CN112332715A - 一种电机的智能功率调节控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机的智能功率调节控制方法及其控制系统，包括操作步骤：S10)、电机控制器对电机的输出电压和输出电流进行实时采样，分别得到电机采样电压和电机采样电流；S20)、电机控制器基于步骤S10)得到的电机采样电压和电机采样电流计算电机当前输出功率；S30)、基于预先制定的电池电压‑电机输出功率调节表以及电池的当前电压值，电机控制器对电机输出功率进行动态调节；本发明对电机输出功率进行动态调节，调节控制过程简单可靠，算法简单，在确保电机的基础驱动性能基础上，同时有效增加了电池的使用寿命，延长控制系统整体的续航时间。

Description

一种电机的智能功率调节控制方法及其控制系统

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体涉及了一种电机的智能功率调节控制方法，本发明还涉及了该电机智能功率调节控制方法应用的控制系统。

背景技术

随着国家GDP的持续快速发展、消费者收入的持续增长，尤其是大中城市居民收入水平的快速增长，居民的居住条件得到不断改善。复式住房以及大面积住房越来越多，居民对吸尘器的需求也越来越强。随着环境保护和绿色健康意识全面觉醒，以吸尘器为代表的手持式家居清洁健康电器受到广泛关注，普及程度不断提升，已成为改善生活环境、保障身体健康不可或缺的工具。

具体来说，目前吸尘器在国内还处于较低的应用水平，未来还有很大发展空间。吸尘器作为清洁类产品的代表，目前已经在小家电类产品中占据了很高的地位，中国吸尘器行业也发生了一些变化，吸尘器细分产品不断增多。随着生活水平的不断提高，人们对于家居清洁的要求也越来越高，随之带来的吸尘器的新技术和功能的开发也越来越快，越来越多的新技术和新功能被开发应用到吸尘器产品上。

然而，申请人发现现有的吸尘器产品基本均是采用恒功率控制，并在恒功率控制原则下，设置功率等级用于人工进行切换进而实现对吸尘器功率的调节，在功率等级切换的过程中，会造成使用体验不佳的问题；也有采用恒电压控制的方式，但这会导致吸尘器电池的使用寿命降低。

因此，寻求新的技术方案来解决以上技术问题是十分有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机的智能功率调节控制方法及其控制系统，对电机输出功率进行动态调节，调节控制过程简单可靠，算法简单，在确保电机的基础驱动性能基础上，同时有效增加了电池的使用寿命，延长控制系统整体的续航时间。

本发明采用的技术方案如下：

一种电机的智能功率调节控制方法，采用电池作为电机的供应电源，包括如下操作步骤：

S10)、电机控制器对电机的输出电压和输出电流进行实时采样，分别得到电机采样电压和电机采样电流；

S20)、电机控制器基于步骤S10)得到的电机采样电压和电机采样电流计算电机当前输出功率；

S30)、基于预先制定的电池电压-电机输出功率调节表以及电池的当前电压值，电机控制器对电机输出功率进行动态调节，用于增加电池的使用寿命。

优选地，所述电池电压-电机输出功率调节表是指根据电池的当前电压值确定电机输出功率的调节比例，在确保电机驱动性能的同时增加电池的使用寿命。

优选地，在电池电压-电机输出功率调节中，当电池的当前电压值大于或等于比例系数A的电池额定电压时，电机输出功率＝电池的当前电压值/电池额定电压*电机当前输出功率；当电池的当前电压值小于比例系数A的电池额定电压时，电机输出功率＝比例系数A*电机当前输出功率。

优选地，所述比例系数A为40-60％；进一步优选地，所述比例系数A为50％。

优选地，所述电机为直流无刷电机，所述电池为锂电池包。

优选地，所述电机控制器通过与BMS的数据交互通信实时获取电池的当前电压值。

优选地，一种电机的智能功率调节控制系统，采用如上所述的智能功率调节控制方法对电机输出功率进行动态调节，用于增加电池的使用寿命。

优选地，包括电机、用于控制电机运行的电机控制器、向电机供应电源的电池以及用于监测保护电池的BMS；其中，所述BMS对电池的当前电压和电流进行监测，并与所述电机控制器进行数据交互通信。

优选地，所述BMS通过设置在电池上的热敏电阻对电池的当前温度进行监测，当发现电池由于放电导致温度过高时，通知电机控制器进入温度保护控制状态。

优选地，应用作为吸尘器或吹风机或扫地机的控制系统。

针对采用电池作为供应电源的电机驱动控制系统，为了延长电池的使用寿命同时不影响使用体验，本发明创造性地提出根据电池的当前电压来对电机的输出功率进行实时动态调节，避免采用现有技术中采用的手工分级调节或恒电压控制调节方式，调节控制过程简单可靠，算法简单，在确保电机的基础驱动性能基础上，同时有效增加了电池的使用寿命，延长控制系统整体的续航时间，当将本发明提出的控制系统应用于包括吸尘器、吹风机或扫地机等各类手持式电器后，可以明显增加它们的续航时间以及获得较好的用户体验感。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中电机的智能功率调节控制系统的结构框图；

图2是电机的智能功率调节控制方法步骤框图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种电机的智能功率调节控制方法，采用电池作为电机的供应电源，包括如下操作步骤：

S10)、电机控制器对电机的输出电压和输出电流进行实时采样，分别得到电机采样电压和电机采样电流；

S20)、电机控制器基于步骤S10)得到的电机采样电压和电机采样电流计算电机当前输出功率；

S30)、基于预先制定的电池电压-电机输出功率调节表以及电池的当前电压值，电机控制器对电机输出功率进行动态调节，用于增加电池的使用寿命。

本发明实施例还公开了一种电机的智能功率调节控制系统，采用如上所述的智能功率调节控制方法对电机输出功率进行动态调节，用于增加电池的使用寿命。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参见图1所示，一种电机的智能功率调节控制系统，应用作为吸尘器控制系统，包括直流无刷电机、用于控制电机运行的电机控制器、向电机供应电源的电池(作为电机的供应电源)以及用于监测保护电池的BMS(属于电池领域的公知结构，通常也被称为电池管理系统)；其中，BMS对电池的当前电压和电流进行监测，优选地，在本实施方式中，电池为锂电池包；BMS通过设置在电池上的热敏电阻对电池的当前温度进行监测，当发现电池由于放电导致温度过高时，电机控制器进入温度保护控制状态(其具体温度保护控制过程采用公知技术，这不是本申请的技术创新点，因此不具体展开说明)，杜绝控制系统由于温度过高而导致无法正常运行；BMS与电机控制器进行数据交互通信(数据主要包括电池电压，电流以及电池温度等实时数据)，确保电机控制器实时获取电池电压，电流以及电池温度等实时数据并及时做出控制指令；

请进一步参见图2所示，本实施例如上所述直流无刷电机的智能功率调节控制系统采用如下智能功率调节控制方法，包括如下操作步骤：

S10)、电机控制器对电机的输出电压和输出电流进行实时采样，分别得到电机采样电压和电机采样电流；

S20)、电机控制器基于步骤S10)得到的电机采样电压和电机采样电流计算电机当前输出功率；

S30)、基于预先制定的电池电压-电机输出功率调节表以及电池的当前电压值，电机控制器对电机输出功率进行动态调节，用于增加电池的使用寿命。

优选地，电池电压-电机输出功率调节表是指根据电池的当前电压值确定电机输出功率的调节比例；进一步优选地，在本实施方式中，为了不影响电机基本驱动性能的基础上，增加锂电池包的使用寿命，进而提高吸尘器的续航时间，在电池电压-电机输出功率调节中，当电池的当前电压值大于或等于比例系数A的电池额定电压时，电机输出功率＝电池的当前电压值/电池额定电压*电机当前输出功率；当电池的当前电压值小于比例系数A的电池额定电压时，电机输出功率＝比例系数A*电机当前输出功率，直至电池的当前电压值为0；优选地，为了确保直流无刷电机的驱动性能不受到影响，本申请建议的比例系数A为40-60％，具体优选地，在本实施方式中，比例系数A为50％，电池电压-电机输出功率调节表具体采用如下表1：

表1：电池电压-电机输出功率调节表

具体地，在本实施方式中，电池额定电压的范围通常为3.6-48V。

当然地，在其他实施方式中，可以根据实际控制需要，来选择具体的比例系数A，也可以采用其他合适的比例关系作为电池电压-电机输出功率调节表(例如根据电池的当前电压进一步设置比例系数B进行智能化分级动态调节)，只要同样可以基于电池的当前电压来实现对电机输出功率的动态调节效果，进而实现对电机输出功率的智能动态调节效果，本实施例对电池电压-电机输出功率调节表不做特别唯一限定；

本实施例如上所述的智能功率调节控制系统同样也可以应用于吹风机或扫地机或其他手持式电器中，可以获得类似的技术效果，增加它们的续航时间。

本实施例创造性地提出根据电池的当前电压来对电机的输出功率进行实时动态调节，避免采用现有技术中采用的手工分级调节或恒电压控制调节方式，调节控制过程简单可靠，算法简单，在确保电机的基础驱动性能基础上，同时有效增加了电池的使用寿命，延长控制系统整体的续航时间，当将本实施例提出的控制系统应用于包括吸尘器、吹风机或扫地机等各类手持式电器后，可以明显增加它们的续航时间以及获得较好的用户体验感。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电机的智能功率调节控制方法，采用电池作为电机的供应电源，其特征在于，包括如下操作步骤：

S10)、电机控制器对电机的输出电压和输出电流进行实时采样，分别得到电机采样电压和电机采样电流；

S20)、电机控制器基于步骤S10)得到的电机采样电压和电机采样电流计算电机当前输出功率；

S30)、基于预先制定的电池电压-电机输出功率调节表以及电池的当前电压值，电机控制器对电机输出功率进行动态调节，用于增加电池的使用寿命。

2.根据权利要求1所述的智能功率调节控制方法，其特征在于，所述电池电压-电机输出功率调节表是指根据电池的当前电压值确定电机输出功率的调节比例，在确保电机驱动性能的同时增加电池的使用寿命。

3.根据权利要求2所述的智能功率调节控制方法，其特征在于，在电池电压-电机输出功率调节中，当电池的当前电压值大于或等于比例系数A的电池额定电压时，电机输出功率＝电池的当前电压值/电池额定电压*电机当前输出功率；当电池的当前电压值小于比例系数A的电池额定电压时，电机输出功率＝比例系数A*电机当前输出功率。

4.根据权利要求3所述的智能功率调节控制方法，其特征在于，所述比例系数A为40-60％。

5.根据权利要求1所述的智能功率调节控制方法，其特征在于，所述电机为直流无刷电机，所述电池为锂电池包。

6.根据权利要求1所述的智能功率调节控制方法，其特征在于，所述电机控制器通过与BMS的数据交互通信实时获取电池的当前电压值。

7.一种电机的智能功率调节控制系统，其特征在于，采用如权利要求1-6之一所述的智能功率调节控制方法对电机输出功率进行动态调节，用于增加电池的使用寿命。

8.根据权利要求7所述的智能功率调节控制系统，其特征在于，包括电机、用于控制电机运行的电机控制器、向电机供应电源的电池以及用于监测保护电池的BMS；其中，所述BMS对电池的当前电压和电流进行监测，并与所述电机控制器进行数据交互通信，用于获取电池的当前电压值。

9.根据权利要求8所述的智能功率调节控制系统，其特征在于，所述BMS通过设置在电池上的热敏电阻对电池的当前温度进行监测，当发现电池由于放电导致温度过高时，通知电机控制器进入温度保护控制状态。

10.根据权利要求7所述的智能功率调节控制系统，其特征在于，应用作为吸尘器或吹风机或扫地机的控制系统。

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