CN112910368A - 一种有刷电机驱动方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及机械控制领域，公开了一种有刷电机驱动方法、装置及计算机可读存储介质。本发明中，一种有刷电机驱动方法，包括：在第一预设频率范围内随机产生初始驱动频率；控制所述有刷电机在所述初始驱动频率下运行；每间隔预设时长，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率，并控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行。本发明实施方式所提供的有刷电机驱动方法、装置及计算机可读存储介质具有减少有刷电机在运行的过程中产生的电磁辐射峰值和噪音干扰的优点。

Description

一种有刷电机驱动方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及机械控制领域，特别涉及一种有刷电机驱动方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

电机是将电能转换为机械能的机械，其具有良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。电机按照其结构可以分为有刷和无刷两种，其中有刷电机，通过电刷将电源的正负极引入到转子的换相器上，换相器连通转子上的线圈，线圈极性不断的交替变换与固定的磁场形成作用力而转动起来。由于有刷电机制造简单，技术门槛低，成本低廉，其在人们的生活中的应用也越来越广泛。达到汽车马达、小到家庭用扫地机，都可以使用有刷电机进行驱动。

然而，本发明的发明人发现：现有技术中的有刷电机在运行的过程中，会对周围的空间产生大量的电磁辐射和噪音干扰，影响人们的日常生活的同时，还会损害周围人员的身体健康。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种有刷电机驱动方法、装置及计算机可读存储介质，减少有刷电机在运行的过程中产生的电磁辐射峰值和噪音干扰。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种有刷电机驱动方法，包括以下步骤：在第一预设频率范围内随机产生初始驱动频率；控制所述有刷电机在所述初始驱动频率下运行；每间隔预设时长，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率，并控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行。

本发明的实施方式还提供了一种有刷电机驱动装置，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述的有刷电机驱动方法。

本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的有刷电机驱动方法。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在产生初始驱动频率并控制有刷电机在初始驱动频率下运行之后，每间隔预设时长，产生新的驱动频率，然后控制有刷电机在新的驱动频率下运行。由于有刷电机的驱动频率每间隔预设时长即发生改变，从而可以将有刷电机运行时产生的电磁辐射的能量分散在不同的频率，防止有刷电机因长时间在同一个驱动频率下运行而使产生的电磁辐射的能量在该频率下叠加，避免电磁辐射的峰值能量过大，从而有效的减少有刷电机在运行时产生的电磁辐射峰值。此外，有刷电机的驱动频率每间隔预设时长即发生改变，还能防止有刷电机的运行频率与有刷电机的外壳等结构发生谐振，避免出现较大的噪声，从而有效的减少有刷电机在运行的过程中产生的噪音干扰。

另外，所述每间隔预设时长，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率之前，还包括：获取所述初始驱动频率和预设上限比例的乘积作为所述第二预设频率范围的理论上限值；设置所述第二预设频率范围的上限值为所述理论上限值；获取所述初始驱动频率和预设下限比例的乘积作为所述第二预设频率范围的理论下限值；判断所述理论下限值是否大于或等于20000赫兹；若是，则设置所述第二预设频率范围的下限值为所述理论下限值，若否，则设置所述第二预设频率范围的下限值为20000赫兹。通过初始驱动频率、预先设置的预设上限比例和预先设置的预设下限比例，分别计算得到第二预设频率范围的理论上限值和理论下限值，当理论下限值小于20000赫兹时，设置第二预设频率范围的下限值为20000赫兹，由于低于20000赫兹的振动会产生人耳能够听到的声音，因此，设置第二预设频率范围的下限值不小于20000赫兹，可以有效的防止有刷电机对人耳产生强烈的噪音干扰。

另外，所述预设上限比例不小于110%且不大于120%，所述预设下限比例不小于80%且不大于90%。

另外，所述预设上限比例和所述预设下限比例通过随机函数产生。

另外，所述控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行之前，还包括：判断所述新的驱动频率与所述有刷电机当前的驱动频率是否相同；若是，则重新产生所述新的驱动频率，再执行所述控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行；若否，则直接执行所述控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行。在控制有刷电机在新的驱动频率下运行之前，增加判断新的驱动频率与有刷电机当前的驱动频率是否相同的步骤，并在判断相同时重新产生新的驱动频率，防止有刷电机的驱动频率连续两次或多次取到相同的值而不发生变化，从而更加有效的减少有刷电机在运行的过程中产生的电磁辐射峰值和噪音干扰。

另外，所述第一预设频率范围为大于或等于20000赫兹。设置第一预设频率范围为大于或等于20000赫兹，防止初始驱动频率小于20000赫兹而导致有刷电机运行时产生噪音干扰。

另外，所述初始驱动频率通过随机函数产生，所述新的驱动频率通过所述随机函数产生。

附图说明

图1是本发明第一实施方式所提供的有刷电机驱动方法的流程图；

图2是本发明第二实施方式所提供的有刷电机驱动方法的流程图；

图3是本发明第三实施方式所提供的有刷电机驱动方法的流程图

图4是本发明第四实施方式所提供的有刷电机驱动装置的结构示意图。

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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种有刷电机驱动方法。具体流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101：在第一预设频率范围内随机产生初始驱动频率。

具体的，在本步骤中，第一预设频率范围为预先设置的初始驱动频率的取值范围，第一预设频率范围可以根据有刷电机的实际情况，如根据有刷电机的型号参数、使用场景等，进行灵活的设定。

进一步的，在本步骤中，初始驱动频率由随机函数在第一预设频率范围内产生。可以理解的是，在第一预设频率范围内随机产生初始驱动频率的方法并不仅限于使用随机函数产生，还可以使用如随机数表法等其他的方法产生，具体可以根据实际需要进行选用。

此外，在本步骤中，第一预设频率范围为大于或等于20000赫兹。由于20000赫兹为人耳可以听到的声音的最高频率，设置第一预设频率范围为大于或等于20000赫兹，防止有刷电机产生人耳可以听到的声音，有效的减少了有刷电机运行时产生的噪音。需要说明的是，第一预设频率范围为大于或等于20000赫兹仅为一种优选的实施方式，第一预设频率范围并不限定于这一取值范围，具体可以根据实际需要进行灵活的设定，例如，如果有刷电机远离人群的地带设置，其驱动频率也可以是小于20000赫兹。

步骤S102：控制有刷电机在初始驱动频率下运行。

具体的，在本步骤中，在步骤S101中产生初始驱动频率后，会将初始驱动频率输入有刷电机的微控制单元；微控制单元通过控制有刷电机的场效应管驱动电路、控制有刷电机在初始驱动频率下运行。

步骤S103：间隔预设时长，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率。

具体的，在本实施方式中，所谓预设时长，即为预先设备的时长，这个时长可以根据实际的需要进行灵活的设定。所谓间隔预设时长，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率，即为有刷电机在初始驱动频率下运行预设时长后，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率。

进一步的，在本实施方式中，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率的方法与在第一预设频率范围内产生初始驱动频率的方法相同，即为通过随机函数在第二预设频率范围内随机产生的。可以理解的是，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率的方法与在第一预设频率范围内产生初始驱动频率的方法也可以不相同，而使用其他的方法随机产生新的驱动频率。具体可以根据实际需要进行灵活的选用。

此外，需要说明的是，第二预设取值范围与第一预设取值范围可以相同也可以不同，具体可以根据实际情况进行选取。在本实施方式中，第二预设取值范围为预先根据实际需要选取的一个取值范围。

步骤S104：控制有刷电机在新的驱动频率下运行，返回步骤S103。

具体的，在本步骤中，步骤S103中产生新的驱动频率之后，控制有刷电机在新的驱动频率下运行。可以理解的是，控制有刷电机在新的驱动频率下运行的方法与步骤S102中大致相同，在此不再赘述。需要说明的是，在本步骤中控制有刷电机在新的驱动频率下运行预设时长后，即返回步骤S103，在此产生变换驱动频率。

与现有技术相比，本发明第一实施方式所提供的有刷电机驱动方法，通过每间隔预设时长，控制有刷电机在新的驱动频率下运行，从而将有刷电机在运行过程中产生的电磁辐射能量分散到不同的频率中，防止电磁辐射的能量在同一频率下累加而出现电磁辐射峰值，对周围环境产生不良影响。此外，每间隔预设时长，控制有刷电机在新的驱动频率下运行，防止有刷电机的其他部件，如外壳等，与转子发生谐振，有效的减小有刷电机在运行过程中的噪音。

本发明的第二实施方式涉及一种有刷电机驱动方法。如图2所示，包含以下步骤：

步骤S201：在第一预设频率范围内随机产生初始驱动频率。

步骤S202：控制有刷电机在初始驱动频率下运行。

步骤S203：根据初始驱动频率计算得到第二预设取值范围。

具体的，在本步骤，预先设置有预设上限比例和预设下限比例，在步骤S201中获取到初始驱动频率后。首先根据初始驱动频率和预设上限比例，计算得到第二预设取值范围的理论上限值，并设置第二预设频率范围的上限值为计算得到的理论上限值；然后根据初始驱动频率和预设下限比例，计算得到第二预设取值范围的理论下限值。由于当有刷电机的驱动频率小于20000赫兹时会产生较大的噪音，因此，还需将计算得到的理论下限值与20000赫兹进行大小比较，如果计算得到的理论下限值大于或等于20000赫兹，则设置第二预设频率范围的下限值为计算得到的理论下限值；如果计算得到的理论下限值小于20000赫兹，则设置第二预设频率范围的下限值为20000赫兹。

优选的，在本步骤中，预设上限比例不小于110%且不大于120%，预设下限比例不小于80%且不大于90%。

此外，在本步骤中，预设上限比例和预设下限比例均通过随机函数获得。可以理解的是，通过随机函数获得仅为本实施方式所提供的一种随机产生预设上限比例和预设下限比例的一种方法举例，在实际应用过程中，也可以是其他的方法产生，在此不进行一一列举。

步骤S204：间隔预设时长，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率。

步骤S205：控制有刷电机在新的驱动频率下运行，返回步骤S204。

由于本实施方式中的步骤S201、S202、S204、S205与第一实施方式中的步骤S101-S104大致相同，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明的第二实施方式所提供的有刷电机驱动方法，通过每间隔预设时长，控制有刷电机在新的驱动频率下运行，从而将有刷电机在运行过程中产生的电磁辐射能量分散到不同的频率中，防止电磁辐射的能量在同一频率下累加而出现电磁辐射峰值，对周围环境产生不良影响。此外，每间隔预设时长，控制有刷电机在新的驱动频率下运行，防止有刷电机的其他部件，如外壳等，与转子发生谐振，有效的减小有刷电机在运行过程中的噪音。此外，通过初始驱动频率、预设上限比例和预设下限比例，计算得到第二预设频率范围，防止连续两次随机获得的驱动频率之间的差值过大，导致有刷电机在迅速转换驱动频率的过程中出现损坏。

本发明的第三实施方式涉及一种有刷电机驱动方法。如图3所示，包含以下步骤：

步骤S301：在第一预设频率范围内随机产生初始驱动频率。

步骤S302：控制有刷电机在初始驱动频率下运行。

步骤S303：间隔预设时长，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率。

步骤S304：判断新的驱动频率与有刷电机当前驱动频率是否相同，若是，则执行步骤S305；若否，则执行步骤S306。

具体的，在本步骤中，在第二预设频率范围内产生新的驱动频率后，先判断新的驱动频率与有刷电机当前的驱动频率是否相同，如果相同，则执行步骤S305，如果不相同，则执行步骤S306。

步骤S305：在第二预设频率范围内重新产生新的驱动频率，返回执行步骤S304。

具体的，在本步骤中，由于步骤S304中判断新的驱动频率与有刷电机当前的驱动频率相同，为了使有刷电机的驱动频率发生变化，则在本步骤中，在第二预设频率范围内重新产生新的驱动频率，并返回步骤S304再次进行判断。

步骤S306：控制有刷电机在新的驱动频率下运行，返回步骤S303。

由于本实施方式中的步骤S301、S302、S303、S306与第一实施方式中的步骤S101-S104大致相同，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明的第二实施方式所提供的有刷电机驱动方法，通过每间隔预设时长，控制有刷电机在新的驱动频率下运行，从而将有刷电机在运行过程中产生的电磁辐射能量分散到不同的频率中，防止电磁辐射的能量在同一频率下累加而出现电磁辐射峰值，对周围环境产生不良影响。此外，每间隔预设时长，控制有刷电机在新的驱动频率下运行，防止有刷电机的其他部件，如外壳等，与转子发生谐振，有效的减小有刷电机在运行过程中的噪音。此外，在控制有刷电机在新的驱动频率下运行之前，增加步骤S304判断新的驱动频率与有刷电机当前的驱动频率是否相同，并在判断两者相同时执行步骤S305重新产生新的驱动频率，并返回步骤S304再次进行判断，直至新的驱动频率与有刷电机当前的驱动频率不同，才执行步骤S306，控制有刷电机在新的驱动频率下运行，防止有刷电机的驱动频率由于连续两次或多次取到相同的值而不发生变化，从而更加有效的减少有刷电机在运行的过程中产生的电磁辐射峰值和噪音干扰。

本发明第四实施方式涉及一种有刷电机驱动装置，如图4所示，包括：至少一个处理器401；以及，与至少一个处理器401通信连接的存储器402；其中，存储器402存储有可被至少一个处理器401执行的指令，指令被至少一个处理器401执行，以使至少一个处理器401能够执行如上述有刷电机驱动方法。

其中，存储器402和处理器401采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器401和存储器402的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器401处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器401。

处理器401负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器402可以被用于存储处理器401在执行操作时所使用的数据。

本发明第五实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备（可以是单片机，芯片等）或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种有刷电机驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第一预设频率范围内随机产生初始驱动频率；

控制所述有刷电机在所述初始驱动频率下运行；

根据初始驱动频率计算得到第二预设频率范围，其中，预先设置有预设上限比例和预设下限比例；获取所述初始驱动频率和预设上限比例的乘积作为所述第二预设频率范围的理论上限值；获取所述初始驱动频率和预设下限比例的乘积作为所述第二预设频率范围的理论下限值；

每间隔预设时长，在所述第二预设频率范围内产生新的驱动频率，并控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行。

2.根据权利要求1所述的有刷电机驱动方法，其特征在于，

判断所述理论下限值是否大于或等于20000赫兹；

若是，则设置所述第二预设频率范围的下限值为所述理论下限值，若否，则设置所述第二预设频率范围的下限值为20000赫兹。

3.根据权利要求1或2所述的有刷电机驱动方法，其特征在于，所述预设上限比例不小于110%且不大于120%，所述预设下限比例不小于80%且不大于90%。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的有刷电机驱动方法，其特征在于，所述预设上限比例和所述预设下限比例通过随机函数产生。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的有刷电机驱动方法，其特征在于，所述控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行之前，还包括：

判断所述新的驱动频率与所述有刷电机当前的驱动频率是否相同；

若是，则重新产生所述新的驱动频率，再执行所述控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行；

若否，则直接执行所述控制所述有刷电机在所述新的驱动频率下运行。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的有刷电机驱动方法，其特征在于，所述第一预设频率范围为大于或等于20000赫兹。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的有刷电机驱动方法，其特征在于，所述初始驱动频率通过随机函数产生，所述新的驱动频率通过所述随机函数产生。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的有刷电机驱动方法，其特征在于，设置所述第二预设频率范围的上限值为所述理论上限值。

9.一种有刷电机驱动装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至8中任一所述的有刷电机驱动方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的有刷电机驱动方法。

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