CN113014156A - 电机控制方法、装置、电机及可读存储介质 - Google Patents

电机控制方法、装置、电机及可读存储介质 Download PDF

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张晓菲
吴文贤
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陈彬
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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：获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；判断所述PWM个数是否等于预设个数，所述预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，所述超前参数用于确定电机的换相时间；在所述PWM个数等于所述预设个数时，控制所述电机进行换相。上述电机控制方法，在霍尔跳变沿时开始计数PWM个数，当计数到需要换相的个数时进行换相，实现电机的精准换相，保证每半个霍尔周期超前参数一致，使得电机电流正负周期波形一致，实现了电机的平稳运行。

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
电机在高速运行时，要想达到预设的转速，通常需要进行弱磁控制。弱磁控制即反电动势过零前将电流驱动到绕组；通常以霍尔跳变沿为基准，在霍尔跳变沿之前一定角度励磁，常用手段是预设励磁时间，但电机在运行过程中，转速会变化，因此，霍尔周期是变化的，固定一预设时间会导致提前角度不一致，电流出现峰值，电机运行不平稳。
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换相角度不一致导致运行不平稳的问题。
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：获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；判断所述PWM个数是否等于预设个数，所述预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，所述超前参数用于确定电机的换相时间；在所述PWM个数等于所述预设个数时，控制所述电机进行换相。
可选地，判断所述PWM个数是否等于预设个数的步骤之前，还包括：获取电机的超前参数和PWM脉冲频率；根据所述超前参数和PWM脉冲频率确定预设个数。
可选地，根据所述超前参数和PWM脉冲频率确定预设个数的步骤中，包括：根据所述超前参数确定所述超前参数对应的PWM脉冲的超前个数；根据所述超前个数和半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数确定预设个数。
可选地，所述预设个数为半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数减去所述超前个数。
可选地，根据所述超前个数和半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数确定预设个数的步骤中，包括：获取半个霍尔周期内的宽度；根据所述宽度和PWM脉冲频率确定半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数。
可选地，所述预设个数为正整数。
可选地，所述超前参数包括超前时间或者超前角度。
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，用于获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；第一判断模块，用于判断所述PWM个数是否等于预设个数，所述预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，所述超前参数用于确定电机的换相时间；第一处理模块，用于在所述PWM个数等于所述预设个数时，控制所述电机进行换相。
可选地，还包括：第二获取模块，用于获取电机的超前参数和PWM脉冲频率；第二处理模块，用于根据所述超前参数和PWM脉冲频率确定预设个数。
可选地，所述第二处理模块包括：第一处理子模块，用于根据所述超前参数确定所述超前参数对应的PWM脉冲的超前个数；第二处理子模块，用于根据所述超前个数和半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数确定预设个数。
可选地，所述预设个数为半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数减去所述超前个数。
可选地，所述第二处理子模块包括：第一获取单元，用于获取半个霍尔周期内的宽度；第一处理单元，用于根据所述宽度和PWM脉冲频率确定半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数。
可选地，所述预设个数为正整数。
可选地，所述超前参数包括超前时间或者超前角度。
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：获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；判断所述PWM个数是否等于预设个数，所述预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，所述超前参数用于确定电机的换相时间；在所述PWM个数等于所述预设个数时，控制所述电机进行换相。上述电机控制方法，在霍尔跳变沿时开始计数PWM个数，当计数到需要换相的个数时进行换相，实现电机的精准换相，保证每半个霍尔周期超前参数一致，使得电机电流正负周期波形一致，实现了电机的平稳运行。
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PWM波形与霍尔波形的示意图；
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，有效解决了超前角度不一致问题，确保各半周期超前角度一致，提高了电机的运行平稳性。
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－S3。
步骤S1：获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数。
在一实施例中，可通过设置于电机上的脉冲计数器检测霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；当然，在其它实施例中，也可以通过现有技术中的其它具有计数功能的芯片得到PWM个数。
在一实施例中，霍尔跳变沿可包括正向跳变沿和负向跳变沿，从负半霍尔周期进入正半霍尔周期的跳变沿称为正半跳变沿，从正半霍尔周期进入负半霍尔周期的跳变沿称为负半跳变沿。需要说明的是，本实施例中的霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数，可以是正半霍尔周期跳变沿之后的PWM脉冲的PWM个数，也可以是负半霍尔周期跳变沿之后的PWM脉冲的PWM个数，由于正半霍尔周期和负半霍尔周期是对称的，故正半霍尔周期和负半霍尔周期的PWM脉冲的脉冲个数是相同的。
步骤S2：判断PWM个数是否等于预设个数，预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，超前参数用于确定电机的换相时间。在PWM个数等于预设个数时，执行步骤S3；在PWM个数不等于预设个数时，不执行任何动作。
在一实施例中，根据电机的运行情况，预先得到需要超前参数的具体数值，在根据PWM脉冲频率确定在霍尔跳变沿之后所需的PWM个数，以便在PWM个数满足要求时控制电机进行换相。
步骤S3：在PWM个数等于预设个数时，控制电机进行换相，保证每半个霍尔周期超前参数一致。通过霍尔跳变沿之后计数PWM个数，能够有效保证每半个霍尔周期超前参数一致。
在一实施例中，预设个数可以是正整数，也可以是大于零的小数。优选地，预设个数为正整数，换相控制更加精确、操作更加便捷。例如，半个霍尔周期内所包含的PWM脉冲的总个数为4个，超前个数为1个，则预设个数为3个，本实施例仅作示意性说明，并不以此为限；当然，在其它实施例中，总个数为4个，超前个数为1.3个，则预设个数为2.7个，根据实际需要合理设置即可。
上述电机控制方法，在霍尔跳变沿时开始计数PWM个数，当计数到需要换相的个数时进行换相，实现电机的精准换相，保证每半个霍尔周期超前参数一致，使得电机电流正负周期波形一致，实现了电机的平稳运行。
在一实施例中，如图2所示，步骤S2判断PWM个数是否等于预设个数的步骤之前，还包括步骤S4－S5。
具体地，步骤S4－S5可以位于步骤S1和S2之间，也可以位于步骤S1之前，根据实际需要合理设置即可。
步骤S4：获取电机的超前参数和PWM脉冲频率。
在一实施例中，超前参数可以包括超前时间或者超前角度。具体地，超前参数根据电机的实际运行转速和运行功率获得。电机在不同的运行转速和运行功率下，通过调整超前参数，获得在此工况下的最优效率，将此超前参数与对应的运行转速和运行功率记录，存储于内部存储器内，实际应用时通过检测当前的运行转速和运行功率确定此时的超前参数。
在一实施例中，通过检测当前的运行转速和运行功率得到电机的超前参数，通过载波频率得到PWM脉冲频率。
步骤S5：根据超前参数和PWM脉冲频率确定预设个数。
具体地，如图3所示，步骤S5包括步骤S51－S52。
步骤S51：根据超前参数确定超前参数对应的PWM脉冲的超前个数。
在一实施例中，超前参数可以是超前时间，根据脉冲频率可得到PWM脉冲一个周期的时间，将超前时间除以一个PWM脉冲的周期即可得到超前时间所对应的PWM脉冲的超前个数。
在另一实施例中，超前参数也可以是超前角度，根据超前角度确定超前个数，例如，半个霍尔周期内允许的PWM周期个数为4个，4个PWM周期对应90°电角度，则每个PWM周期对应约23°，如要超前23°，则需要超前1个PWM周期。
步骤S52：根据超前个数和半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数确定预设个数。
在一实施例中，具体地，预设个数为半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数减去超前个数。
具体地，如图4所示，步骤S52包括步骤S521－S522。
步骤S521：获取半个霍尔周期内的宽度。
在一实施例中，半个霍尔周期内的宽度可以是半个霍尔周期所对应的时间。
步骤S522：根据宽度和PWM脉冲频率确定半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数。
在一实施例中，PWM脉冲频率可以得到一个PWM脉冲周期所对应的时间，将半个霍尔周期所对应的时间除以一个PWM脉冲周期所对应的时间，则得到半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数。
为了便于理解，本实施例中以PWM波形超前霍尔跳变沿一个周期换相为例进行详细说明，波形图如图5所示。
首先确定半个霍尔周期的宽度，然后根据调制频率确定在半个霍尔周期内允许的PWM个数，再折算到每个PWM周期对应的电角度角度；根据电机运行情况，预算需要超前的角度，确定超前的角度需要几个PWM周期，然后在霍尔跳变沿时开始计数PWM个数，当所计的个数等于半个霍尔周期内PWM的总个数减去需超前的个数时进行换向。因PWM的调制频率固定，所以每个PWM周期的时间固定，因此通过计数PWM个数能保证每半个霍尔周期超前角度一致。
如半个霍尔周期内允许的PWM周期个数为4个，4个PWM周期对应90°电角度，则每个PWM周期对应约23°，如要超前23°，则需要超前1个PWM周期；因此在霍尔跳变沿时开始发PWM，同时计数PWM个数，当计数到第3个PWM周期结束时换相，这样保证每半个霍尔周期都超前1个PWM周期，超前角度都为23°，因此超前角度一致。
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和第一处理模块3。
第一获取模块1，用于获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；详细内容参考步骤S1所述。
第一判断模块2，用于判断所述PWM个数是否等于预设个数，所述预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，所述超前参数用于确定电机的换相时间；详细内容参考步骤S2所述。
第一处理模块3，用于在所述PWM个数等于所述预设个数时，控制所述电机进行换相；详细内容参考步骤S3所述。
在一实施例中，该装置还包括：第二获取模块，用于获取电机的超前参数和PWM脉冲频率，详细内容参考步骤S4所述；第二处理模块，用于根据所述超前参数和PWM脉冲频率确定预设个数，详细内容参考步骤S5所述。
在一实施例中，第二处理模块包括：第一处理子模块，用于根据所述超前参数确定所述超前参数对应的PWM脉冲的超前个数，详细内容参考步骤S51所述；第二处理子模块，用于根据所述超前个数和半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数确定预设个数，详细内容参考步骤S52所述。
在一实施例中，所述预设个数为半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数减去所述超前个数。
在一实施例中，第二处理子模块包括：第一获取单元，用于获取半个霍尔周期内的宽度，详细内容参考步骤S521所述；第一处理单元，用于根据所述宽度和PWM脉冲频率确定半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数，详细内容参考步骤S522所述。
在一实施例中，所述预设个数为正整数。
在一实施例中，所述超前参数包括超前时间或者超前角度。
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、和第一处理模块3)。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 (10)

1.一种电机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；
判断所述PWM个数是否等于预设个数，所述预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，所述超前参数用于确定电机的换相时间；
在所述PWM个数等于所述预设个数时，控制所述电机进行换相。
2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，判断所述PWM个数是否等于预设个数的步骤之前，还包括：
获取电机的超前参数和PWM脉冲频率；
根据所述超前参数和PWM脉冲频率确定预设个数。
3.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，根据所述超前参数和PWM脉冲频率确定预设个数的步骤中，包括：
根据所述超前参数确定所述超前参数对应的PWM脉冲的超前个数；
根据所述超前个数和半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数确定预设个数。
4.根据权利要求3所述的电机控制方法，其特征在于，所述预设个数为半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数减去所述超前个数。
5.根据权利要求3所述的电机控制方法，其特征在于，根据所述超前个数和半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数确定预设个数的步骤中，包括：
获取半个霍尔周期内的宽度；
根据所述宽度和PWM脉冲频率确定半个霍尔周期内的PWM脉冲总个数。
6.根据权利要求1－5中任一所述的电机控制方法，其特征在于，所述预设个数为正整数。
7.根据权利要求1－5中任一所述的电机控制方法，其特征在于，所述超前参数包括超前时间或者超前角度。
8.一种电机控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取霍尔跳变沿之后PWM脉冲的PWM个数；
第一判断模块，用于判断所述PWM个数是否等于预设个数，所述预设个数是根据电机的超前参数和PWM脉冲频率确定的，所述超前参数用于确定电机的换相时间；
第一处理模块，用于在所述PWM个数等于所述预设个数时，控制所述电机进行换相。
9.一种电机，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1－7中任一项所述的电机控制方法。
10.一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1－7中任一所述的电机控制方法。
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