CN112104271B - 电机初始位置及初始转速的检测方法、装置及可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电机初始位置及初始转速的检测方法、装置及可读介质，该方法包括：在电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形；其中，初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；在电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形，其中，实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；将初始三相电流波形和实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形；根据三相电流差波形的过零时序，确定电机的初始位置；根据三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定电机的初始转速。本发明的方案能够基于单电阻电流采样准确地对电机初始位置及初始转速进行检测。

Description

电机初始位置及初始转速的检测方法、装置及可读介质
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机初始位置及初始转速的检测方法、装置及可读介质。
背景技术
传统的变频电机的初始位置和初始转速速度检测方法，例如公开号为CN104779850A的专利公开了一种反电动势检测电路，具体公开了采用附加硬件电路对三相反电动势进行AD(Analog Digital，模数)采样；再例如公开号为CN106033946A的专利公开了一种空调室外风机转速及位置检测方法，具体公开了通过对采样的反电动势进行分析和计算，最终获得电机的初始位置和初始转速，这样会增加产品设计成本。
此外，公开号为CN104779845A的专利公开了一种永磁无刷直流电机位置及转速检测方法，该专利没有考虑单电阻电流采样带来的三相线圈电流在50％占空比控制下，由于采样点不满足单电阻采样引入的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号漂移，造成电机线圈在电机静止条件下检测到的电流初值仍然存在并且不为零的技术问题，因此该方法不适合单电阻电流采样控制模型。
发明内容
本发明实施例提供了电机初始位置及初始转速的检测方法、装置及可读介质，能够基于单电阻电流采样准确地对电机初始位置及初始转速进行检测。
第一方面，本发明实施例提供了电机初始位置及初始转速的检测方法，包括：
在所述电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形；其中，所述初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
在所述电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形；其中，所述实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
将所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形；
根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置；
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速。
在一种可能的设计中，所述根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置，包括：
针对所述三相电流差波形中的U相电流波形，将所述U相电流波形中的过零时刻确定为第一计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第一计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第一计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的V相电流波形，将所述V相电流波形中的过零时刻确定为第二计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第二计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第二计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的W相电流波形，将所述W相电流波形中的过零时刻确定为第三计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第三计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第三计数位时刻记为0；
根据所述第一计数位时刻、所述第二计数位时刻和所述第三计数位时刻，按照二进制规则确定出一个不超过6的目标数值；
针对所述三相电流差波形，根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转；
根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置。
在一种可能的设计中，所述根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转，包括：
若所述目标数值的变化规律中包括6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；
若所述目标数值的变化规律中包括6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转。
在一种可能的设计中，所述根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置，包括：
所述电机在处于反转时，所述电机的转子角度比所述电机在处于正转时所述电机的转子角度多60度。
在一种可能的设计中，所述根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速，包括：
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间；
按照如下公式对所述电机的初始转速进行计算：
Figure BDA0002631828680000031
其中，
ω为初始转速，T为目标时间。
第二方面，本发明实施例提供了电机初始位置及初始转速的检测装置，包括：
第一确定模块，用于在所述电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形；其中，所述初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
第二确定模块，用于在所述电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形，其中，所述实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
计算模块，用于将所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形；
初始位置确定模块，用于根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置；
初始转速确定模块，用于根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速。
在一种可能的设计中，所述初始位置确定模块，包括：
第一确定子模块，用于针对所述三相电流差波形中的U相电流波形，将所述U相电流波形中的过零时刻确定为第一计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第一计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第一计数位时刻记为0；
第二确定子模块，用于针对所述三相电流差波形中的V相电流波形，将所述V相电流波形中的过零时刻确定为第二计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第二计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第二计数位时刻记为0；
第三确定子模块，用于针对所述三相电流差波形中的W相电流波形，将所述W相电流波形中的过零时刻确定为第三计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第三计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第三计数位时刻记为0；
第四确定子模块，用于根据所述第一计数位时刻、所述第二计数位时刻和所述第三计数位时刻，按照二进制规则确定出一个不超过6的目标数值；
第五确定子模块，用于针对所述三相电流差波形，根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转；
第六确定子模块，用于根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置；
所述第五确定子模块，还用于：
若所述目标数值的变化规律中包括6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；
若所述目标数值的变化规律中包括6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转；
所述第六确定子模块，还用于：
所述电机在处于反转时，所述电机的转子角度比所述电机在处于正转时所述电机的转子角度多60度。
在一种可能的设计中，所述初始转速确定模块，还用于：
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间；
按照如下公式对所述电机的初始转速进行计算：
Figure BDA0002631828680000051
其中，
ω为初始转速，T为目标时间。
第三方面，本发明实施例提供了电机初始位置及初始转速的检测装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行上述所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述所述的方法。
由上述方案可知，本发明提供的电机初始位置及初始转速的检测方法、装置及可读介质，通过利用在电机的转速为零时确定的电机线圈的初始三相电流波形和在电机处于使用状态时确定的电机线圈的实际三相电流波形，做差后获得三相电流差波形，根据三相电流差波形的过零时序，确定电机的初始位置以及根据三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定电机的初始转速。如此设置，能够及时准确地计算出电机转子的初始转速和初始位置，从而可以保证当电机初始反转时，通过检测到电机的初始位置和初始转速，通过刹车等控制方法，控制电机正向转动并达到目标转速，以及可以保证当电机初始正转或者静止时，通过检测到电机的初始位置和初始转速，控制电机直接达到目标转速。
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是本发明一个实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测方法的流程图；
图2是本发明另一个实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测方法的流程图；
图3是本发明一个实施例提供的电机三相反电动势相电流过零波形示意图；
图4是本发明一个实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测装置所在设备的示意图；
图5是本发明一个实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测装置的示意图；
图6是本发明另一个实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测装置的示意图。
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。
发明人在获得该发明构思时发现：基于单电阻电流采样的电机，当电机转速为零时，单电阻电流采样电路中会检测到一个非零的三相电流，这是由于考虑到电路中的上升时间、下降时间和振铃时间的影响，因此所确定的实际采样时间段通常存在偏差，即PWM信号会出现漂移。具体的理论分析可参见公开号为CN105450093A的专利申请，在此不进行具体赘述。
图1是本发明一个实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤101、在所述电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形；其中，所述初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
步骤102、在所述电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形；其中，所述实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
步骤103、将所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形；
步骤104、根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置；
步骤105、根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速。
在本发明实施例中，本发明提供的电机初始位置及初始转速的检测方法通过利用在电机的转速为零时确定的电机线圈的初始三相电流波形和在电机处于使用状态时确定的电机线圈的实际三相电流波形，做差后获得三相电流差波形，根据三相电流差波形的过零时序，确定电机的初始位置以及根据三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定电机的初始转速。如此设置，能够及时准确地计算出电机转子的初始转速和初始位置，从而可以保证当电机初始反转时，通过检测到电机的初始位置和初始转速，通过刹车等控制方法，控制电机正向转动并达到目标转速，以及可以保证当电机初始正转或者静止时，通过检测到电机的初始位置和初始转速，控制电机直接达到目标转速。
基于图1所示的电机初始位置及初始转速的检测方法，在本发明的一种实施例中，所述根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置，包括：
针对所述三相电流差波形中的U相电流波形，将所述U相电流波形中的过零时刻确定为第一计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第一计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第一计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的V相电流波形，将所述V相电流波形中的过零时刻确定为第二计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第二计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第二计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的W相电流波形，将所述W相电流波形中的过零时刻确定为第三计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第三计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第三计数位时刻记为0；
根据所述第一计数位时刻、所述第二计数位时刻和所述第三计数位时刻，按照二进制规则确定出一个不超过6的目标数值；
针对所述三相电流差波形，根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转；
根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置。
在本发明实施例中，通过将三相电流差波形按照目标数值的变化规律进行排布，可以快速且准确地利用程序识别确定电机处于正转或反转，从而可以根据电机处于正转或反转，进一步确定电机的初始位置θ。
基于图1所示的电机初始位置及初始转速的检测方法，在本发明的一种实施例中，所述根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转，包括：
若所述目标数值的变化规律中包括6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；
若所述目标数值的变化规律中包括6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转。
在本发明实施例中，只要在所有的目标数值的变化规律中查询到包括依次排列的6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；同理，要在所有的目标数值的变化规律中查询到包括依次排列的6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转，如此可以快速且准确地利用程序来确定电机的初始位置θ。
需要指出的是，目标数值6对应的二进制数字为110，同理，目标数值5对应的二进制数字为101，目标数值4对应的二进制数字为100，目标数值3对应的二进制数字为011，目标数值2对应的二进制数字为010，目标数值1对应的二进制数字为001，二进制数字0代表低电平，二进制数字1代表高电平，由此利用目标数值的变化规律可以模拟出三相电流的矩形波形图(可参阅图3)，进而根据该矩形波形图来确定电机处于正转或反转，从而可以快速且准确地利用程序来确定电机的初始位置θ。
基于图1所示的电机初始位置及初始转速的检测方法，在本发明的一种实施例中，所述根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置，包括：
所述电机在处于反转时，所述电机的转子角度比所述电机在处于正转时所述电机的转子角度多60度。
在本发明实施例中，可参与图3，例如对于目标数值为6(即对应的二进制数字为110)时，在三相电流差波形中，对于正转而言(即在该波形图中规定由左至右为电机正转波形)，该目标数值6所对应的电子转子角度为120度，对于反转而言(即在该波形图中规定由右至左为电机反转波形)，该目标数值6所对应的电子转子角度为180度。也就是说，电机在处于反转时，电机的转子角度比电机在处于正转时电机的转子角度多60度，如此可以快速且准确地确定电机的初始位置θ。
在另一些实施方式中，电机的初始转速也可以根据如下公式进行计算：
Figure BDA0002631828680000101
其中，
ω为初始转速。
基于图1所示的电机初始位置及初始转速的检测方法，在本发明的一种实施例中，所述根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速，包括：
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间；
按照如下公式对所述电机的初始转速进行计算：
Figure BDA0002631828680000102
其中，
ω为初始转速，T为目标时间。
在本发明实施例中，由于三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间均为一个波形周期的六分之一，因此可以利用公式
Figure BDA0002631828680000103
对电机的初始转速进行计算。
如图2所示，本发明另一实施例还提供了一种电机初始位置及初始转速的检测方法。该方法包括以下步骤：
步骤201、在所述电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形。
在本步骤中，该初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得。由于考虑到电路中的上升时间、下降时间和振铃时间的影响，因此所确定的实际采样时间段通常存在偏差，即PWM信号会出现漂移。而且，不同的电机由于电机参数特别是电机电阻不一样，初始三相电流的数值略有不同，需要进行处理，即将该初始三相电流的数值作为固定偏移量修正电机线圈电流检测值。可以知道的是，该初始三相电流的数值是在电机生产时确定好的，以便于将该初始三相电流的数值写入电机的ROM中，从而为后续的电流检测值的修正提供数据支撑。
步骤202、在所述电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形。
在本步骤中，在电机实际使用过程中，实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得。
步骤203、将所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形。
在本步骤中，通过将初始三相电流波形和实际三相电流波形进行做差，获得对电流检测值修正后的三相电流差波形。
步骤204、根据所述第一计数位时刻、所述第二计数位时刻和所述第三计数位时刻，按照二进制规则确定出一个不超过6的目标数值。
在本步骤中，针对所述三相电流差波形中的U相电流波形，将所述U相电流波形中的过零时刻确定为第一计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第一计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第一计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的V相电流波形，将所述V相电流波形中的过零时刻确定为第二计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第二计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第二计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的W相电流波形，将所述W相电流波形中的过零时刻确定为第三计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第三计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第三计数位时刻记为0。
也就是说，目标数值6对应的二进制数字为110，同理，目标数值5对应的二进制数字为101，目标数值4对应的二进制数字为100，目标数值3对应的二进制数字为011，目标数值2对应的二进制数字为010，目标数值1对应的二进制数字为001，二进制数字0代表低电平，二进制数字1代表高电平，由此利用目标数值的变化规律可以模拟出三相电流的矩形波形图(可参阅图3)，进而根据该矩形波形图来确定电机处于正转或反转，从而可以快速且准确地利用程序来确定电机的初始位置θ。
步骤205、若所述目标数值的变化规律中包括6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；若所述目标数值的变化规律中包括6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转。
步骤206、所述电机在处于反转时，所述电机的转子角度比所述电机在处于正转时所述电机的转子角度多60度。
步骤207、根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间。
步骤208、按照如下公式对所述电机的初始转速进行计算：
Figure BDA0002631828680000121
其中，ω为初始转速，T为目标时间。
如图4和图5所示，本发明实施例提供了一种电机初始位置及初始转速的检测装置所在的设备和电机初始位置及初始转速的检测装置。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4所示，为本发明实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测装置所在设备的一种硬件结构图，除了图4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5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。
如图5所示，本实施例提供的电机初始位置及初始转速的检测装置，包括：
第一确定模块501，用于在所述电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形；其中，所述初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
第二确定模块502，用于在所述电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形，其中，所述实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
计算模块503，用于将所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形；
初始位置确定模块504，用于根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置；
初始转速确定模块505，用于根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速。
在本发明实施例中，第一确定模块501可用于执行上述方法实施例中的步骤101，第二确定模块502可用于执行上述方法实施例中的步骤102，计算模块503可用于执行上述方法实施例中的步骤103，初始位置确定模块504可用于执行上述方法实施例中的步骤104，初始转速确定模块505可用于执行上述方法实施例中的步骤105。
如图6所示，在本发明的一个实施例中，所述初始位置确定模块504，包括：
第一确定子模块5041，用于针对所述三相电流差波形中的U相电流波形，将所述U相电流波形中的过零时刻确定为第一计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第一计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第一计数位时刻记为0；
第二确定子模块5042，用于针对所述三相电流差波形中的V相电流波形，将所述V相电流波形中的过零时刻确定为第二计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第二计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第二计数位时刻记为0；
第三确定子模块5043，用于针对所述三相电流差波形中的W相电流波形，将所述W相电流波形中的过零时刻确定为第三计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第三计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第三计数位时刻记为0；
第四确定子模块5044，用于根据所述第一计数位时刻、所述第二计数位时刻和所述第三计数位时刻，按照二进制规则确定出一个不超过6的目标数值；
第五确定子模块5045，用于针对所述三相电流差波形，根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转；
第六确定子模块5046，用于根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置。
在本发明的一个实施例中，所述第五确定子模块5045，还用于：
若所述目标数值的变化规律中包括6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；
若所述目标数值的变化规律中包括6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转。
在本发明的一个实施例中，所述第六确定子模块5046，还用于：
所述电机在处于反转时，所述电机的转子角度比所述电机在处于正转时所述电机的转子角度多60度。
在本发明的一个实施例中，所述初始转速确定模块505，还用于：
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间；
按照如下公式对所述电机的初始转速进行计算：
Figure BDA0002631828680000151
其中，
ω为初始转速，T为目标时间。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对电机初始位置及初始转速的检测装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，电机初始位置及初始转速的检测装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
上述装置内的各模块之间的信息交互、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。
本发明实施例还提供了一种电机初始位置及初始转速的检测装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行本发明任一实施例中的电机初始位置及初始转速的检测方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，存储用于使一计算机执行如本文所述的电机初始位置及初始转速的检测方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的方法或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该方法或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作方法等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
综上所述，本发明各个实施例所提供的电机初始位置及初始转速的检测方法、装置及可读介质，至少具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，本发明提供的电机初始位置及初始转速的检测方法通过利用在电机的转速为零时确定的电机线圈的初始三相电流波形和在电机处于使用状态时确定的电机线圈的实际三相电流波形，做差后获得三相电流差波形，根据三相电流差波形的过零时序，确定电机的初始位置以及根据三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定电机的初始转速。如此设置，能够及时准确地计算出电机转子的初始转速和初始位置，从而可以保证当电机初始反转时，通过检测到电机的初始位置和初始转速，通过刹车等控制方法，控制电机正向转动并达到目标转速，以及可以保证当电机初始正转或者静止时，通过检测到电机的初始位置和初始转速，控制电机直接达到目标转速。
2、在本发明实施例中，通过将三相电流差波形按照目标数值的变化规律进行排布，可以快速且准确地利用程序识别确定电机处于正转或反转，从而可以根据电机处于正转或反转，进一步确定电机的初始位置θ。
3、在本发明实施例中，只要在所有的目标数值的变化规律中查询到包括依次排列的6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；同理，要在所有的目标数值的变化规律中查询到包括依次排列的6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转，如此可以快速且准确地利用程序来确定电机的初始位置θ。
需要指出的是，目标数值6对应的二进制数字为110，同理，目标数值5对应的二进制数字为101，目标数值4对应的二进制数字为100，目标数值3对应的二进制数字为011，目标数值2对应的二进制数字为010，目标数值1对应的二进制数字为001，二进制数字0代表低电平，二进制数字1代表高电平，由此利用目标数值的变化规律可以模拟出三相电流的矩形波形图(可参阅图3)，进而根据该矩形波形图来确定电机处于正转或反转，从而可以快速且准确地利用程序来确定电机的初始位置θ。
4、在本发明实施例中，可参与图3，例如对于目标数值为6(即对应的二进制数字为110)时，在三相电流差波形中，对于正转而言(即在该波形图中规定由左至右为电机正转波形)，该目标数值6所对应的电子转子角度为120度，对于反转而言(即在该波形图中规定由右至左为电机反转波形)，该目标数值6所对应的电子转子角度为180度。也就是说，电机在处于反转时，电机的转子角度比电机在处于正转时电机的转子角度多60度，如此可以快速且准确地确定电机的初始位置θ。
5、在本发明实施例中，由于三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间均为一个波形周期的六分之一，因此可以利用公式
Figure BDA0002631828680000171
对电机的初始转速进行计算。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (9)

1.电机初始位置及初始转速的检测方法，其特征在于，包括：
在所述电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形；其中，所述初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
在所述电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形；其中，所述实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
将所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形；
根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置；
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速；
所述根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置，包括：
针对所述三相电流差波形中的U相电流波形，将所述U相电流波形中的过零时刻确定为第一计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第一计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第一计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的V相电流波形，将所述V相电流波形中的过零时刻确定为第二计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第二计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第二计数位时刻记为0；
针对所述三相电流差波形中的W相电流波形，将所述W相电流波形中的过零时刻确定为第三计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第三计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第三计数位时刻记为0；
根据所述第一计数位时刻、所述第二计数位时刻和所述第三计数位时刻，按照二进制规则确定出一个不超过6的目标数值；
针对所述三相电流差波形，根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转；
根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置；
其中，所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形均通过单电阻电流采样得到。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转，包括：
若所述目标数值的变化规律中包括6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；
若所述目标数值的变化规律中包括6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置，包括：
所述电机在处于反转时，所述电机的转子角度比所述电机在处于正转时所述电机的转子角度多60度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速，包括：
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间；
按照如下公式对所述电机的初始转速进行计算：
Figure FDA0003728670520000021
其中，
ω为初始转速，T为目标时间。
5.电机初始位置及初始转速的检测装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于在所述电机的转速设置为零时，确定电机线圈的初始三相电流波形；其中，所述初始三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
第二确定模块，用于在所述电机处于使用状态时，确定电机线圈的实际三相电流波形，其中，所述实际三相电流波形通过控制占空比为50％的PWM信号中的寄存器值获得；
计算模块，用于将所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形进行做差，获得三相电流差波形；
初始位置确定模块，用于根据所述三相电流差波形的过零时序，确定所述电机的初始位置；
初始转速确定模块，用于根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述电机的初始转速；
所述初始位置确定模块，包括：
第一确定子模块，用于针对所述三相电流差波形中的U相电流波形，将所述U相电流波形中的过零时刻确定为第一计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第一计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第一计数位时刻记为0；
第二确定子模块，用于针对所述三相电流差波形中的V相电流波形，将所述V相电流波形中的过零时刻确定为第二计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第二计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第二计数位时刻记为0；
第三确定子模块，用于针对所述三相电流差波形中的W相电流波形，将所述W相电流波形中的过零时刻确定为第三计数位时刻；其中，当由负值变化为正值时，所述第三计数位时刻记为1，当由正值变化为负值时，所述第三计数位时刻记为0；
第四确定子模块，用于根据所述第一计数位时刻、所述第二计数位时刻和所述第三计数位时刻，按照二进制规则确定出一个不超过6的目标数值；
第五确定子模块，用于针对所述三相电流差波形，根据所述目标数值的变化规律，确定所述电机处于正转或反转；
第六确定子模块，用于根据所述电机处于正转或反转，确定所述电机的初始位置；
其中，所述初始三相电流波形和所述实际三相电流波形均通过单电阻电流采样得到。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述第五确定子模块，还用于：
若所述目标数值的变化规律中包括6、2、3、1、5、4、6时，则确定所述电机处于正转；
若所述目标数值的变化规律中包括6、4、5、1、3、2、6时，则确定所述电机处于反转；
所述第六确定子模块，还用于：
所述电机在处于反转时，所述电机的转子角度比所述电机在处于正转时所述电机的转子角度多60度。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述初始转速确定模块，还用于：
根据所述三相电流差波形的过零时序、最大值出现时序或最小值出现时序，确定所述三相电流差波形中的任意两相电流波形在过零时刻对应的目标时间、在最大值出现时刻对应的目标时间或最小值出现时刻对应的目标时间；
按照如下公式对所述电机的初始转速进行计算：
Figure FDA0003728670520000041
其中，
ω为初始转速，T为目标时间。
8.电机初始位置及初始转速的检测装置，其特征在于，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
9.计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
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