CN107565860B - 一种豆浆机的电机启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种豆浆机的电机启动方法，该方法包括：根据预设的第一存储模块内存储的启动参数控制电机启动；其中启动参数是根据存储在预设的第二存储模块内的电机型号参数获得的；在电机启动过程中实时检测电机电流I，并根据电机电流I调整电机启动参数。

Description

一种豆浆机的电机启动方法

技术领域

本发明实施例涉及烹饪设备控制技术，尤指一种豆浆机的电机启动方法。

背景技术

目前市场上的豆浆机都使用电机对物料进行粉碎，而为了解决电机启动电流大、噪音高等问题，目前市场上电机均使用降电压启动。

因为掉波控制电机存在抖动风险，所以降压启动主要是斩波控制方式，交流控制控制波形如图1所示，交流半波周期为π，阴影部分为导通部分。斩波控制的方法驱动电机，通过逐步减小电机斩波角α，增加电机两端的电压，使电机转速慢慢升高，实现电机平滑启动，降低启动电流和噪音。

但是这种方法存在以下问题：

1)电机斩波启动控制方法电机启动瞬间初始斩波角大，加在电机两端的电压低，电机转速低，转矩小，因此电机很容易因为物料过多而出现启动瞬间堵转的问题，尤其是电机冷态启动时，启动电流更大，存在烧毁保险管或电机的风险；

2)电机斩波启动控制方法电机启动参数均是固化在存储模块内部，在电机启动过程中如果电机出现空转或转速不稳等问题，无法有效解决，导致电机启动噪音大；

3)电机斩波启动控制方法为了降低电机启动噪音，电机启动过程中缓慢增加电机两端电压，导致电机启动时间长，增加了电机工作时间和机器周期；

4)电机斩波启动控制方法根据固化在存储模块内部的电机启动参数启动电机，当电机启动过程中出现电机短路、断路或启动电流过大等异常时无法及时保护电机和保险管；

5)电机斩波启动控制方法程序兼容性不足，单一程序仅适用一种电机，不同电机需要重新设计程序，增加了产品开发周期和成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种豆浆机的电机启动方法，能够解决电机启动过程中的异常堵转和转矩过小问题，保证了电机安全启动；并且能够当电机启动噪音大或启动电流较大时，自动降噪，降低电机启动电流；并且在电机启动噪音很低时，自动加快启动电机，减少电机运行时间，降低制浆周期；还能够解决电机运行过程中的空打问题，提升用户体验。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

一种豆浆机的电机启动方法，该方法包括：

根据预设的第一存储模块内存储的启动参数控制电机启动；其中启动参数是根据存储在预设的第二存储模块内的电机型号参数获得的；

在电机启动过程中实时检测电机电流I，并根据电机电流I调整电机启动参数。

可选地，电机启动参数包括：电机启动总步数n、电机每步斩波角α、电机每步持续时间t以及电机每步电流阈值IO；

其中，n步启动步数中的每一步分别对应不同的斩波角α，斩波角α随步数增加而减小；

n步启动步数中的每一步分别对应不同的电流阈值IO，电流阈值IO随步数增加而增大；

n步启动步数中的每一步分别对应不同的持续时间t，持续时间t随步数增加而增长；

任意的第S步对应的斩波角为α_s，对应的持续时间为t_s以及对应的电流阈值为IO_s。

可选地，根据电机电流调整电机启动参数包括：

当在任意的第S步检测出电机电流I_s大于或等于预设的第一电流阈值时，将预设的第一计数器加1，并进入下一步启动，增加电机两端的电压；

当检测出电机电流I_s小于第一电流阈值，大于或等于预设的第二电流阈值时，将预设的第二计数器加1，根据第二计数器的当前数值调整电机启动参数；

当检测出电机电流I_s小于或等于预设的第三电流阈值时，将预设的第三计数器加1，根据第三计数器的当前数值调整所述电机启动参数；

当检测出电机电流I_s小于或等于预设的第四电流阈值时，确定电机未启动，并进行故障报警；

其中，第三电流阈值小于第二电流阈值；第四电流阈值小于第三电流阈值。

可选地，根据第二计数器的当前数值调整所述电机启动参数包括：

当第二计数器的当前数值小于预设的第一计数阈值时，增加电机每步持续时间t_s；

当第二计数器的当前数值大于或等于第一计数阈值时，或者，当第二计数器的当前数值小于预设的第一计数阈值时，增加电机每步持续时间t_s后，电机电流I_s仍大于或等于第二电流阈值时，增加电机启动总步数n，并减小电机每步持续时间t_s。

可选地，该方法还包括：

在增加电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角和每步持续时间：

其中，K表示电机运行至第S步时增加K步启动步数，在增加启动步数后电机还需(n+k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角；t表示剩余电机启动步数中每步持续时间。

可选地，根据第三计数器的当前数值调整电机启动参数包括：

当第三计数器的当前数值小于预设的第二计数阈值时，减少电机每步持续时间t_s；

当第三计数器的当前数值大于或等于第二计数阈值时，或者，当第三计数器的当前数值小于预设的第二计数阈值时，减小电机每步持续时间t_s后，电机电流I_s仍小于或等于所述第三电流阈值时，减小电机启动总步数n，保持电机每步持续时间t_s不变。

可选地，该方法还包括：

在减少电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角：

其中，K表示电机运行至第S步时减少K步启动步数，在减少启动步数后电机还需(n-k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角。

可选地，电机型号参数包括：电机额定电压U_e、频率f、额定转速N_e、最低转速N_min以及电机额定负载功率P_e；

该方法还包括：根据电机型号参数确定电机启动总步数n；

根据电机型号参数确定电机启动总步数n包括：

根据额定转速N_e确定电机的最高转速N_max，其中N_max＝N_e；

根据最高转速N_max与最低转速N_min之间的转速差值确定转速档位m以及第i档的档位转速N_i，其中，1≤i≤m；

根据各档位转速N_i确定对应档位的目标斩波角α_i；

根据各档位转速N_i的斩波角α_i、电机最小转速档位对应的斩波角α_m以及预设的电机步进增加的最小电压单位值

确定各转速档位的总启动步数

其中n_m＝0。

可选地，该方法还包括：根据交流电压峰值确定电机步进增加的最小电压单位值

可选地，根据交流电压峰值确定电机步进增加的最小电压单位值

包括：

将50HZ的交流电压峰值的5ms处至5.1ms处的交流电压作为电机步进增加的最小电压单位值

将60HZ的交流电压峰值的4.1ms处至4.2ms处的交流电压作为电机步进增加的最小电压单位值

本发明实施例的有益效果包括：

1、本发明实施例根据预设的第一存储模块内存储的启动参数控制电机启动；其中启动参数是根据存储在预设的第二存储模块内的电机型号参数获得的；在电机启动过程中实时检测电机电流I，并根据电机电流I调整电机启动参数。该实施例方案通过在电机启动过程中实时检测电机电流，并根据电流值对电机启动步数、时间和斩波角等电机启动参数进行调整，不仅解决了电机启动过程中的异常堵转和转矩过小问题，保证了电机安全启动；而且当电机启动噪音大或启动电流较大时，自动降噪，降低电机启动电流；并且在电机启动噪音很低时，自动加快启动电机，减少电机运行时间，降低制浆周期，解决了电机运行过程中的空打问题，提升了用户体验。

2、本发明实施例在增加电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角和每步持续时间：

其中，K表示电机运行至第S步时增加K步启动步数，在增加启动步数后电机还需(n+k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角；t表示剩余电机启动步数中每步持续时间。通过该实施例方案，可以保证电机启动每步步进增加的电压相同；并且电机启动步数虽然增加了，但电机剩余的总启动时间不变。

3、本发明实施例在减少电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角：

其中，K表示电机运行至第S步时减少K步启动步数，在减少启动步数后电机还需(n-k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角。通过该实施例方案，同样可以保证电机启动每步步进增加的电压相同。

4、本发明实施例根据电机型号参数确定电机启动总步数n，使得只要在第二存储模块内存入特定的电机型号参数，即可根据该电机型号参数自动计算该电机的启动步数n，通用性更强，提升了方案的兼容性并降低了开发成本，解决了目前电机斩波启动控制方式存在的兼容性不足而导致的产品开发周期长、成本高的问题。

5、本发明实施例根据交流电压峰值确定电机步进增加的最小电压单位值

由于交流电压峰值处同样的斩波角对应的电压是最大的，该实施例方案可以避免当

过小时，在交流半波峰值处步进的斩波角过小，过零检测电路精度无法实现，提升了方案的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明实施例做进一步的说明：

图1为目前的斩波控制示意图；

图2为本发明实施例的豆浆机的电机启动方法流程图；

图3为本发明实施例的电机启动参数关系示意图；

图4为本发明实施例的豆浆机的电机启动方法示意图；

图5为本发明实施例的计算电机启动总步数n时的斩波角示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

一种豆浆机的电机启动方法，如图2所示，该方法可以包括S101-S102：

S101、根据预设的第一存储模块内存储的启动参数控制电机启动；其中启动参数是根据存储在预设的第二存储模块内的电机型号参数获得的。

在本发明实施例中，可以预先设计两个存储模块，即上述的第一存储模块和第二存储模块；其中，第二存储模块内部存储本机型所用的电机型号参数；第一存储模块内部存储电机启动参数。主控单元MCU可以根据第二存储模块内存储的电机型号参数自动计算电机启动参数，将计算出的电机启动参数存储在第一存储模块内部，并根据该电机启动参数控制电机启动。

可选地，电机启动参数包括：电机启动总步数n、电机每步斩波角α、电机每步持续时间t以及电机每步电流阈值IO；

其中，n步启动步数中的每一步分别对应不同的斩波角α，斩波角α随步数增加而减小；

n步启动步数中的每一步分别对应不同的电流阈值IO，电流阈值IO随步数增加而增大；

n步启动步数中的每一步分别对应不同的持续时间t，持续时间t随步数增加而增长；

任意的第S步对应的斩波角为α_s，对应的持续时间为t_s以及对应的电流阈值为IO_s。

在本发明实施例中，如图3所示，电机启动可以分n步，随着步数增加，电机转速越来越快。每步的斩波角分别为α₁，α₂……α_n，随着步数增加，斩波角越来越小，电机的导通电压随之越来越大。每步的持续时间可以分别为t₁，t₂……t_n。每步的电流阈值分别为IO₁，IO₂……IO_n，随着电机转速越来越快，电流阈值越来越大。

S102、在电机启动过程中实时检测电机电流I，并根据电机电流I调整电机启动参数。

可选地，如图4所示，根据电机电流调整电机启动参数可以包括四种情况：

情况一、当在任意的第S步检测出电机电流I_s大于或等于预设的第一电流阈值时，将预设的第一计数器加1，并进入下一步启动，增加电机两端的电压；

在本发明实施例中，电机启动瞬间初始启动步数S＝1，初始斩波角α＝α1，每步运行对应的时间t_s后，进入下一步，直至电机启动。在电机启动过程中，每步可以预先设置有电流阈值IO_s，并实时检测当前电机电流I_s。

可选地，第一电流阈值可以包括：电流阈值IO_s的1.5-2.0倍；可以选择第一电流阈值为电流阈值IO_s的1.8倍。

在本发明实施例中，当电机实时电流I_s大于该步电流阈值IO_s的1.8倍时，认为当前电机堵转或电机转矩过小，不能启动，此时电机启动异常计数cnt1(即上述的第一计数器)加1，并直接进入下一步，加大电机两端电压继续启动电机。如果电机经过x次增加电压后依然启动电流超标，则可以直接报警提示电机启动异常。该x的具体数值可以根据不同的应用场景自行定义，对于其数值不做限制。

情况二、当检测出电机电流I_s小于第一电流阈值，大于或等于预设的第二电流阈值时，将预设的第二计数器加1，根据第二计数器的当前数值调整电机启动参数。

可选地，第二电流阈值可以包括：电流阈值IO_s的1.0-1.4倍；可以选择第一电流阈值为电流阈值IO_s的1.3倍。

在本发明实施例中，当电机实时电流I_s大于该步电流阈值IO_s的1.3倍时，电机启动异常计数cnt2(即上述的第二计数器)加1，认为当前电机负载大，可以对电机启动参数进行调整，具体可以根据第二计数器cnt2的当前数值调整电机启动参数。

可选地，根据第二计数器的当前数值调整所述电机启动参数可以包括：

当第二计数器的当前数值小于预设的第一计数阈值时，增加电机每步持续时间t_s；

当第二计数器的当前数值大于或等于第一计数阈值时，或者，当第二计数器的当前数值小于预设的第一计数阈值时，增加电机每步持续时间t_s后，电机电流I_s仍大于或等于第二电流阈值时，增加电机启动总步数n，并减小电机每步持续时间t_s。

可选地，第一计数阈值可以包括：3～5次；

电机每步持续时间增加的时间可以包括：原持续时间t_s的0.2～0.4倍；即t_s＝1.2～1.4t_s；

电机启动总步数增加的步数可以包括：10～20步。

在本发明实施例中，如果增加电机每步运行时间t_s后，电机启动电流依然较大，或者电机启动异常计数cnt2大于或等于第一计数阈值y时，说明单纯增加电机启动每步运行时间无法有效降低电机启动噪音和电流，此时可以增加电机启动步数n，同时减少电机启动每步运行时间t_s。

在本发明实施例中，电机启动步数n增加方法为在电机现有剩余启动步数的基础上，增加10～20步，启动步数增加后，需保证电机启动每步步进增加的导通电压有效值相等，确保电机启动平稳。同时，保证电机启动步数增加后，电机的启动时间不变。因此，增加启动步数后每步的斩波角α及每步运行时间t_s可以依据下述的计算方法获得。

可选地，该方法还可以包括：

在增加电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角和每步持续时间：

其中，K表示电机运行至第S步时增加K步启动步数，在增加启动步数后电机还需(n+k-_s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角；t表示剩余电机启动步数中每步持续时间。

在本发明实施例中，比如电机运行至第s步时增加k步启动步数，则增加启动步数后电机还需(n+k-s)步启动完成；第s+1步的斩波角满足

计算可得

则根据该等式可以依次计算出剩余步数每步的斩波角。该等式的原理即将剩余正弦电压波形平均，从而可以保证电机启动每步步进增加的电压相同；剩余电机启动步数每步运行时间

使得电机启动步数虽然增加了，但电机剩余的总启动时间不变。

情况三、当检测出电机电流I_s小于或等于预设的第三电流阈值时，将预设的第三计数器加1，根据第三计数器的当前数值调整所述电机启动参数。

可选地，第三电流阈值可以包括：电流阈值IO_s的0.5-1.0倍；可以选择第三电流阈值为电流阈值IO_s的0.7倍。

在本发明实施例中，当电机实时电流I_s小于该步电流阈值IO_s的0.7倍时，电机启动异常计数cnt3(即上述的第三计数器)加1，认为当前电机负载小，噪音低，或者是电机存在空转，为了防止电机空转并且在低噪音低负载时加快电机启动，节省电机启动时间，可以对电机启动参数进行调整，具体可以根据第三计数器的当前数值调整电机启动参数。

可选地，根据第三计数器的当前数值调整电机启动参数可以包括：

当第三计数器的当前数值小于预设的第二计数阈值时，减少电机每步持续时间t_s；

当第三计数器的当前数值大于或等于第二计数阈值时，或者，当第三计数器的当前数值小于预设的第二计数阈值时，减小电机每步持续时间t_s后，电机电流I_s仍小于或等于所述第三电流阈值时，减小电机启动总步数n，保持电机每步持续时间t_s不变。

可选地，第二计数阈值可以包括：1～3次；

电机每步持续时间减少的时间可以包括：原持续时间t_s的0.3～0.6倍；具体地，可以选择原持续时间t_s的0.5倍；

电机启动总步数减少的步数包括：剩余步数的1/4～1/3步。

在本发明实施例中，当电机启动异常计数cnt3小于第二计数阈值z时，可以减少电机本步运行时间t_s，以减少电机空打概率，加快电机启动。异常计数的限值z可以优选1～2次，防止电机多次减少运行时间过短，启动不平稳。

在本发明实施例中，如果减少电机每步运行时间t_s后，电机启动电流依然小，或者当电机启动异常计数cnt3大于或等于z时，说明单纯减少电机启动每步运行时间无法有效消除空打，且电机启动噪音和电流依旧很低，此时可以减少电机启动步数n，并保持每步运行时间t_s不变，以加快电机启动。

在本发明实施例中，电机启动步数减少方法是在电机现有剩余启动步数的基础上，减少剩余步数的1/4～1/3步，具体地，减少启动步数后每步的斩波角α可以通过下述方法计算。

可选地，该方法还可以包括：

在减少电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角：

其中，K表示电机运行至第S步时减少K步启动步数，在减少启动步数后电机还需(n-k-_s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角。

在本发明实施例中，比如电机运行至第s步时减少k步启动步数，则减少启动步数后电机还需(n-k-s)步启动完成；第s+1步的斩波点满足

计算可得

剩余步数每步的斩波角可以依次根据上述等式计算出来。本等式的原理即将剩余正弦电压波形平均，从而保证了电机启动每步步进增加的电压相同。

情况四、当检测出电机电流I_s小于或等于预设的第四电流阈值时，确定电机未启动，并进行故障报警；

其中，第三电流阈值小于第二电流阈值；第四电流阈值小于第三电流阈值。

可选地，第四电流阈值可以包括：电流阈值IO_s的0.1-0.4倍；可以选择第四电流阈值为电流阈值IO_s的0.2倍。

在本发明实施例中，当电机实时电流I_s小于该步电流阈值IO_s的0.2倍时，可以认为电机未启动，电机绕组断路或线路故障，并直接报警提示异常。

在本发明实施例中，根据上述方案，电机经过n步，达到目标斩波点αn，则电机启动完成。

在本发明实施例中，上述实施例技术方案通过在电机启动过程中实时检测电机电流，并根据电流值对电机启动步数、时间和斩波角进行调整，不仅解决电机启动过程中的异常堵转和转矩过小问题，保证了电机安全启动；而且当电机启动噪音大或启动电流较大时，可以自动降噪，降低电机启动电流；并且在电机启动噪音很低时，自动加快启动电机，减少电机运行时间，降低制浆周期，解决了电机运行过程中的空打问题，提升了用户体验。

实施例二

该实施例在实施例一的基础上给出了根据第二存储模块内部的电机型号参数计算电机运行总步数n的详细实施例。

可选地，第二存储模块内部存储的电机型号参数可以包括：电机额定电压Ue、频率f、额定转速Ne、最低转速N_min以及电机额定负载功率Pe。

在本发明实施例中，电机转速与电压成正比，电机启动基本方法就是缓慢增加电机两端的电压，直至转速达到目标转速。那么已知电机转速即可知道电机两端对应的有效电压，同时已知电机启动增加电压的最小单位值，那么就可计算出电机需增加多少次电压完成启动，该多少次即电机启动步数。因此该方法还包括：根据电机型号参数确定电机启动总步数n，具体可以通过下述方案实现。

可选地，根据电机型号参数确定电机启动总步数n可以包括S201-S204：

S201、根据额定转速Ne确定电机的最高转速N_max，其中N_max＝Ne。

在本发明实施例中，也可以根据电机在额定负载时斩波角在交流半波9ms～9.5ms(50Hz交流电)处对应的转速确定最低转速N_min。

S202、根据最高转速N_max与最低转速N_min之间的转速差值确定转速档位m以及第i档的档位转速Ni，其中，1≤i≤m。

S203、根据各档位转速N_i确定对应档位的目标斩波角α_i。

在本发明实施例中，确定出转速档位m和各档位转速N_i后，可以根据各档位转速N_i确定对应档位的目标斩波角α_i。

S204、根据各档位转速N_i的斩波角α_i、电机最小转速档位对应的斩波角αm以及预设的电机步进增加的最小电压单位值

确定各转速档位的总启动步数

其中n_m＝0，即电机最低档位运行时直接启动。

可选地，该方法还可以包括：根据交流电压峰值确定电机步进增加的最小电压单位值

在本发明实施例中，将电机启动过程中电机两端增加的电压有效值按最小电压单位值

分配，电机两端的启动瞬间电压和启动完成后电压有效值差值即

在本发明实施例中，例如电机额定转速N_e，电机最高档位即N_e，电机最低档位即额定负载时斩波角在交流半波9ms～9.5ms(50Hz交流电)处时对应的转速N_min，将该电机以ΔN＝500rpm～1000rpm转速差分为m档，即N_m＝N_min，N_m-1＝N_min+ΔN.......N₁＝N_e。各档位电机运行目标斩波角α_i(1≤i≤m)，即电机在额定负载下转速为N_i时对应的斩波角α_i满足

因为电机转速在负载一定时与电压是线性关系，所以转速比与对应斩波角的电压比值相等，计算出

各档位电机启动总步数

在本发明实施例中，如图5所示，阴影部分可以分别为

和

本等式的原理即将电机启动斩波角α_m至目标斩波角α_i之间的交流电压有效值，除以步进增加的最小电压单位值

计算出电机启动总步数n。

在本发明实施例中，只要在第二存储模块内部存入特定的电机参数，MCU即可根据电机参数自动计算该电机启动步数n，通用性更强，提升了方案的兼容性并降低开发成本，解决了现有电机斩波启动控制方式电机启动兼容性不足导致产品开发周期长，成本高的问题。

实施例三

该实施例在实施例二的基础上给出了计算电机步进增加的最小电压单位值

的实施例。

可选地，根据交流电压峰值确定电机步进增加的最小电压单位值

包括：

将50HZ的交流电压峰值的5ms处至5.1ms处的交流电压作为电机步进增加的最小电压单位值

将60HZ的交流电压峰值的4.1ms处至4.2ms处的交流电压作为电机步进增加的最小电压单位值

在本发明实施例中，对于同样的斩波角来说，交流电压峰值处对应的电压是最大的，该实施例方案可以避免当

过小时，在交流半波峰值处步进的斩波角过小，过零检测电路精度无法实现，提升方案可靠性。

在本发明实施例中，例如交流半波周期为10ms，电压220V，在交流半波5ms处的瞬时电压最高，为311V，此时斩波角步进0.1ms对应的电压最大；在交流半波0ms时电压最低，为0V，此时斩波角步进0.1ms对应的电压最小。

在本发明实施例中，如果

设置的过小，则会导致在交流半波0ms处步进0.1ms斩波角对应的电压，在交流半波5ms处斩波角仅需步进0.01ms即可达到对应的电压，但是一般的过零检测精度是无法达到0.01ms的。本发明实施例方案解决了这一问题。

实施例四

该实施例在实施例二的基础上给出了根据电机转速和电机运行总步数n计算电机每步运行斩波角α的详细实施例。

在本发明实施例中，交流电每个斩波角对应一个电压有效值，而且电机转速与电机两端电压成正比，那么已知电机转速即可计算出电机两端的有效电压，根据电机两端的有效电压就可以计算出电压对应的斩波角。

在本发明实施例中，如果各档位电机转速为N_i、电机的目标运行斩波角为α_i、电机运行总步数为n_i，则电机第s步运行的斩波角

其中当s＝0时，α₁＝α_m。即电机启动时从电机最低档位对应的斩波角α_m开始，然后电压每步增加最小电压单位值

电机的斩波角随着启动步数的增加而减小。

在本发明实施例中，因为电机运行总步数n和电机每档转速可以根据第二存储模块内部的电机型号参数计算得到，那么只要根据第二存储模块内部的电机型号参数，也可以自动计算出电机每步运行的斩波角α，进一步提升了程序对不同电机的兼容性，解决了现有电机斩波启动控制方式电机启动兼容性不足导致产品开发周期长，成本高的问题。

实施例五

该实施例在实施例二的基础上给出了根据电机转速档位确定电机每步运行时间t的实施例。

可选地，该方法还包括：电机每步持续时间t根据下述等式获得：

其中，T_e为电机以最高转速N_max启动所需的总时间，n_e为电机以额定转速N_e启动时总启动步数，n_x为电机以当前电机转速N_x启动时总启动步数。

在本发明实施例中，电机转速越高，电机的启动时间越长，二者是正比关系。那么已知电机转速即可计算出电机启动的总时间T_e；而电机启动时，为保证电机平稳启动，每步运行时间t相同，那么已知电机启动步数n，即可计算出电机每步的运行时间t。

在本发明实施例中，电机以最高转速启动所需的总时间T_e可以根据电机的额定转速N_e确定，可以优选

即1000RPM对应启动时间1s。电机各档位每步运行时间

其中n_e为电机额定转速N_e时总启动步数，n_x为当前电机转速档位对应的总启动步数。

在本发明实施例中，根据该实施例方案只要根据第二存储模块内部的电机型号参数，便可以自动计算出电机最高转速运行所需总时间T_e，电机最高转速为N_e时总启动步数n_e，以及电机转速为N_i时的启动步数n_i，进而自动计算出电机每步运行的斩波角α，进一步提升了程序对不同电机的兼容性，解决l了现有电机斩波启动控制方式电机启动兼容性不足导致产品开发周期长，成本高的问题。

实施例六

该实施例在实施例二的基础上给出了根据电机额定负载功率P_e及电机每步运行斩波角α确定电机每步电流阈值IO_s的实施例。

在本发明实施例中，当负载一定时，电机的电流与电机两端的电压成正比关系，并且不同的电压之间的比值等于不同电压对应的电流的比值。如果已知电机在额定负载和额定电压下的电流，以及电机当前电压，就可以计算出电机当前电压与额定电压的比值，那么就可以根据电机当前电压与额定电压的比值，计算出电机在电机当前电压下的电流值。同理，可以计算出电机在不同电压下的电流值。

在本发明实施例中，如果已知电机额定功率为P_e，即当交流半波全开时，电机在额定负载下的功率为P_e，对应的额定电流为I_e。电机各档位转速启动时，每步的运行的斩波角α已经确定，那么电机各转速档位启动时，电机每步电流阈值

即根据电机启动过程中当前导通交流半波与整个交流半波的有效面积比值和交流半波完全导通时电机的额定电流I_e确定，当前电机每步电流阈值I。

在本发明实施例中，只要根据第二存储模块内部的电机参数，就可以自动计算出电机每步电流阈值I，进一步提升了程序对不同电机的兼容性，解决了现有电机斩波启动控制方式因电机启动兼容性不足导致的产品开发周期长和成本高的问题。

本发明实施例的有益效果可以包括：

1、本发明实施例根据预设的第一存储模块内存储的启动参数控制电机启动；其中启动参数是根据存储在预设的第二存储模块内的电机型号参数获得的；在电机启动过程中实时检测电机电流I，并根据电机电流I调整电机启动参数。该实施例方案通过在电机启动过程中实时检测电机电流，并根据电流值对电机启动步数、时间和斩波角等电机启动参数进行调整，不仅解决了电机启动过程中的异常堵转和转矩过小问题，保证了电机安全启动；而且当电机启动噪音大或启动电流较大时，自动降噪，降低电机启动电流；并且在电机启动噪音很低时，自动加快启动电机，减少电机运行时间，降低制浆周期，解决了电机运行过程中的空打问题，提升了用户体验。

2、本发明实施例在增加电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角和每步持续时间：

其中，K表示电机运行至第S步时增加K步启动步数，在增加启动步数后电机还需(n+k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角；t表示剩余电机启动步数中每步持续时间。通过该实施例方案，可以保证电机启动每步步进增加的电压相同；并且电机启动步数虽然增加了，但电机剩余的总启动时间不变。

3、本发明实施例在减少电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角：

其中，K表示电机运行至第S步时减少K步启动步数，在减少启动步数后电机还需(n-k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角。通过该实施例方案，同样可以保证电机启动每步步进增加的电压相同。

4、本发明实施例根据电机型号参数确定电机启动总步数n，使得只要在第二存储模块内存入特定的电机型号参数，即可根据该电机型号参数自动计算该电机的启动步数n，通用性更强，提升了方案的兼容性并降低了开发成本，解决了目前电机斩波启动控制方式存在的兼容性不足而导致的产品开发周期长、成本高的问题。

5、本发明实施例根据交流电压峰值确定电机步进增加的最小电压单位值

由于交流电压峰值处同样的斩波角对应的电压是最大的，该实施例方案可以避免当

过小时，在交流半波峰值处步进的斩波角过小，过零检测电路精度无法实现，提升了方案的可靠性。

虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预设的第一存储模块内存储的启动参数控制电机启动；其中所述启动参数是根据存储在预设的第二存储模块内的电机型号参数获得的；

在所述电机启动过程中实时检测电机电流I，并根据所述电机电流I调整所述电机启动参数；

所述电机启动参数包括：电机启动总步数n、电机每步持续时间t以及电机每步电流阈值I0；

所述电机型号参数包括：电机额定电压U_e、频率f、额定转速N_e、最低转速N_min以及电机额定负载功率P_e；

所述方法还包括：根据所述电机型号参数确定所述电机启动总步数n；

所述根据所述电机型号参数确定所述电机启动总步数n包括：

根据所述额定转速N_e确定电机的最高转速N_max，其中N_max＝N_e；

根据所述最高转速N_max与所述最低转速N_min之间的转速差值确定转速档位m以及第i档的档位转速N_i，其中，1≤i≤m；

根据各档位转速N_i确定对应档位的目标斩波角α_i；

根据各档位转速N_i的斩波角α_i、电机最小转速档位对应的斩波角α_m以及预设的电机步进增加的最小电压单位值

确定各转速档位的总启动步数

其中n₁＝0，n_i是指第i转速档位的总启动步数。

2.根据权利要求1所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述电机启动参数还包括：电机每步斩波角α；

其中，所述n步启动步数中的每一步分别对应不同的斩波角α，斩波角α随步数增加而减小；

所述n步启动步数中的每一步分别对应不同的电流阈值I0，电流阈值I0随步数增加而增大；

所述n步启动步数中的每一步分别对应不同的持续时间t，持续时间t随步数增加而增长；

任意的第S步对应的斩波角为α_s，对应的持续时间为t_s以及对应的电流阈值为I0_s。

3.根据权利要求2所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述根据所述电机电流调整所述电机启动参数包括：

当在任意的第S步检测出电机电流I_s大于或等于预设的第一电流阈值时，将预设的第一计数器加1，并进入下一步启动，增加电机两端的电压；

当检测出所述电机电流I_s小于所述第一电流阈值，大于或等于预设的第二电流阈值时，将预设的第二计数器加1，根据所述第二计数器的当前数值调整所述电机启动参数；

当检测出所述电机电流I_s小于或等于预设的第三电流阈值时，将预设的第三计数器加1，根据所述第三计数器的当前数值调整所述电机启动参数；

当检测出所述电机电流I_s小于或等于预设的第四电流阈值时，确定所述电机未启动，并进行故障报警；

其中，所述第三电流阈值小于所述第二电流阈值；所述第四电流阈值小于所述第三电流阈值。

4.根据权利要求3所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述根据所述第二计数器的当前数值调整所述电机启动参数包括：

当所述第二计数器的当前数值小于预设的第一计数阈值时，增加所述电机每步持续时间t_s；

当所述第二计数器的当前数值大于或等于所述第一计数阈值时，或者，当所述第二计数器的当前数值小于预设的第一计数阈值时，增加所述电机每步持续时间t_s后，所述电机电流I_s仍大于或等于所述第二电流阈值时，增加所述电机启动总步数n，并减小所述电机每步持续时间t_s。

5.根据权利要求4所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述方法还包括：

在增加所述电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角和每步持续时间：

其中，K表示电机运行至第S步时增加K步启动步数，在增加启动步数后电机还需(n+k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角；t表示剩余电机启动步数中每步持续时间。

6.根据权利要求3所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述根据所述第三计数器的当前数值调整所述电机启动参数包括：

当所述第三计数器的当前数值小于预设的第二计数阈值时，减少所述电机每步持续时间t_s；

当所述第三计数器的当前数值大于或等于所述第二计数阈值时，或者，当所述第三计数器的当前数值小于预设的第二计数阈值时，减小所述电机每步持续时间t_s后，所述电机电流I_s仍小于或等于所述第三电流阈值时，减小所述电机启动总步数n，保持所述电机每步持续时间t_s不变。

7.根据权利要求6所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述方法还包括：

在减少所述电机启动总步数n以后，通过下述等式计算每一步的斩波角：

其中，K表示电机运行至第S步时减少K步启动步数，在减少启动步数后电机还需(n-k-s)步启动完成；α_s+1为第S+1步的斩波角。

8.根据权利要求1所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述方法还包括：根据交流电压峰值确定所述电机步进增加的最小电压单位值

9.根据权利要求8所述的豆浆机的电机启动方法，其特征在于，所述根据交流电压峰值确定所述电机步进增加的最小电压单位值

包括：

将50HZ的交流电压峰值的5ms处至5.1ms处的交流电压作为所述电机步进增加的最小电压单位值

将60HZ的交流电压峰值的4.1ms处至4.2ms处的交流电压作为所述电机步进增加的最小电压单位值

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