CN109450297B - 一种控制电机的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制电机的方法及装置，该方法，包括：实时采集电机刹车时的三相电流；根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流；根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；将所述电机停止转动时转子的位置作为所述电机下次启动的初始位置；在所述电机下次启动时，根据所述初始位置，控制所述电机从闭环控制阶段开始运行。本发明提供了一种控制电机的方法及装置，能够减少启动电机所需要的时间。

Description

一种控制电机的方法及装置

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种控制电机的方法及装置。

背景技术

在现有技术中，电机的启动过程包括：定位、拖动、无位置过渡、闭环控制四个阶段，在电机的启动过程中，首先需要确定电机的转子的位置，然后，根据电机的转子的位置，控制电机转动到预设的转速，启动过程需要消耗较多的时间。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制电机的方法及装置，能够减少启动电机所需要的时间。

一方面，本发明实施例提供了一种控制电机的方法，包括：

实时采集电机刹车时的三相电流；

根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流；

根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

将所述电机停止转动时转子的位置作为所述电机下次启动的初始位置；

在所述电机下次启动时，根据所述初始位置，控制所述电机从闭环控制阶段开始运行。

优选地，

所述根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置，包括：

将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流；

根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置。

优选地，

所述将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，包括：

根据公式一，确定所述第一电流和所述第二电流，其中，所述公式一为：

其中，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流，i_U为用于定位的一组三相电流中的U相电流，i_V为用于定位的一组三相电流中的V相电流，i_W为用于定位的一组三相电流中的W相电流。

优选地，

该方法进一步包括：

预先设置角度补偿值；

所述根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置，包括：

根据公式二，确定所述电机停止转动时转子的位置，其中，所述公式二为：

其中，θ为所述电机停止转动时转子的位置，Δθ为所述角度补偿值，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流。

优选地，

该方法进一步包括：

预先设置电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围；

所述根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流，包括：

将每一相电流的幅值均在对应的目标范围内的一组三相电流作为用于定位的一组三相电流。

另一方面，本发明实施例提供了一种控制电机的装置，包括：

采集单元，用于实时采集电机刹车时的三相电流；

确定单元，用于根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流；

定位单元，用于根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

控制单元，用于将所述电机停止转动时转子的位置作为所述电机下次启动的初始位置，在所述电机下次启动时，根据所述初始位置，控制所述电机从闭环控制阶段开始运行。

优选地，

所述定位单元，用于：

将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流；

根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置。

优选地，

所述定位单元，在执行所述将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流时，具体用于：

根据公式一，确定所述第一电流和所述第二电流，其中，所述公式一为：

其中，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流，i_U为用于定位的一组三相电流中的U相电流，i_V为用于定位的一组三相电流中的V相电流，i_W为用于定位的一组三相电流中的W相电流。

优选地，

该装置进一步包括：第一保存单元，用于保存预先设置的角度补偿值；

所述定位单元，在执行所述根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置时，具体用于：

根据公式二，确定所述电机停止转动时转子的位置，其中，所述公式二为：

其中，θ为所述电机停止转动时转子的位置，Δθ为所述角度补偿值，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流。

优选地，

该装置进一步包括：

第二保存单元，用于保存预先设置的电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围；

所述确定单元，用于将每一相电流的幅值均在对应的目标范围内的一组三相电流作为用于定位的一组三相电流。

在本发明实施例中，实时采集电机刹车时的三相电流，确定出其中一组三相电流用于定位，根据用于定位的一组三相电流，确定电机停止转动时转子的位置，在电机下次启动时，直接基于确定出的电机停止转动时转子的位置，控制电机从闭环控制阶段开始运行，整个启动过程无需经过定位、拖动、无位置过渡阶段，大大减少了启动电机所需要的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种控制电机的方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的另一种控制电机的方法的流程图；

图3是本发明一实施例提供的一种控制电机的装置的示意图；

图4是本发明一实施例提供的另一种控制电机的装置的示意图。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种控制电机的方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：实时采集电机刹车时的三相电流；

步骤102：根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流；

步骤103：根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

步骤104：将所述电机停止转动时转子的位置作为所述电机下次启动的初始位置；

步骤105：在所述电机下次启动时，根据所述初始位置，控制所述电机从闭环控制阶段开始运行。

在本发明实施例中，实时采集电机刹车时的三相电流，确定出其中一组三相电流用于定位，根据用于定位的一组三相电流，确定电机停止转动时转子的位置，在电机下次启动时，直接基于确定出的电机停止转动时转子的位置，控制电机从闭环控制阶段开始运行，整个启动过程无需经过定位、拖动、无位置过渡阶段，大大减少了启动电机所需要的时间。

在本发明实施例中，在电机刹车的阶段即可确定出电机停止转动时转子的位置，在电机下次启动时，无需重新确定电机的转子的位置，大大减少了启动时间。

在本发明一实施例中，所述根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置，包括：

将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流；

根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置。

在本发明一实施例中，所述将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，包括：

根据公式一，确定所述第一电流和所述第二电流，其中，所述公式一为：

其中，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流，i_U为用于定位的一组三相电流中的U相电流，i_V为用于定位的一组三相电流中的V相电流，i_W为用于定位的一组三相电流中的W相电流。

在本发明实施例中，通过公式一实现三相电流转换为两相电流。

在本发明一实施例中，该方法进一步包括：

预先设置角度补偿值；

所述根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置，包括：

根据公式二，确定所述电机停止转动时转子的位置，其中，所述公式二为：

其中，θ为所述电机停止转动时转子的位置，Δθ为所述角度补偿值，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流。

在本发明实施例中，用于定位的一组三相电流对应的转子的位置，并不是电机停止转动时转子的位置，因此，

并不能作为电机停止转动时转子的位置，

与电机停止转动时转子的位置存在一定的偏差，该偏差通过Δθ进行补偿，补偿后得到的θ即为电机停止转动时转子的位置。

其中，Δθ一般是大于0的值，Δθ可以根据经验设置，也可以根据实验来确定。

在本发明一实施例中，该方法进一步包括：

预先设置电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围；

所述根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流，包括：

将每一相电流的幅值均在对应的目标范围内的一组三相电流作为用于定位的一组三相电流。

在本发明实施例中，预先设置电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围，具体地，预先设置电机的U相电流的目标范围，电机的V相电流的目标范围和电机的W相电流的目标范围。

针对每一次采集的一组三相电流，执行：确定本次采集的一组三相电流是否同时满足：本次采集的U相电流的幅值在U相电流对应的目标范围内，本次采集的V相电流的幅值在V相电流对应的目标范围内，本次采集的W相电流的幅值在W相电流对应的目标范围内；如果满足，则确定本次采集的一组三相电流作为备选的一组三相电流；

从各个备选的三相电流中选择一组作为用于定位的一组三相电流，例如：将各个备选的三相电流中最先采集到的一组作为用于定位的一组三相电流。

如图2所示，本发明实施例提供了一种控制电机的方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤201：预先设置电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围，预先设置角度补偿值。

用于定位的一组三相电流不能太大，如果太大，计算出的

电机停止转动时转子的真实位置的差距可能超过360度，在通过角度补偿值进行补偿时，可能无法准确补偿，导致计算出的电机停止转动时转子的位置不准确。用于定位的一组三相电流不能太小，如果太小，计算误差大，也会导致计算出的电机停止转动时转子的位置不准确。

在本发明实施例中，通过为每相电流设置对应的目标范围来限制用于定位的一组三相电流的大小，使得计算出的电机停止转动时转子的位置更加准确。

另外，角度补偿值可以是与每一相电流对应的目标范围相匹配的，可以通过实验来确定。例如：在确定出每一相电流对应的目标范围后，通过实验确定出角度补偿值。

步骤202：实时采集电机刹车时的三相电流。

具体地，在电机从最高转速减少到0的过程为电机的刹车过程，在该刹车过程中，采集电机的三相电流，每次个采集的时间点会采集一组三相电流，包括：U相电流、V相电流和W相电流。在整个刹车过程中，可以采集多组三相电流。

步骤203：将每一相电流的幅值均在对应的目标范围内的一组三相电流作为用于定位的一组三相电流。

具体地，通过目标范围对用于定位的一组三相电流进行限定，使得计算出的电机停止转动时转子的位置与电机停止转动时转子的真实位置更加接近。

步骤204：将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流。

具体地，根据公式一，确定所述第一电流和所述第二电流，其中，所述公式一为：

其中，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流，i_U为用于定位的一组三相电流中的U相电流，i_V为用于定位的一组三相电流中的V相电流，i_W为用于定位的一组三相电流中的W相电流。

步骤205：根据公式二、角度补偿值、第一电流和第二电流，确定电机停止转动时转子的位置。

其中，所述公式二为：

其中，θ为所述电机停止转动时转子的位置，Δθ为所述角度补偿值，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流。

步骤206：将电机停止转动时转子的位置作为电机下次启动的初始位置。

具体地，在电机刹车过程中确定出了电机停止转动时转子的位置，在电机下次启动时，无需重新确定电机转子的初始位置，大大缩短了电机启动的时间。

步骤207：在电机下次启动时，根据该初始位置，控制电机从闭环控制阶段开始运行。

具体地，控制电机直接从闭合控制阶段运行，无需执行定位、拖动、无位置过渡这三个阶段，缩短了电机从转速为0到转动为最高值的时间。

本发明实施例提供的一种控制电机的方法及装置可以应用到洗衣机的电机上。

洗衣机在洗涤的过程中，洗衣机的电机正转和反正交替进行，例如：正转约1.5秒—停约800毫秒—反转约1.5秒—停约800毫秒—正转约1.5秒—停约800毫秒—反转约1.5秒—停约800毫秒—......,如此周而复始，直至洗涤时间完成。

可见，电机从转速为0到加速至最高转速、在最高转速运行一段时间、然后减速至转速为0，整个过程时间很短，这就需要在电机启动时快速检测出转子的位置，进而估算出转子的速度。

通过本发明实施例，在电机正转的刹车过程中，计算出电机停止转动时转子的位置，将计算出的电机停止转动时转子的位置作为紧接着的反转过程的初始位置，电机的反转过程开始启动时，根据该初始位置进入闭环控制阶段，然后，进行反转；在电机反转的刹车过程中，计算出出电机停止转动时转子的位置，将计算出的电机停止转动时转子的位置作为紧接着的正转过程的初始位置，电机的正转过程开始启动时，根据该初始位置进入闭环控制阶段，然后，进行正转；如此周而复始，直至洗涤时间完成。

通过本发明实施例，大大缩短了电机启动时间，进而缩短整个洗涤时间，从而减少耗电量，提高洗衣机能效。

如图3、图4所示，本发明实施例提供了一种控制电机的装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图3所示，为本发明实施例提供的一种控制电机的装置所在设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图4所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种控制电机的装置，包括：

采集单元401，用于实时采集电机刹车时的三相电流；

确定单元402，用于根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流；

定位单元403，用于根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

控制单元404，用于将所述电机停止转动时转子的位置作为所述电机下次启动的初始位置，在所述电机下次启动时，根据所述初始位置，控制所述电机从闭环控制阶段开始运行。

在本发明一实施例中，所述定位单元，用于：

将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流；

根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置。

在本发明一实施例中，所述定位单元，在执行所述将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流时，具体用于：

根据公式一，确定所述第一电流和所述第二电流，其中，所述公式一为：

其中，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流，i_U为用于定位的一组三相电流中的U相电流，i_V为用于定位的一组三相电流中的V相电流，i_W为用于定位的一组三相电流中的W相电流。

在本发明一实施例中，该装置进一步包括：第一保存单元，用于保存预先设置的角度补偿值；

所述定位单元，在执行所述根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置时，具体用于：

根据公式二，确定所述电机停止转动时转子的位置，其中，所述公式二为：

其中，θ为所述电机停止转动时转子的位置，Δθ为所述角度补偿值，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流。

在本发明一实施例中，该装置进一步包括：

第二保存单元，用于保存预先设置的电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围；

所述确定单元，用于将每一相电流的幅值均在对应的目标范围内的一组三相电流作为用于定位的一组三相电流。

上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明实施例提供了一种可读介质，包括执行指令，当存储控制器的处理器执行所述执行指令时，所述存储控制器执行本发明实施例提供的任意一种控制电机的方法。

本发明实施例提供了一种存储控制器，包括：处理器、存储器和总线；

所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述存储控制器运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述存储控制器执行本发明实施例提供的任意一种控制电机的方法。

本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，实时采集电机刹车时的三相电流，确定出其中一组三相电流用于定位，根据用于定位的一组三相电流，确定电机停止转动时转子的位置，在电机下次启动时，直接基于确定出的电机停止转动时转子的位置，控制电机从闭环控制阶段开始运行，整个启动过程无需经过定位、拖动、无位置过渡阶段，大大减少了启动电机所需要的时间。

2、在本发明实施例中，在电机刹车的阶段即可确定出电机停止转动时转子的位置，在电机下次启动时，无需重新确定电机的转子的位置，大大减少了启动时间。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种控制电机的方法，其特征在于，包括：

实时采集电机刹车时的三相电流；

根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流；

根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

将所述电机停止转动时转子的位置作为所述电机下次启动的初始位置；

在所述电机下次启动时，根据所述初始位置，控制所述电机从闭环控制阶段开始运行；

所述根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置，包括：

将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流；

根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

进一步包括：

预先设置角度补偿值；

所述根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置，包括：

根据公式二，确定所述电机停止转动时转子的位置，其中，所述公式二为：

其中，θ为所述电机停止转动时转子的位置，Δθ为所述角度补偿值，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，包括：

根据公式一，确定所述第一电流和所述第二电流，其中，所述公式一为：

其中，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流，i_U为用于定位的一组三相电流中的U相电流，i_V为用于定位的一组三相电流中的V相电流，i_W为用于定位的一组三相电流中的W相电流。

3.根据权利要求1-2中任一所述的方法，其特征在于，

进一步包括：

预先设置电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围；

所述根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流，包括：

将每一相电流的幅值均在对应的目标范围内的一组三相电流作为用于定位的一组三相电流。

4.一种控制电机的装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于实时采集电机刹车时的三相电流；

确定单元，用于根据每次采集的一组三相电流的幅值，确定用于定位的一组三相电流；

定位单元，用于根据用于定位的一组三相电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

控制单元，用于将所述电机停止转动时转子的位置作为所述电机下次启动的初始位置，在所述电机下次启动时，根据所述初始位置，控制所述电机从闭环控制阶段开始运行；

所述定位单元，用于：

将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流；

根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置；

进一步包括：第一保存单元，用于保存预先设置的角度补偿值；

所述定位单元，在执行所述根据所述第一电流和所述第二电流，确定所述电机停止转动时转子的位置时，具体用于：

根据公式二，确定所述电机停止转动时转子的位置，其中，所述公式二为：

其中，θ为所述电机停止转动时转子的位置，Δθ为所述角度补偿值，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述定位单元，在执行所述将用于定位的一组三相电流转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流时，具体用于：

根据公式一，确定所述第一电流和所述第二电流，其中，所述公式一为：

其中，i_α为所述第一电流，i_β为所述第二电流，i_U为用于定位的一组三相电流中的U相电流，i_V为用于定位的一组三相电流中的V相电流，i_W为用于定位的一组三相电流中的W相电流。

6.根据权利要求4-5中任一所述的装置，其特征在于，

进一步包括：

第二保存单元，用于保存预先设置的电机的三相电流中每一相电流对应的目标范围；

所述确定单元，用于将每一相电流的幅值均在对应的目标范围内的一组三相电流作为用于定位的一组三相电流。

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