CN112994536B - 电机控制方法、装置、电机及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机控制方法、装置、电机及可读存储介质，其中，该电机控制方法，包括如下步骤：获取电机的当前转速；判断所述当前转速是否小于预设目标转速；当所述当前转速小于所述预设目标转速时，增加所述当前转速所对应的超前参数值，所述超前参数值用于确定电机的换相时间；根据增加后的所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速。上述电机控制方法，在电机转速低于预设目标转速时，通过增加超前参数值的数值改变电机电流的换相位置，提高电机的转速，实现了电机的高速运行，提高了电机的运行效率。

Description

电机控制方法、装置、电机及可读存储介质

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机控制方法、装置、电机及可读存储介质。

背景技术

现有技术中的电机通常是直接以霍尔跳变沿为基准，切换PWM波的关断来实现电机的换相，这种情况下，电机是在反电动势过零点之前提前换向励磁，没有换相前电流的大小和电流超前反电动势零点之间的角度；这样存在转速不稳定，电流控制精度差的问题，不能实现电机高速运行，且电流控制手段的简陋，导致电机效率低，造成功率器件的运行电流大，发热严重，容易损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电机控制方法、装置、电机及可读存储介质，以解决现有技术中电机运行效率低的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种电机控制方法，包括如下步骤：获取电机的当前转速；判断所述当前转速是否小于预设目标转速；当所述当前转速小于所述预设目标转速时，增加所述当前转速所对应的超前参数值，所述超前参数值用于确定电机的换相时间；根据增加后的所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速。

可选地，所述超前参数值包括超前时间或者超前角度。

可选地，增加后的所述超前时间不小于一个PWM周期。

可选地，增加后的所述超前时间不大于半个霍尔周期的30％。

可选地，根据增加后的所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速的步骤中，包括：根据增加后的所述超前参数值确定增加后的所述超前参数值对应的PWM波的超前个数；根据所述超前个数确定霍尔跳变位置，在PWM波的个数等于所述超前个数时，控制电机在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变；在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变后，计数PWM励磁脉冲个数；根据所述PWM励磁脉冲个数控制电机换相。

可选地，根据所述PWM励磁脉冲个数控制电机换相的步骤中，包括：判断所述PWM励磁脉冲个数是否等于半个霍尔周期内的预设脉冲个数；在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相。

可选地，在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相的步骤之后，还包括：将所述PWM励磁脉冲个数清零。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种电机控制装置，包括：第一获取模块，用于获取电机的当前转速；第一判断模块，用于判断所述当前转速是否小于预设目标转速；第一处理模块，用于当所述当前转速小于所述预设目标转速时，增加所述当前转速所对应的超前参数值，所述超前参数值用于确定电机的换相时间；第二处理模块，用于根据所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种电机，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明第一方面中任一项所述的电机控制方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述本发明第一方面中任一所述的电机控制方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的电机控制方法，包括如下步骤：获取电机的当前转速；判断所述当前转速是否小于预设目标转速；当所述当前转速小于所述预设目标转速时，增加所述当前转速所对应的超前参数值，所述超前参数值用于确定电机的换相时间；根据增加后的所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速。上述电机控制方法，在电机转速低于预设目标转速时，通过增加超前参数值的数值改变电机电流的换相位置，提高电机的转速，实现了电机的高速运行，提高了电机的运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例中电机控制方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例中电机控制方法的另一个具体示例的流程图；

图3为本发明实施例中电机控制方法的另一个具体示例的流程图；

图4为本发明实施例中电机控制方法的另一个具体示例的流程图；

图5为本发明实施例中电机控制方法的电机运行位置传感器及励磁电压波形图；

图6为本发明实施例中电机控制装置的一个具体示例的框图；

图7为本发明实施例提供的电机的硬件结构示意图。

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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种电机控制方法，可应用于电机中，提高了电机的运行效率。

图1是根据本发明实施例的电机控制方法的流程图，如图1所示，该电机控制方法包括步骤S1－S4。

步骤S1：获取电机的当前转速。

在一实施例中，可通过设置于电机上的速度传感器检测电机的当前转速；当然，在其它实施例中，也可以通过现有技术中的其它方式得到当前转速。

步骤S2：判断当前转速是否小于预设目标转速。

在一实施例中，不同的电机具有不同的预设目标转速，在实际应用过程中可合理设置预设目标转速。

步骤S3：当当前转速小于预设目标转速时，增加当前转速所对应的超前参数值，超前参数值用于确定电机的换相时间。当当前转速大于或者等于预设目标转速时，保持当前转速所对应的超前参数。

在一实施例中，超前参数值包括超前时间或者超前角度。具体地，超前时间和超前角度可根据当前转速与目标转速的差值确定，例如，上述差值越大，超前时间和超前角度的数值也越大，相应地，差值越小，超前时间和超前角度的数值也相应地越小；超前时间和超前角度的具体数值可通过多次测量得到经验值，进而根据经验值合理确定其数值。

在一实施例中，增加后的超前时间不小于一个PWM周期，超前时间太小，则后续转速的调节量较小，将超前时间设置为不小于一个PWM周期以保证转速的调节量适中。具体地，在本实施例中，增加后的所述超前时间为一个PWM周期，本实施例仅作示意性说明，并不以此为限，在其它实施例中，该数值可根据实际需要合理设置，增加后的超前时间为PWM周期的整数倍或者非整数倍。当然，在其它实施例中，超前时间也可以是其它数值，并不仅局限于PWM周期的整数个，也可以是PWM周期的小数个，例如2.5个PWM周期，或者3.2个PWM周期。需要说明的是，超前时间在本实施例中应当理解为时间段，如图5所示，T1时间段里面的PWM个数可以不是整数个，对PWM波的个数计数，主要是在T1+T2时间段里面才有有效的计数值，即T1和T2、T3之和T，T里面的PWM个数必然是整数的个，而不必强调T1里面的PWM波个数是整数，因为强调T1里面整数个，成本会高很多。

在一实施例中，增加后的超前时间不大于半个霍尔周期的30％，超前时间太大，则转速的调节量过大，超前时间不大于半个霍尔周期的30％能够很好地保证转速的调整。

步骤S4：根据增加后的超前参数值控制电机换相以增加电机转速。增加后的超前参数使得电机在下一个周期内的电机电流需要超前反电动势过零点换相，从而实现电机的高速运行。

上述电机控制方法，在电机转速低于预设目标转速时，通过增加超前参数值的数值改变电机电流的换相位置，提高电机的转速，实现了电机的高速运行，提高了电机的运行效率。

在一实施例中，如图2所示，步骤S4具体可包括步骤S41-S44。

步骤S41：根据增加后的超前参数值确定增加后的超前参数值对应的PWM波的超前个数。

在一实施例中，超前参数值可以是超前时间，将增加后的超前时间除以PWM波的周期得到超前个数。当然，在其它实施例中，也可根据超前角度无额定PWM波的超前个数。

步骤S42：根据超前个数确定霍尔跳变位置，在PWM波的个数等于超前个数时，控制电机在霍尔跳变位置进行霍尔跳变。

步骤S43：在霍尔跳变位置进行霍尔跳变后，计数PWM励磁脉冲个数。

步骤S44：根据PWM励磁脉冲个数控制电机换相。

通过以霍尔跳变沿为基准且以PWM个数计数进行换相的控制方式，通过在半个霍尔周期内，计算出PWM励磁脉冲个数，然后根据所需要的转速点进行，确立在半个霍尔周期内计数到第几个励磁脉冲决定换相。实现了电机电流超前反电动势过零点换相，且电机在更高转速点上运行，实现电机的高速运行。

在一实施例中，如图3所示，步骤S44具体可包括步骤S441-S442。

步骤S441：判断所述PWM励磁脉冲个数是否等于半个霍尔周期内的预设脉冲个数。在PWM励磁脉冲个数等于预设脉冲个数时，执行步骤S442；在PWM励磁脉冲个数不等于预设脉冲个数时，不执行任何动作。

步骤S442：在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相。

在一实施例中，如图4所示，步骤S44还包括步骤S443。

步骤S443：将PWM励磁脉冲个数清零。对PWM励磁脉冲个数进行清零，实现了电机绕组中电流的对称，保证PWM波控制的对称，避免了由于电流不对称造成的电机运行不平稳的问题；并且，对称运行还能够降低噪声，电流对称使得电机的温度更加均衡，避免了电机由于温度过高而造成的烧毁或者击穿，有效地保护电机。

通过在每个霍尔跳变沿都对PWM计数值进行清零校正，可实现两相PWM对称，解决了在电机稳定运行中电流平稳的问题，实现了电机转速稳定运行，运行电流稳定，且电机能够以较高的效率运行，减少电流过大导致的功率器件的持续以过高的温度运行，造成寿命较少，实现电机电机换相的准确性，实现电机的高速运行，提高电机的运行效率，延长电池的供电实现，实现了电机在负载里运行的时间延长，获得较好的用户体验。

图5为电机运行位置传感器及励磁电压波形图，保证电机在高速时稳定运行，必须对电机运行时的电流进行有效的控制，通过检测霍尔信号跳变的时刻，获得电机换相的的准确时刻。

当T1等于0时，PWM波的切换时刻与霍尔信号条边沿保持一致，同过计算每半个霍尔周期内的时间(即T2+T3)，除以每个PWM波固定的时间周期，从而计算出每半个霍尔周期内PWM波的个数，在半个霍尔周期内发出固定的PWM个数，在数完固定的PWM个数以后，对计数器清零校正，保证电流在每相绕组同流通的实现是一致，从而实现电机中的两相电流是对称一致，避免反电动势过零点超前于PWM波换相，会导致电机励磁电压换向错误，获得了电机稳定的运行效果，实现电流和转速的稳定运行；电流稳定运行，避免电流过大变化造成对相关器件的电流冲击，以及电流大导致发热严重，造成对器件热冲击，降低器件使用寿命；在提高电流利用率的同时，有效的提高了电机的运行效率。

当T1时间长度大于一个PWM周期时，根据计算出的半个霍尔周期(T1+T2+T3)除以每个PWM波固定的时间周期，从而计算出每半个霍尔周期内PWM波的个数，在数完固定的PWM个数以后，对计数器清零矫正，并实现电机换相运行。为使电机高速运行，电机的电流需要超前反电动势过零点换相，从何电机才能实现高速运行。电机的运行电流是通过控制绕组通入的PWM个数实现控制的，通过控制T1时间的长度，即电机PWM超出反电动势过零点的时刻，让电流超前反电动势过零点换相，从而实现了电机的高速运行，而控制T1时刻的长度，电机能够获得不同速度的高速效果，从而获得了一种较好的电机控制方法。

通过在每个霍尔跳变沿都对PWM计数值进行清零校正，可实现两相PWM对称，解决了在电机稳定运行中电流平稳的问题。通过在半个霍尔周期内，计算出PWM励磁脉冲个数，然后根据所需要的超前角度进行，确立在半个霍尔周期内计数到第几个励磁脉冲决定换相。实现了电机电流超前反电动势过零点换相，且电机在更高转速点上运行，实现电机的高速运行。解决了在电机稳定运行中，电流不平稳的问题，有益于改善相关运行器件的运行发热情况，获得较长的使用寿命。解决了电机运行电流不稳，电流过大，导致电机效率低的问题。

本实施例中的电机控制方法具有如下优点：减小电流波动，保持电机换相时电流的稳定；减小转速波动，获得高速且稳定运行效果；降低电机噪音；避免电流不稳；控制电流的稳定运行，获得较高的电机运行效率；避免电流峰值导致电机相关器件损坏，或者电流过大导致器件过热失效；实时计算PWM发出的个数，实现了电机换相的准确性；通过控制PWM发出时刻和数量，是电流超前反电动势过零点换相，实现电机的高速运行；通过提高电机效率，由电池提供电源的产品的获得更长的运行时间。

在本实施例中还提供了一种电机控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

相应地，请参考图6，本发明实施例提供一种电机控制装置，包括：第一获取模块1、第一判断模块2、第一处理模块3和第二处理模块4。

第一获取模块1，用于获取电机的当前转速；详细内容参考步骤S1所述。

第一判断模块2，用于判断所述当前转速是否小于预设目标转速；详细内容参考步骤S2所述。

第一处理模块3，用于当所述当前转速小于所述预设目标转速时，增加所述当前转速所对应的超前参数值，所述超前参数值用于确定电机的换相时间；详细内容参考步骤S3所述；

第二处理模块4，用于根据所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速。

在一实施例中，超前参数值包括超前时间或者超前角度。

在一实施例中，增加后的所述超前时间不小于一个PWM周期。

在一实施例中，增加后的所述超前时间不大于半个霍尔周期的30％。

在一实施例中，第二处理模块包括：第一处理子模块，用于根据增加后的所述超前参数值确定增加后的所述超前参数值对应的PWM波的超前个数，详细内容参考步骤S41所述；第二处理子模块，用于根据所述超前个数确定霍尔跳变位置，在PWM波的个数等于所述超前个数时，控制电机在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变，详细内容参考步骤S42所述；第三处理子模块，用于在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变后，计数PWM励磁脉冲个数，详细内容参考步骤S43所述；第四处理子模块，用于根据所述PWM励磁脉冲个数控制电机换相，详细内容参考步骤S44所述。

在一实施例中，第四处理子模块包括：第一判断单元，用于判断所述PWM励磁脉冲个数是否等于半个霍尔周期内的预设脉冲个数，详细内容参考步骤S441所述；第一处理单元，用于在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相，详细内容参考步骤S442所述。

在一实施例中，第四处理子模块还包括：第二处理单元，用于将所述PWM励磁脉冲个数清零，详细内容参考步骤S443所述。

上述各个模块的更进一步的功能描述与上述方法实施例相同，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种电机，如图7所示，包括：处理器101和存储器102；其中，处理器101和存储器102可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。

处理器101可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器101还可以为其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器102作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电机控制方法对应的程序指令/模块(例如，图6所示的第一获取模块1、第一判断模块2、第一处理模块3和第二处理模块4)。处理器101通过运行存储在存储器102中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的电机控制方法。

存储器102可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器101所创建的数据等。此外，存储器102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器102可选包括相对于处理器101远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器101。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器102中，当被所述处理器101执行时，执行如图1至图4所示实施例中的电机控制方法。

上述服务器具体细节可以对应参阅图1至图4所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一所述的电机控制方法。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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种电机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取电机的当前转速；

判断所述当前转速是否小于预设目标转速；

当所述当前转速小于所述预设目标转速时，增加所述当前转速所对应的超前参数值，所述超前参数值用于确定电机的换相时间；

根据增加后的所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速；

根据增加后的所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速的步骤中，包括：根据增加后的所述超前参数值确定增加后的所述超前参数值对应的PWM波的超前个数；根据所述超前个数确定霍尔跳变位置，在PWM波的个数等于所述超前个数时，控制电机在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变；在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变后，计数PWM励磁脉冲个数；根据所述PWM励磁脉冲个数控制电机换相；

根据所述PWM励磁脉冲个数控制电机换相的步骤中，包括：判断所述PWM励磁脉冲个数是否等于半个霍尔周期内的预设脉冲个数；在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相；

在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相的步骤之后，还包括：将所述PWM励磁脉冲个数清零。

2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述超前参数值包括超前时间或者超前角度。

3.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，增加后的所述超前时间不小于一个PWM周期。

4.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，增加后的所述超前时间不大于半个霍尔周期的30％。

5.一种电机控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取电机的当前转速；

第一判断模块，用于判断所述当前转速是否小于预设目标转速；

第一处理模块，用于当所述当前转速小于所述预设目标转速时，增加所述当前转速所对应的超前参数值，所述超前参数值用于确定电机的换相时间；

第二处理模块，用于根据所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速；

根据增加后的所述超前参数值控制电机换相以增加电机转速的步骤中，包括：根据增加后的所述超前参数值确定增加后的所述超前参数值对应的PWM波的超前个数；根据所述超前个数确定霍尔跳变位置，在PWM波的个数等于所述超前个数时，控制电机在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变；在所述霍尔跳变位置进行霍尔跳变后，计数PWM励磁脉冲个数；根据所述PWM励磁脉冲个数控制电机换相；

根据所述PWM励磁脉冲个数控制电机换相的步骤中，包括：判断所述PWM励磁脉冲个数是否等于半个霍尔周期内的预设脉冲个数；在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相；

在所述PWM励磁脉冲个数等于所述预设脉冲个数时，控制电机换相的步骤之后，还包括：将所述PWM励磁脉冲个数清零。

6.一种电机，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1－4中任一项所述的电机控制方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述权利要求1－4中任一所述的电机控制方法。

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