CN110535395A - 一种电机的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电机的控制方法及装置,该包括:采集所述电机的实时转速,并根据所述实时转速,确定中间转速;其中,所述中间转速小于所述实时转速;根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速;当所述电机的实时转速不大于所述中间转速时,根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,并使得所述q轴命令电流为负值;根据为负值的所述q轴命令电流,控制所述电机降速。本方案能缩短电机降速的时长,从而缩短洗衣机从脱水完成至停下来所消耗的时间。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,特别涉及一种电机的控制方法及装置。
背景技术
滚筒洗衣机在脱水过程中的转速较高,一般为1400rpm~1600rpm。当脱水完成后要将高速运转的洗衣机停下来,就需要对洗衣机的电机进行制动。
目前,一般通过逐渐减小电机的命令速度来控制电机降低速度,直至电机停下来。而为了避免由于降速太快导致的电流聚集在直流侧的电容上而使直流母线电压升高,从而对电路造成损坏的风险,控制电机降速的过程较为缓慢,这使得电机从脱水完成至最终停下来所需要的时间较长。
发明内容
本发明实施例提供了一种电机的控制方法及装置,能缩短电机降速的时长,从而缩短洗衣机从脱水完成至停下来所消耗的时间。
第一方面,本发明实施例提供了一种电机的控制方法,包括:
采集所述电机的实时转速,并根据所述实时转速,确定中间转速;其中,所述中间转速小于所述实时转速;
根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速;
当所述电机的实时转速不大于所述中间转速时,根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,并使得所述q轴命令电流为负值;
根据为负值的所述q轴命令电流,控制所述电机降速。
优选地,
所述根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速,包括:
确定所述电机由所述实时转速降至所述中间转速所需的降速时长,根据所述降速时长以及所述电机的降速周期,利用以下降速曲线控制所述电机降速;
其中,n2表征所述中间转速,n1表征所述实时转速,t0表征所述降速时长,ti表征所述电机的第i个降速周期,ni表征经过第i个降速周期后所述电机的实时转速。
优选地,
所述根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速,包括:
根据经过第i个降速周期后的所述电机的q轴实时转速,以及第i+1个降速周期对应的q轴命令转速,利用比例积分调节器通过弱磁调节确定所述电机的q轴命令电流;
通过弱磁控制方式采集所述电机的d轴命令电流;
根据所述q轴命令电流和所述d轴命令电流,控制所述电机降速。
优选地,
所述根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,包括:
利用以下计算公式,根据所述d轴命令电流确定所述q轴命令电流;
其中,表征所述q轴命令电流,表征所述d轴命令电流,is表征所述电机的额定电流。
优选地,
所述根据所述实时转速,确定中间转速,包括:
使得所述中间转速与所述实时转速之间的比值为:0.3~0.5。
第二方面,本发明实施例提供了一种电机的控制装置,包括:中间转速确定模块、第一降速模块和第二降速模块;其中,
所述中间转速确定模块,用于采集所述电机的实时转速,并根据所述实时转速,确定中间转速;其中,所述中间转速小于所述实时转速;
所述第一降速模块,用于根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速;
所述第二降速模块,用于当所述电机的实时转速不大于所述中间转速时,根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,并使得所述q轴命令电流为负值;根据为负值的所述q轴命令电流,控制所述电机降速。
优选地,
所述第一降速模块,用于确定所述电机由所述实时转速降至所述中间转速所需的降速时长,根据所述降速时长以及所述电机的降速周期,利用以下降速曲线控制所述电机降速;
其中,n2表征所述中间转速,n1表征所述实时转速,t0表征所述降速时长,ti表征所述电机的第i个降速周期,ni表征经过第i个降速周期后所述电机的实时转速。
优选地,
所述第一降速模块,用于根据经过第i个降速周期后的所述电机的q轴实时转速,以及第i+1个降速周期对应的q轴命令转速,利用比例积分调节器通过弱磁调节确定所述电机的q轴命令电流;通过弱磁控制方式采集所述电机的d轴命令电流;根据所述q轴命令电流和所述d轴命令电流,控制所述电机降速。
优选地,
所述第二降速模块,用于利用以下计算公式,根据所述d轴命令电流确定所述q轴命令电流;
其中,表征所述q轴命令电流,表征所述d轴命令电流,is表征所述电机的额定电流。
优选地,
所述中间转速确定模块,用于使得所述中间转速与所述实时转速之间的比值为:0.3~0.5。
本发明实施例提供了一种电机的控制方法及装置,根据洗衣机的电机的实时转速确定第一降速阶段所达到的中间转速,在通过弱磁控制方式使得电机降速至中间转速后,在第二降速阶段根据电机的d轴命令电流,确定为负值的q轴命令电流,通过为负值的q轴命令电流产生一个与电机转动方向相反的转矩,因此,在电机制动过程中,电机的转速为正,转矩为负,使得电机的运行功率为负,也就是使得电机处于发电状态,从而使得电机的机械能转化为电能,使得电机快速降速,由此,通过第一降速阶段的弱磁控制降速以及第二降速阶段确定为负值的q轴命令电流相结合的方式,控制电机快速降速,从而既能将洗衣机快速停下来,缩短洗衣机中从脱水完成至停下来所消耗的时间,又能保证降速过程中电压电流在正常的控制范围,从而能更好的延长洗衣机的使用寿命。
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电机的控制方法的流程图;
图2是本发明一实施例提供的一种电机的控制电路图;
图3是本发明一实施例提供的一种电机的控制装置的结构示意图;
图4是本发明另一实施例提供的一种电机的控制装置的结构示意图。
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电机的控制方法,该方法可以包括以下步骤:
步骤101:采集所述电机的实时转速,并根据所述实时转速,确定中间转速;其中,所述中间转速小于所述实时转速;
步骤102:根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速;
步骤103:当所述电机的实时转速不大于所述中间转速时,根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,并使得所述q轴命令电流为负值;
步骤104:根据为负值的所述q轴命令电流,控制所述电机降速。
在上述实施例中,根据洗衣机的电机的实时转速确定第一降速阶段所达到的中间转速,在通过弱磁控制方式使得电机降速至中间转速后,在第二降速阶段根据电机的d轴命令电流,确定为负值的q轴命令电流,通过为负值的q轴命令电流产生一个与电机转动方向相反的转矩,因此,在电机制动过程中,电机的转速为正,转矩为负,使得电机的运行功率为负,也就是使得电机处于发电状态,从而使得电机的机械能转化为电能,使得电机快速降速,由此,通过第一降速阶段的弱磁控制降速以及第二降速阶段确定为负值的q轴命令电流相结合的方式,控制电机快速降速,从而既能将洗衣机快速停下来,缩短洗衣机中从脱水完成至停下来所消耗的时间,又能保证降速过程中电压电流在正常的控制范围,从而能更好的延长洗衣机的使用寿命。
在本发明一个实施例中,步骤102的具体实施方式,可以包括:
确定所述电机由所述实时转速降至所述中间转速所需的降速时长,根据所述降速时长以及所述电机的降速周期,利用以下降速曲线(1)控制所述电机降速;
其中,n2表征所述中间转速,n1表征所述实时转速,t0表征所述降速时长,ti表征所述电机的第i个降速周期,ni表征经过第i个降速周期后所述电机的实时转速。
当滚筒洗衣机处于高速脱水状态时,为保证滚筒洗衣机能达到设定的最高转速,根据FOC矢量控制算法,高速脱水时一般时弱磁控制状态,即控制d轴命令电流为负值。当脱水完成后,首先通过上述减速曲线将洗衣机的电机的实时转速从最高转速n1降到中间转速n2,其降速时长为t0。其中,ti为电机的第i个降速周期,而电机的各个降速周期所对应的时长基本相同,也就是说,电机的每个降速周期的时长均为t,则经过N个降速周期,电机即可从n1降至n2,其中,由此,可根据实际需求确定中间转速以及根据上述减速曲线控制电机由最高转速降至中间转速的降速时长,从而在保证电机制动过程中电流电压控制正常的同时,大大缩短电机停止时间。
为保证电机在制动过程中电流电压正常,在实际应用中,通常使得所述中间转速与所述实时转速之间的比值为:0.3~0.5。例如,当电机的实时转速(脱水时即为电机的最高转速)为1400rpm~1600rpm时,中间转速一般确定为500rpm~700rpm。
在上述降速曲线对应的电机的降速过程中,也就是电机的第一降速阶段,电机的q轴命令电流是根据电机的q轴命令转速ω*以及q轴实时转速ω经比例积分(ProportionIntegral,PI)调节器调节得到,d轴命令电流通过弱磁控制得到。
具体地,步骤102的具体实施方式可以包括:根据经过第i个降速周期后的所述电机的q轴实时转速,以及第i+1个降速周期对应的q轴命令转速,利用比例积分调节器通过弱磁调节确定所述电机的q轴命令电流;通过弱磁控制方式采集所述电机的d轴命令电流;根据所述q轴命令电流和所述d轴命令电流,控制所述电机降速。也就是说,在第一降速阶段,可通过FOC矢量控制方式控制电机降速,FOC矢量控制过程可如图2所示。
当电机的实时转速降至中间转速后,可控制q轴命令电流为负值,这样会产生一个与电机转动方向相反的转矩。在制动的过程中,电机转速为正,转矩为负,根据电机的功率、转速及转矩的关系可知,电机的功率等于转速乘以转矩,即T=9550*P/N,其中,T为电机的转矩,P为功率,N为电机的转速,由上述运算式运算得到电机功率为负,即电机处于发电状态,机械能转化为电能。通过调节值的大小,可调节这个转矩的大小,从而调节电机制动的快慢。
由于越大,电机制动越快,同时必须满足is为电机的额定电流,因此,为了尽量缩短洗衣机从脱水完成至停下来所消耗的时间,同时又保证降速过程中电压电流在正常的控制范围,在本发明实施例中,所述根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,可以包括:利用以下计算公式(2),根据所述d轴命令电流确定所述q轴命令电流,以保证电流在正常的控制范围的条件下,使得尽可能大,从而使得与电机转动方向相反的转矩尽可能大,从而使得洗衣机从脱水完成至停下来所消耗的时间尽可能短。
其中,表征所述q轴命令电流,表征所述d轴命令电流,is表征所述电机的额定电流。
综上所述,本发明实施例提供的电机的控制装置,通过两个降速阶段使电机转速快速降至0,首先利用减速曲线将电机从实时最高转速降到一个中间转速,然后控制q轴命令电流值为负值,从而输出负力矩,达到快速降速的目的。
如图3、图4所示,本发明实施例提供了一种电机的控制装置。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电机的控制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。本实施例提供的电机的控制装置,包括:中间转速确定模块401、第一降速模块402和第二降速模块403;其中,
所述中间转速确定模块401,用于采集所述电机的实时转速,并根据所述实时转速,确定中间转速;其中,所述中间转速小于所述实时转速;
所述第一降速模块402,用于根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速;
所述第二降速模块403,用于当所述电机的实时转速不大于所述中间转速时,根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,并使得所述q轴命令电流为负值;根据为负值的所述q轴命令电流,控制所述电机降速。
在本发明一个实施例中,所述第一降速模块402,用于确定所述电机由所述实时转速降至所述中间转速所需的降速时长,根据所述降速时长以及所述电机的降速周期,利用以下降速曲线控制所述电机降速;
其中,n2表征所述中间转速,n1表征所述实时转速,t0表征所述降速时长,ti表征所述电机的第i个降速周期,ni表征经过第i个降速周期后所述电机的实时转速。
在本发明一个实施例中,所述第一降速模块402,用于根据经过第i个降速周期后的所述电机的q轴实时转速,以及第i+1个降速周期对应的q轴命令转速,利用比例积分调节器通过弱磁调节确定所述电机的q轴命令电流;通过弱磁控制方式采集所述电机的d轴命令电流;根据所述q轴命令电流和所述d轴命令电流,控制所述电机降速。
在本发明一个实施例中,所述第二降速模块403,用于利用以下计算公式,根据所述d轴命令电流确定所述q轴命令电流;
其中,表征所述q轴命令电流,表征所述d轴命令电流,is表征所述电机的额定电流。
在本发明一个实施例中,所述中间转速确定模块401,用于使得所述中间转速与所述实时转速之间的比值为:0.3~0.5。
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电机控制方法。
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电机控制方法。
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,根据洗衣机的电机的实时转速确定第一降速阶段所达到的中间转速,在通过弱磁控制方式使得电机降速至中间转速后,在第二降速阶段根据电机的d轴命令电流,确定为负值的q轴命令电流,通过为负值的q轴命令电流产生一个与电机转动方向相反的转矩,因此,在电机制动过程中,电机的转速为正,转矩为负,使得电机的运行功率为负,也就是使得电机处于发电状态,从而使得电机的机械能转化为电能,使得电机快速降速,由此,通过第一降速阶段的弱磁控制降速以及第二降速阶段确定为负值的q轴命令电流相结合的方式,控制电机快速降速,从而实现将洗衣机快速停下来,缩短洗衣机中从脱水完成至停下来所消耗的时间。
2、在本发明实施例中,通过两个降速阶段相结合的方式,保证降速过程中电压电流在正常的控制范围,从而能更好的延长洗衣机的使用寿命。
3、在本发明实施例中,在第一降速阶段通过降速曲线控制电机的降速,实现在电机的每个降速周期精确控制电机的转速,从而在保证电机制动过程中电流电压控制正常的同时,大大缩短电机停止时间。
4、在本发明实施例中,在第二降速阶段根据弱磁控制得到的d轴命令电流,精确计算q轴命令电流,并使得q轴命令电流的绝对值尽可能大,则在使得q轴命令电流为负值时,使得与电机转动方向相反的转矩尽可能大,从而使得洗衣机从脱水完成至停下来所消耗的时间尽可能短。
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 (10)
1.一种电机的控制方法,其特征在于,包括:
采集所述电机的实时转速,并根据所述实时转速,确定中间转速;其中,所述中间转速小于所述实时转速;
根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速;
当所述电机的实时转速不大于所述中间转速时,根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,并使得所述q轴命令电流为负值;
根据为负值的所述q轴命令电流,控制所述电机降速。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速,包括:
确定所述电机由所述实时转速降至所述中间转速所需的降速时长,根据所述降速时长以及所述电机的降速周期,利用以下降速曲线控制所述电机降速;
其中,n2表征所述中间转速,n1表征所述实时转速,t0表征所述降速时长,ti表征所述电机的第i个降速周期,ni表征经过第i个降速周期后所述电机的实时转速。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速,包括:
根据经过第i个降速周期后的所述电机的q轴实时转速,以及第i+1个降速周期对应的q轴命令转速,利用比例积分调节器通过弱磁调节确定所述电机的q轴命令电流;
通过弱磁控制方式采集所述电机的d轴命令电流;
根据所述q轴命令电流和所述d轴命令电流,控制所述电机降速。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,包括:
利用以下计算公式,根据所述d轴命令电流确定所述q轴命令电流;
其中,表征所述q轴命令电流,表征所述d轴命令电流,is表征所述电机的额定电流。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,
所述根据所述实时转速,确定中间转速,包括:
使得所述中间转速与所述实时转速之间的比值为:0.3~0.5。
6.一种电机的控制装置,其特征在于,包括:中间转速确定模块、第一降速模块和第二降速模块;其中,
所述中间转速确定模块,用于采集所述电机的实时转速,并根据所述实时转速,确定中间转速;其中,所述中间转速小于所述实时转速;
所述第一降速模块,用于根据所述中间转速,通过弱磁控制方式控制所述电机降速;
所述第二降速模块,用于当所述电机的实时转速不大于所述中间转速时,根据弱磁控制方式得到的所述电机的d轴命令电流,确定所述电机的q轴命令电流,并使得所述q轴命令电流为负值;根据为负值的所述q轴命令电流,控制所述电机降速。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,
所述第一降速模块,用于确定所述电机由所述实时转速降至所述中间转速所需的降速时长,根据所述降速时长以及所述电机的降速周期,利用以下降速曲线控制所述电机降速;
其中,n2表征所述中间转速,n1表征所述实时转速,t0表征所述降速时长,ti表征所述电机的第i个降速周期,ni表征经过第i个降速周期后所述电机的实时转速。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述第一降速模块,用于根据经过第i个降速周期后的所述电机的q轴实时转速,以及第i+1个降速周期对应的q轴命令转速,利用比例积分调节器通过弱磁调节确定所述电机的q轴命令电流;通过弱磁控制方式采集所述电机的d轴命令电流;根据所述q轴命令电流和所述d轴命令电流,控制所述电机降速。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,
所述第二降速模块,用于利用以下计算公式,根据所述d轴命令电流确定所述q轴命令电流;
其中,表征所述q轴命令电流,表征所述d轴命令电流,is表征所述电机的额定电流。
10.根据权利要求6至9任一所述的装置,其特征在于,
所述中间转速确定模块,用于使得所述中间转速与所述实时转速之间的比值为:0.3~0.5。
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