒功率控制包括:获取电机的直流母线电压;根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值,以根据直流母线电流给定值对电机进行恒功率控制。
根据本发明的一个实施例,根据直流母线电压和电机的功率给定值通过查表获得直流母线电流给定值。
具体而言,由于直流电源(如电池)的电压会随着时间的变化而逐渐下降,为了实现电机的恒功率控制,将直流母线电压Vdc作为一个反馈量参与到电机的控制中,具体可通过直流母线采样电路(如电阻分压电路)实时检测直流母线电压Vdc,然后根据实时检测的直流母线电压Vdc和当前电机的功率给定值(实际所需功率)P*通过查表的方式获取电机的直流母线电流给定值idc *,然后根据该直流母线电流给定值idc *对电机进行控制。具体地,表2给出了直流母线电压Vdc和电机的功率给定值P*与直流母线电流给定值idc *之间的关系。
表2
其中,当功率给定值P*为350W时,如果直流母线电压Vdc为25.2V,则直流母线电流给定值idc *为13.89A;如果直流母线电压Vdc为25.1V,则直流母线电流给定值idc *为13.94A;如果直流母线电压Vdc为25.0V,则直流母线电流给定值idc *为14.00A;…。
在实际应用过程中,可将上述表2进行程序化处理,以生成与实际的直流母线电压Vdc相关的二维数组,然后通过该数组可以快速查出与当前反馈的直流母线电压Vdc和功率给定值P*相对应的电流指令,以根据该电流指令对电机进行电流控制,具体如图6a所示。由于采用查表的方式获得电流指令,所以避免了生成电流指令的除法运算,节省了计算时间。
根据本发明的另一个实施例,根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值,包括:获取当前控制周期中电机的直流母线电流给定值;根据直流母线电压和当前控制周期中电机的直流母线电流给定值获取电机的当前功率;获取电机的功率给定值与当前功率之间的功率差值;对功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值。
具体而言,如图6b所示,可通过直流母线电压采样电路(如电阻分压电路)采样获得直流母线电压Vdc,在获取到直流母线电压Vdc后,将该直流母线电压Vdc与当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc *相乘以获得电机的当前功率P,然后计算电机的功率给定值P*与当前功率P之间的功率差值△P,并对该功率差值△P进行PI调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1 *,然后根据该直流母线电流给定值idc+1 *对电机进行控制。
根据本发明的又一个实施例,根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值,包括:对直流母线电流进行低通滤波处理,并根据低通滤波处理后的直流母线电流和直流母线电压获取电机的当前功率;获取电机的功率给定值与当前功率之间的功率差值;对功率差值进行PI调节以获得当前控制周期中电机的直流母线电流给定值。
具体而言,如图6c所示,可通过直流母线电流采样电路(如直流母线采样电阻)采样获得电压信号,然后将该电压信号转换为电流信号以获得直流母线电流idc,在获取到直流母线电流idc后,对该直流母线电流idc进行低通滤波处理,然后将低通滤波处理后的直流母线电流与获取到的直流母线电压Vdc相乘以获得电机的当前功率P,然后计算电机的功率给定值P*与当前功率P之间的功率差值△P,并对该功率差值△P进行PI调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1 *,然后根据该直流母线电流给定值idc+1 *对电机进行控制。
也就是说,在本发明的实施例中,不仅可以通过查表的方式获取电机恒功率控制时的直流母线电流给定值,也可以通过简单的计算获取电机恒功率控制时的直流母线电流给定值,其中,当采用计算方式时,由于不同的机种之间采用的控制方式一致,因而无需对软件进行修改即可实现对不同机种的控制,通用性强。而具体采用何种方式可根据实际需要来确定。
根据本发明的一个实施例,在根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值时,还对直流母线电压进行低通滤波处理。
也就是说,在采样获得直流母线电压Vdc之后,可先对直流母线电压Vdc进行低通滤波处理,如图6a-图6c所示,然后根据低通滤波处理后的直流母线电压Vdc *和功率给定值P*获取直流母线电流给定值idc *,这样可以使得功率控制更加稳定,减少了功率的脉动。
因此,根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制方法,能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率,而且整个控制过程简单可靠,功率的脉动小。
进一步地,根据本发明的一个实施例,上述的用于吸尘器的电机的控制方法还包括:在获取到电机的反电动势过零信号时,控制电机进行换向,并在换向完成后获取用于控制电机的占空比信号。
也就是说,在通过前述两种方式(包括外部中断方式或者由软件定时器查询方式)中的任意一种方式获得电机的反电动势过零信号后,开始进行过零处理和相应的PWM输出。具体地,当经过处理的反电动势过零信号由负变为正时,由外部中断或者由软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理,在过零处理的过程中,控制电机进行换向和PWM输出,并在换向完成后根据检测的直流母线电压和直流母线电流获取下一控制周期所需的占空比信号。由于换向完成后,距离下一次换向还有60°的时间,所以有足够的时间完成恒功率控制所需的直流母线电流给定值、直流母线电流补偿量以及电流环的控制运算。
进一步地,图7是根据本发明一个实施例的用于吸尘器的电机的控制方法的流程图。如图7所示,该用于吸尘器的电机的控制方法包括以下步骤:
S101,开始。
S102,判断是否处于检测窗口期。如果是,执行步骤S103;如果否,继续判断。
S103,判断是否接收到有效的过零信号。如果是,执行步骤S04;如果否,继续判断。
S104,多次检测防止出错,例如当连续接收到三个过零信号后再执行步骤S105。
S105,进行换向处理。
S106,获取电机的当前转速ω、直流母线电压Vdc和直流母线电流idc。
S107,根据当前转速ω通过计算或查表获取补偿量。
S108,对直流母线电压Vdc进行LPF处理(低通滤波处理),并根据LPF处理后的直流母线电压和功率给定值P*通过计算或查表获得直流母线电流给定值idc *。
S109,根据直流母线电流给定值idc *、直流母线电流idc和补偿量进行PI调节,以获得占空比信号Duty。
S110,更新PWM值。
S11,设置屏蔽过零信号的时间。
因此,在反电动势信号的过零处理期间内,通过对当前反馈的直流母线电压查表或计算得到母线电流的PI控制的指令电流控制功率,同时通过对当前反馈的电机转速查表或计算得到吸尘器堵孔时的电流补偿量,然后根据指令电流、电流补偿量和当前反馈的直流母线电流获取下一控制周期所需的占空比信号。
综上所述,根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制方法,在对电机进行恒功率控制的过程中,通过根据电机的当前转速获取直流母线电流的补偿量,然后根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制,从而能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
另外,本发明的实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质,通过执行上述的控制方法,能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
图5是根据本发明一个实施例的用于吸尘器的电机的控制装置的方框示意图。如图5所示,本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制装置包括:恒功率控制模块201、转速获取模块202、母线电流获取模块203、电流补偿模块204和转矩控制模块205。
其中,恒功率控制模块201用于对电机进行恒功率控制;转速获取模块202用于获取电机的当前转速;母线电流获取模块203用于获取电机的直流母线电流;电流补偿模块204用于根据电机的当前转速获取直流母线电流的补偿量;转矩控制模块205用于根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制。
根据本发明的一个实施例,如图5所示,转速获取模块202包括:端电压获取模块(图中未示出)、反电动势过零获取模块2021和转速估算模块2022,其中,端电压获取模块用于获取电机的端部电压;反电动势过零获取模块2021用于根据电机的端部电压获取电机的反电动势过零信号;转速估算模块2022用于根据前后两次电机的反电动势过零信号之间的时间差值获取电机的当前转速。
具体而言,端电压获取模块可通过采样电压互感器上的电压信号获取电机的端部电压Uu、Uv、Uw,然后将其送入反电动势过零获取模块2021中,以通过反电动势过零获取模块2021获取电机的反电动势过零信号(当端部电压变化到1/2Vdc的位置时,可用于代替反电动势过零),该过零信号可以通过外部中断的方式读取,其波形如图3所示;也可以通过软件定时中断的方式进行查询,其波形如图4所示。其中,需要说明的是,两种方式的过零读取处理都有一定的窗口时间,正常情况下,在非检测窗口期内,软件对反电动势的过零信号进行屏蔽,而在检测窗口期,接收过零信号,并在接收到有效的过零信号后,开始进行过零处理。
具体地,当经过处理的反电动势过零信号由负变为正时,由外部中断或者由软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理1,当反电动势经过一个周期再次过零时,由外部中断或者由软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理2,转速估算模块2022通过记录和比较过零时刻1和过零时刻2的时间即可计算出电机的当前转速,因此无需位置传感器即可实现对电机转速的获取。
根据本发明的一个实施例,电流补偿模块204根据电机的当前转速通过查表获得直流母线电流的补偿量。
具体而言,通过前述分析可知,在对电机进行恒功率控制的过程中,当吸入物堵塞吸尘器的风道时,电机的转速会增加,而在此条件下,通过继续增加电机的转矩以提高电机的转速可以提高吸尘器的吸入效率,因此,可通过电机转速增加后的差速进行电流补偿,以提高电机的转矩,进而提高吸尘器的吸入效率。
具体地,可预先将发生堵孔时电机的转速与未发生堵孔时电机的转速之间的转速差值划分为多个范围,其中每个范围对应有一个补偿量Δidc,如表1所示,然后根据实际获取的转速差值获取相应的补偿量Δidc。在实际应用过程中,可将上述表1进行程序化处理,以生成与实际的转速差值相关的一维数组,然后电流补偿模块204通过该数组可以快速查出与当前反馈的转速差值相应的直流母线电流的补偿量Δidc。由于采用查表的方式获得补偿量Δidc,所以可以避免生成补偿量Δidc的运算,能够节省计算时间。
根据本发明的另一个实施例,电流补偿模块204上述公式(1)获取直流母线电流的补偿量Δidc。
也就是说,在本发明的实施例中,电流补偿模块204不仅可以通过查表的方式获取直流母线电流的补偿量Δidc,还可以通过简单的计算获取直流母线电流的补偿量Δidc,其中,在采用计算方式时,不仅可以节省存储空间,而且可以实现对转矩的平滑补偿,使得控制更加稳定。而具体采用何种方式可根据实际需要来确定。
根据本发明的一个实施例,如图5所示,转矩控制模块205包括:电流偏差获取模块2051、电流调节模块2052和PWM控制模块2053,其中,电流偏差获取模块2051用于获取直流母线电流给定值与直流母线电流之间的电流差值,并将补偿量叠加至电流差值以获得第一电流;电流调节模块2052用于对第一电流进行PI调节以获得用于控制电机的占空比信号;PWM控制模块2053用于根据占空比信号对电机进行转矩补偿控制。
具体而言,如图5所示,在对电机进行控制的过程中,恒功率控制模块201可先根据恒功率控制策略获取电机的直流母线电流给定值idc *(具体后续会详细介绍),同时通过转速获取模块202获取电机的当前转速ω,并通过电流补偿模块204根据电机的当前转速ω获取直流母线电流的补偿量Δidc,以及通过母线电流获取模块203采样直流母线采样电阻上的电压信号,并将该电压信号转换为电流信号以获得直流母线电流idc。
然后,电流偏差获取模块2051计算直流母线电流给定值idc *与直流母线电流idc之间的电流差值,并将直流母线电流的补偿量Δidc叠加至电流差值上以获得第一电流,将该第一电流作为负反馈调整的误差量送入到电流调节模块2052(如PI调节器)中,通过电流调节模块2052调整输出控制脉冲宽度的信号,即占空比信号Duty,然后通过PWM控制模块2053根据占空比信号Duty输出驱动信号至三相桥,以对三相桥的开关管进行导通/关断控制,最终获得所需的电压提供给三相无刷直流电机。
因此,根据本发明实施例的电机的控制装置,在对电机进行恒功率控制的过程中,通过对直流母线电流进行补偿,进而实现对电机的转速补偿,能够有效避免在吸尘器堵孔时由于功率控制导致电流指令无法提高,进而影响吸入效率的问题,从而有效提高了吸尘器的吸入效率。另外,直流母线电流的检测以及电机的端部电压的检测在现有的电机控制中会使用,例如,直流母线电流用于电机的过流保护等,所以本发明并没有额外增加硬件成本,而且整个控制过程比较简单,因而使用较为廉价的MCU即可实现稳定的控制效果,降低了生产成本。此外,由于本发明通过检测的直流母线电流的方式进行PI控制,因而可以达到连续控制的效果,使得功率控制更加稳定,大大减少了功率的脉动;同时由于PI控制的引入,通过闭环负反馈的方式可以具有较宽的稳定带域特性,使得生产过程导致的电机参数变化对系统的影响非常低,简化了出厂调试的过程,提高了生产效率。
下面来详细描述如何实现对电机的恒功率控制。
根据本发明的一个实施例,如图6a-图6c所示,恒功率控制模块201包括:母线电压获取模块2011和电流给定模块2012,其中,母线电压获取模块2011用于获取电机的直流母线电压;电流给定模块2012用于根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值,以根据直流母线电流给定值对电机进行恒功率控制。
根据本发明的一个实施例,如图6a所示,电流给定模块2012根据直流母线电压和电机的功率给定值通过查表获得直流母线电流给定值。
具体而言,由于直流电源(如电池)的电压会随着时间的变化而逐渐下降,为了实现电机的恒功率控制,将直流母线电压Vdc作为一个反馈量参与到电机的控制中,具体可通过母线电压获取模块2011采样电阻分压电路上的电压信号获得直流母线电压Vdc,然后电流给定模块2012根据实时获得的直流母线电压Vdc和当前电机的功率给定值(实际所需功率)P*通过查表的方式获取电机的直流母线电流给定值idc *,然后根据该直流母线电流给定值idc *对电机进行控制。具体地,表2给出了直流母线电压Vdc和电机的功率给定值P*与直流母线电流给定值idc *之间的关系。
在实际应用过程中,可将上述表2进行程序化处理,以生成与实际的直流母线电压Vdc相关的二维数组,然后电流给定模块2012通过该数组可以快速查出与当前反馈的直流母线电压Vdc和功率给定值P*相对应的电流指令,以根据该电流指令对电机进行电流控制,具体如图6a所示。由于采用查表的方式获得电流指令,所以避免了生成电流指令的除法运算,节省了计算时间。
根据本发明的另一个实施例,如图6b所示,电流给定模块2012包括:第一功率获取模块20121、第一功率偏差获取模块20122和第一功率调节模块20123,其中,第一功率获取模块20121用于获取当前控制周期中电机的直流母线电流给定值,并根据直流母线电压和当前控制周期中电机的直流母线电流给定值获取电机的当前功率;第一功率偏差获取模块20122用于获取电机的功率给定值与当前功率之间的功率差值;第一功率调节模块20123用于对功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值。
具体而言,如图6b所示,可通过母线电压获取模块2011采样电阻分压电路上的电压信号以获得直流母线电压Vdc,在获取到直流母线电压Vdc后,第一功率获取模块20121(如乘法器)将该直流母线电压Vdc与当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc *相乘以获得电机的当前功率P,然后第一功率偏差获取模块20122(如减法器)计算电机的功率给定值P*与当前功率P之间的功率差值△P,第一功率调节模块20123(如PI调节器)对该功率差值△P进行PI调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1 *,然后根据该直流母线电流给定值idc+1 *对电机进行控制。
根据本发明的又一个实施例,如图6c所示,电流给定模块2012包括:第一滤波处理模块20124、第二功率获取模块20125、第二功率偏差获取模块20126和第二功率调节模块20128,其中,第一滤波处理模块20124用于对直流母线电流进行低通滤波处理;第二功率获取模块20125用于根据低通滤波处理后的直流母线电流和直流母线电压获取电机的当前功率;第二功率偏差获取模块20126用于获取电机的功率给定值与当前功率之间的功率差值;第二功率调节模块20127用于对功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值。
具体而言,如图6c所示,母线电流获取模块202通过采样直流母线采样电阻上的电压信号,并将该电压信号转换为电流信号以获得直流母线电流idc,在获取到直流母线电流idc后,第一滤波处理模块20124(如LPF滤波器)对该直流母线电流idc进行低通滤波处理,然后第二功率获取模块20125(如乘法器)将低通滤波处理后的直流母线电流与获取到的直流母线电压Vdc相乘以获得电机的当前功率P,第二功率偏差获取模块20126(如减法器)计算电机的功率给定值P*与当前功率P之间的功率差值△P,第二功率调节模块20127(如PI调节器)对该功率差值△P进行PI调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1 *,然后根据该直流母线电流给定值idc+1 *对电机进行控制。
也就是说,在本发明的实施例中,不仅可以通过查表的方式获取电机恒功率控制时的直流母线电流给定值,也可以通过简单的计算获取电机恒功率控制时的直流母线电流给定值,其中,当采用计算方式时,由于不同的机种之间采用的控制方式一致,因而无需对软件进行修改即可实现对不同机种的控制,通用性强。而具体采用何种方式可根据实际需要来确定。
根据本发明的一个实施例,如图6a-图6c所示,电流给定模块2012还包括:第二滤波处理模块20128,用于对直流母线电压进行低通滤波处理。
也就是说,在采样获得直流母线电压Vdc之后,可先通过第二滤波处理模块20128(如LPF滤波器)对直流母线电压Vdc进行低通滤波处理,如图6a-图6c所示,然后再根据低通滤波处理后的直流母线电压Vdc *和功率给定值P*获取直流母线电流给定值idc *,这样可以使得功率控制更加稳定,减少了功率的脉动。
因此,根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制装置,能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率,而且整个控制过程简单可靠,功率的脉动小。
进一步地,根据本发明的一个实施例,转矩控制模块205还用于在反电动势过零获取模块2021获取到电机的反电动势过零信号时,控制电机进行换向,并在换向完成后获取用于控制电机的占空比信号。
也就是说,在反电动势过零获取模块2021通过前述两种方式(包括外部中断方式或者由软件定时器查询方式)中的任意一种方式获得电机的反电动势过零信号后,转矩控制模块205开始进行过零处理和相应的PWM输出。具体地,当经过处理的反电动势过零信号由负变为正时,由外部中断或者由软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理,在过零处理的过程中,转矩控制模块205控制电机进行换向和PWM输出,并在换向完成后根据检测的直流母线电压和直流母线电流获取下一控制周期所需的占空比信号。由于换向完成后,距离下一次换向还有60°的时间,所以有足够的时间完成恒功率控制所需的直流母线电流给定值、直流母线电流补偿量以及电流环的控制运算。
因此,在反电动势信号的过零处理期间内,通过对当前反馈的直流母线电压查表或计算得到母线电流的PI控制的指令电流控制功率,同时通过对当前反馈的电机转速查表或计算得到吸尘器堵孔时的电流补偿量,然后根据指令电流、电流补偿量和当前反馈的直流母线电流获取下一控制周期所需的占空比信号。
需要说明的是,本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制装置中未披露的细节,请参照本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制方法中所披露的细节,具体这里就不再详述。
根据本发明实施例的用于吸尘器的电机的控制装置,通过恒功率控制模块对电机进行恒功率控制,并在对电机进行恒功率控制的过程中,通过电流补偿模块根据电机的当前转速获取直流母线电流的补偿量,并通过转矩控制模块根据补偿量、直流母线电流和电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对电机进行转矩补偿控制,从而能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
另外,本发明的实施例还提出了一种电机,其包括上述的控制装置。其中,电机可以为三相无刷直流电机。
根据本发明实施例的电机,通过上述的控制装置,能够在不增加硬件成本的条件下有效提高吸尘器在堵孔运行时的吸入效率。
此外,本发明的实施例还提出了一种吸尘器,其包括上述的电机。
根据本发明实施例的吸尘器,通过上述的电机,能够有效提高堵孔运行时的吸入效率。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
另外,在本发明的描述中,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (26)
1.一种用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
对所述电机进行恒功率控制;
在对所述电机进行恒功率控制的过程中,获取所述电机的当前转速和所述电机的直流母线电流;
根据所述电机的当前转速获取所述直流母线电流的补偿量;
根据所述补偿量、所述直流母线电流和所述电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对所述电机进行转矩补偿控制。
2.根据权利要求1所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,所述获取所述电机的当前转速,包括:
获取所述电机的端部电压;
根据所述电机的端部电压获取所述电机的反电动势过零信号;
根据前后两次所述电机的反电动势过零信号之间的时间差值获取所述电机的当前转速。
3.根据权利要求1或2所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,根据所述电机的当前转速通过查表获得所述直流母线电流的补偿量。
4.根据权利要求1或2所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,通过以下公式获取所述直流母线电流的补偿量:
Δidc=Kf×(ω-ωb),
其中,Δidc为所述直流母线电流的补偿量,Kf为补偿因子,ω为所述电机的当前转速,ωb为所述吸尘器未发生堵孔时的转速基准值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述补偿量、所述直流母线电流和所述电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对所述电机进行转矩补偿控制,包括:
获取所述直流母线电流给定值与所述直流母线电流之间的电流差值,并将所述补偿量叠加至所述电流差值以获得第一电流;
对所述第一电流进行PI调节以获得用于控制所述电机的占空比信号,以根据所述占空比信号对所述电机进行转矩补偿控制。
6.根据权利要求1所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,所述对所述电机进行恒功率控制,包括:
获取所述电机的直流母线电压;
根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,以根据所述直流母线电流给定值对所述电机进行恒功率控制。
7.根据权利要求6所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值通过查表获得所述直流母线电流给定值。
8.根据权利要求6所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,包括:
获取当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值;
根据所述直流母线电压和所述当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值获取所述电机的当前功率;
获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;
对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
9.根据权利要求6所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,包括:
对所述直流母线电流进行低通滤波处理,并根据低通滤波处理后的直流母线电流和所述直流母线电压获取所述电机的当前功率;
获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;
对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,在根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值时,还对所述直流母线电压进行低通滤波处理。
11.根据权利要求2所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,还包括:在获取到所述电机的反电动势过零信号时,控制所述电机进行换向,并在换向完成后获取用于控制所述电机的占空比信号。
12.一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一项所述的方法。
13.一种用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,包括:
恒功率控制模块,用于对所述电机进行恒功率控制;
转速获取模块,用于获取所述电机的当前转速;
母线电流获取模块,用于获取所述电机的直流母线电流;
电流补偿模块,用于根据所述电机的当前转速获取所述直流母线电流的补偿量;
转矩控制模块,用于根据所述补偿量、所述直流母线电流和所述电机恒功率运行时的直流母线电流给定值对所述电机进行转矩补偿控制。
14.根据权利要求13所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述转速获取模块包括:
端电压获取模块,用于获取所述电机的端部电压;
反电动势过零获取模块,用于根据所述电机的端部电压获取所述电机的反电动势过零信号;
转速估算模块,用于根据前后两次所述电机的反电动势过零信号之间的时间差值获取所述电机的当前转速。
15.根据权利要求13或14所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述电流补偿模块根据所述电机的当前转速通过查表获得所述直流母线电流的补偿量。
16.根据权利要求13或14所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述电流补偿模块通过以下公式获取所述直流母线电流的补偿量:
Δidc=Kf×(ω-ωb),
其中,Δidc为所述直流母线电流的补偿量,Kf为补偿因子,ω为所述电机的当前转速,ωb为所述吸尘器未发生堵孔时的转速基准值。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述转矩控制模块包括:
电流偏差获取模块,用于获取所述直流母线电流给定值与所述直流母线电流之间的电流差值,并将所述补偿量叠加至所述电流差值以获得第一电流;
电流调节模块,用于对所述第一电流进行PI调节以获得用于控制所述电机的占空比信号;
PWM控制模块,用于根据所述占空比信号对所述电机进行转矩补偿控制。
18.根据权利要求13所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述恒功率控制模块包括:
母线电压获取模块,用于获取所述电机的直流母线电压;
电流给定模块,用于根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值,以根据所述直流母线电流给定值对所述电机进行恒功率控制。
19.根据权利要求18所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述电流给定模块根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值通过查表获得所述直流母线电流给定值。
20.根据权利要求18所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述电流给定模块包括:
第一功率获取模块,用于获取当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值,并根据所述直流母线电压和所述当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值获取所述电机的当前功率;
第一功率偏差获取模块,用于获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;
第一功率调节模块,用于对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
21.根据权利要求18所述的用于吸尘器的电机的控制方法,其特征在于,所述电流给定模块包括:
第一滤波处理模块,用于对所述直流母线电流进行低通滤波处理;
第二功率获取模块,用于根据低通滤波处理后的直流母线电流和所述直流母线电压获取所述电机的当前功率;
第二功率偏差获取模块,用于获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值;
第二功率调节模块,用于对所述功率差值进行PI调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
22.根据权利要求18-21中任一项所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述电流给定模块还包括:
第二滤波处理模块,用于对所述直流母线电压进行低通滤波处理。
23.根据权利要求14所述的用于吸尘器的电机的控制装置,其特征在于,所述转矩控制模块还用于在所述反电动势过零获取模块获取到所述电机的反电动势过零信号时,控制所述电机进行换向,并在换向完成后获取用于控制所述电机的占空比信号。
24.一种电机,其特征在于,包括如权利要求13-23中任一项所述的控制装置。
25.如权利要求24所述的电机,其特征在于,所述电机为三相无刷直流电机。
26.一种吸尘器,其特征在于,包括如权利要求24-25中任一项所述的电机。
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