CN113612410A - 开关磁阻电机及其启动方法、多功能料理机 - Google Patents

开关磁阻电机及其启动方法、多功能料理机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及开关磁阻电机及其启动方法、多功能料理机，包括以下步骤：在开关磁阻电机启动时，获取导通电流；确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向；根据导通电流、当前扇区和旋转方向，确定双相启动的开通相；根据开通相和设定转速，设置导通时间；基于导通时间和开通相，控制开通相导通。本发明的开关磁阻电机通过检测电机启动时的导通电流并结合电机的位置和旋转方向确定导通的双相，以实现通过电流确定电机转子位置以导通相应的两相，从而达到提升开关磁阻电机的启动扭力的目的，提升开关磁阻电机的启动性能、稳定性和可靠性。

Description

开关磁阻电机及其启动方法、多功能料理机
技术领域
本发明涉及电机控制领域，更具体地说，涉及一种开关磁阻电机及其启动方法、多功能料理机。
背景技术
开关磁阻电机具有良好的启动性能，在现有的方案中，为了提高开关磁阻电机的扭力，常用的方法是采用同时启动两相的方式以提高开关磁阻电机的扭力。然而，现有同时启动两相的方式在进行位置检测时，由于受到位置检测方式(如位置传感器(光电传感器)检测)的限制，极容易在启动时产生负转矩，导致不能很好的提升开关磁阻电力的启动扭力，且检测精度差，稳定性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开关磁阻电机及其启动方法、多功能料理机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关磁阻电机的启动方法，包括以下步骤：
在开关磁阻电机启动时，获取导通电流；
确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向；
根据所述导通电流、所述当前扇区和所述旋转方向，确定双相启动的开通相；
根据所述开通相和设定转速，设置导通时间；
基于所述导通时间和所述开通相，控制所述开通相导通。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述在开关磁阻电机启动时，获取导通电流包括：
在开关磁阻电机启动时，控制所述开关磁阻电机的所有相轮流导通，并持续预设时间段；
在所述开关磁阻电机的所有相轮流导通至所述预设时间段时，获取所述开关磁阻电机的每一相的开通电流；
所述开关磁阻电机的每一相的开通电流为所述导通电流。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述方法还包括：
在所述开关磁阻电机的所有相轮流导通至所述预设时间段时，且在获取所述开关磁阻电机的每一相的电流之后，控制所述开关磁阻电机的所有相关闭。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述确定开关磁阻电机的当前扇区包括：
获取光电开关的检测信号；
基于所述光电开关的检测信号确定开关磁阻电机的当前扇区。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述开关磁阻电机的当前扇区包括：电感上升区、电感最大区、电感下降区或者电感最小区；
所述开关磁阻电机的旋转方向包括：正转和反转。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述开关磁阻电机为四相开关磁阻电机；
所述四相开关磁阻电机包括：A相、B相、C相和D相；
所述导通电流包括：A相的开通电流、B相的开通电流、C相的开通电流和D相的开通电流。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述根据所述光电开关的检测信号确定开关磁阻的当前扇区包括：
根据所述光电开关的检测信号确定所述A相的当前扇区、所述B相的当前扇区、所述C相的当前扇区和所述D相的当前扇区。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述根据所述导通电流、所述当前扇区和所述旋转方向，确定双相启动的开通相包括：
根据所述A相的当前扇区、所述B相的当前扇区、所述C相的当前扇区、所述D相的当前扇区以及所述旋转方向，结合双相启动扭力与位置关系，确定初始导通相；
根据所述导通电流和所述初始导通相，确定所述开通相。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述根据所述开通相和设定转速，设置导通时间包括：
根据所述开通相，确定所述开通相的当前位置；
根据所述开通相的当前位置和设定转速，设置导通时间。
在本发明所述的开关磁阻电机的启动方法中，所述根据所述开通相的当前位置和设定转速，设置导通时间包括：
若所述开通相的当前位置位于电感上升区的后半部；
则所述开通相的导通时间为由电感上升区切换至电感最大区的时间；
若所述开通相的当前位置位于电感上升区的前半部，则根据所述设定转速设置导通时间；
所述电感上升区的前半部为：电感从上升开始至上升中点；所述电感上升区的后半部为：电感从上升中点至上升终点。
本发明还提供一种开关磁阻电机的启动装置，包括：
获取单元，用于在开关磁阻电机启动时，获取导通电流；
第一确定单元，用于确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向；
第二确定单元，用于根据所述导通电流、所述当前扇区和所述旋转方向，确定双相启动的开通相；
设置单元，用于根据所述开通相和设定转速，设置导通时间；
控制单元，用于基于所述导通时间和所述开通相，控制所述开通相导通。
本发明还提供一种开关磁阻电机，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如上所述的开关磁阻电机的启动方法。
本发明还提供一种多功能料理机，包括以上所述的开关磁阻电机。
实施本发明的开关磁阻电机及其启动方法、多功能料理机，具有以下有益效果：包括以下步骤：在开关磁阻电机启动时，获取导通电流；确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向；根据导通电流、当前扇区和旋转方向，确定双相启动的开通相；根据开通相和设定转速，设置导通时间；基于导通时间和开通相，控制开通相导通。本发明的开关磁阻电机通过检测电机启动时的导通电流并结合电机的位置和旋转方向确定导通的双相，以实现通过电流确定电机转子位置以导通相应的两相，从而达到提升开关磁阻电机的启动扭力的目的，提升开关磁阻电机的启动性能、稳定性和可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的开关磁阻电机的启动方法的流程示意图；
图2是本发明开关磁阻电机的绕组电感相对位置及扇区划分示意图；
图3是单相启动扭力与位置关系示意图；
图4是双相启动扭力与位置关系示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，为本发明提供的开关磁阻电机的启动方法一可选实施例的流程示意图。该开关磁阻电机的启动方法可以应用于四相开关磁机电机。
具体的，如图1所示，该开关磁阻电机的启动方法包括以下步骤：
步骤S101、在开关磁阻电机启动时，获取导通电流。
一些实施例中，在开关磁阻电机启动时，获取导通电流包括：在开关磁阻电机启动时，控制开关磁阻电机的所有相轮流导通，并持续预设时间段；在开关磁阻电机的所有相轮流导通至预设时间段时，获取开关磁阻电机的每一相的开通电流；开关磁阻电机的每一相的开通电流为导通电流。
可选的，一些实施例中，该开关磁阻电机为四相开关磁阻电机；四相开关磁阻电机包括：A相、B相、C相和D相；导通电流包括：A相的开通电流、B相的开通电流、C相的开通电流和D相的开通电流。
进一步地，在开关磁阻电机的所有相轮流导通至预设时间段时，且在获取开关磁阻电机的每一相的电流之后，控制开关磁阻电机的所有相关闭。通过控制开关磁阻电机的所有相关闭，可以确保电流续流结束，避免上一次导通电流续流造成检测错误。其中，所有相轮流导通至预设时间段即为每一开通一相，该相的持续时间为预设时间段。例如，设轮流开通的顺序为A相、B相、C相、D相，则先开通A相并持续预设时间段，当A相开通至达到预设时间段时，获取A相的开通电流；接着开通B相并持续预设时间段，当B相开通至达到预设时间段时，获取B相的开通电流；接着开通C相并持续预设时间段，当C相开通至达到预设时间段时，获取C相的开通电流；接着开通D相并持续预设时间段，且在D相开通至达到预设时间段，获取D相的开通电流；并且，在获取D相的开通电流后，控制开关磁阻电机的所有相关闭。
本发明实施例中，该预设时间段不宜设置太长，以保证电流检测精度即可，避免因设置太长导致电机动作。例如，该预设时间段可设置为200us。
步骤S102、确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向。
一些实施例中，确定开关磁阻电机的当前扇区包括：获取光电开关的检测信号；基于光电开关的检测信号确定开关磁阻电机的当前扇区。其中，开关磁阻电机的旋转方向包括：正转和反转。
可选的，开关磁阻电机的当前扇区包括：电感上升区、电感最大区、电感下降区或者电感最小区。具体的，如图2所示，为绕组电感相对位置及扇区划分示意图。其中，扇区可以根据安装在开关磁阻电机上的两个光电开关检测得到。图2中所示，开关磁阻电机的旋转方向为：正转。如图2所示，以A相为例进行说明：在一个周期内，电感存在四个区间，分别为电感上升区(1)、电感最大区(0)、电感下降区(2)和电感最小区(3)。为了便于说明，图2为经过线性处理后的示意图。在实际中，最大区与最小区仍有变化，电感上升和下降也不是绝对线性的，四相绕组电感分布相差90°电角度，正好对应一个扇区，即扇区(1)对应A相电感上升，扇区(0)对应B相电感最大区，扇区(2)对应C相电感下降，扇区(3)对应D相电感最小区。
根据开关磁阻电机工作原理，以A相为例进行说明：在电感上升阶段(扇区(1)、扇区(0)和扇区(3)的部分)有电流流过产生正转矩，在电感下降降低(扇区(2)、扇区(0)和扇区(3)的部分)有电流流过产生负转矩。在相同的电流下，不同的位置也会有不同的扭力，如图3为单相启动时相同电流下不同位置的扭力，在图3中，虚线处为最小扭力点，即相同的电流在虚线位置处所产生的启动扭力最小，此扭力即为启动扭力。图4为双相启动时相同电流下不同位置的扭力，可以看出由于有另外一相的作用，此时的最小扭力点为单相时的最大扭力点，即双相启动产生的扭力最小值为单相启动产生的扭力最大值。
一些实施例中，根据光电开关的检测信号确定开关磁阻的当前扇区包括：根据光电开关的检测信号确定A相的当前扇区、B相的当前扇区、C相的当前扇区和D相的当前扇区。
步骤S103、根据导通电流、当前扇区和旋转方向，确定双相启动的开通相。
一些实施例中，根据导通电流、当前扇区和旋转方向，确定双相启动的开通相包括：根据A相的当前扇区、B相的当前扇区、C相的当前扇区、D相的当前扇区以及旋转方向，结合双相启动扭力与位置关系，确定初始导通相；根据导通电流和初始导通相，确定开通相。
具体的，设A相的开通电流为IA，B相的开通电流为IB，C相的电流为IC，D相的电流为ID。
以图2中的扇区(1)和图2中的旋转方向(正转)为例，此时，A相处于电感上升区，B相处于电感最大区，C相处于电感下降区，D相处于电感最小区，根据双向启动扭力与位置关系(即图4所示)，此时，可确定初始导通相为：D相和A相，或者初始导通相为：A相和B相。为了更精确判断当前位置，进一步结合导通电流确定开通相。即通过判断A相的开通电流和C相的开通电流的大小，以判断A相的电感和C相的电感。具体的，若IA大于IC，则判断C相的电感大于A相的电感，即当前位置位于扇区(1)的前半部，进而确定开通相为：D相和A相，即同时开通A相和D相。若IA小于IC，则判断C相的电感小于A相的电感，即当前位置位于扇区(1)的后半部，进而确定开通相为：A相和B相，即同时开通A相和B相。
步骤S104、根据开通相和设定转速，设置导通时间。
一些实施例中，根据开通相和设定转速，设置导通时间包括：根据开通相，确定开通相的当前位置；根据开通相的当前位置和设定转速，设置导通时间。
进一步地，一些实施例中，根据开通相的当前位置和设定转速，设置导通时间包括：若开通相的当前位置位于电感上升区的后半部；则开通相的导通时间为由电感上升区切换至电感最大区的时间；若开通相的当前位置位于电感上升区的前半部，则根据设定转速设置导通时间；电感上升区的前半部为：电感从上升开始至上升中点；电感上升区的后半部为：电感从上升中点至上升终点。
具体的，以图2所示的扇区(1)和图2中的旋转方向(正转)为例进行说明，若确定开通相为：A相和B相，此时，A相和B相的当前位置位于扇区(1)的后半部，因此，导通时间可以设置为：由电感上升区切换至电感最大区的时间，即可以采用一直导通A相和B相直至光电信号跳变(即位置切换为下一扇区)。若开通相为：D相和A相，此时，D相和A相的当前位置位于扇区(1)的前半部，则根据设定转速设置导通时间。例如，若开关磁阻电机的设定转速为100rpm，开关磁阻电机稳定运行在100rpm时，每次换相(即经过一个完整扇区)所需时间为25ms，由于启动时为静止状态，存在加速过程，因此，导通时间可设置为15ms，即在启动时，D相和A相同时开通的时间为15ms，达到15ms后关闭D相，15ms至25ms的时间段，只开A相。
步骤S105、基于导通时间和开通相，控制开通相导通。
本发明还提供一种开关磁阻电机的启动装置，该开关磁阻电机的启动装置可用于实现本发明实施例公开的开关磁阻电机的启动方法。具体的，该开关磁阻电机的启动装置包括：
获取单元，用于在开关磁阻电机启动时，获取导通电流。
第一确定单元，用于确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向。
第二确定单元，用于根据导通电流、当前扇区和旋转方向，确定双相启动的开通相。
设置单元，用于根据开通相和设定转速，设置导通时间。
控制单元，用于基于导通时间和开通相，控制开通相导通。
本发明还提供一种开关磁阻电机，包括：存储器和处理器。
存储器用于存储计算机程序。
处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现本发明实施公开的开关磁阻电机的启动方法。
本发明还提供一种多功能料理机，该多功能料理机包括本发明实施例公开的开关磁阻电机。可选的，该多功能料理机包括但不限于和面机、需要高启动扭力的豆浆机等。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
在开关磁阻电机启动时，获取导通电流；
确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向；
根据所述导通电流、所述当前扇区和所述旋转方向，确定双相启动的开通相；
根据所述开通相和设定转速，设置导通时间；
基于所述导通时间和所述开通相，控制所述开通相导通。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述在开关磁阻电机启动时，获取导通电流包括：
在开关磁阻电机启动时，控制所述开关磁阻电机的所有相轮流导通，并持续预设时间段；
在所述开关磁阻电机的所有相轮流导通至所述预设时间段时，获取所述开关磁阻电机的每一相的开通电流；
所述开关磁阻电机的每一相的开通电流为所述导通电流。
3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述开关磁阻电机的所有相轮流导通至所述预设时间段时，且在获取所述开关磁阻电机的每一相的电流之后，控制所述开关磁阻电机的所有相关闭。
4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述确定开关磁阻电机的当前扇区包括：
获取光电开关的检测信号；
基于所述光电开关的检测信号确定开关磁阻电机的当前扇区。
5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述开关磁阻电机的当前扇区包括：电感上升区、电感最大区、电感下降区或者电感最小区；
所述开关磁阻电机的旋转方向包括：正转和反转。
6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述开关磁阻电机为四相开关磁阻电机；
所述四相开关磁阻电机包括：A相、B相、C相和D相；
所述导通电流包括：A相的开通电流、B相的开通电流、C相的开通电流和D相的开通电流。
7.根据权利要求6所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述根据所述光电开关的检测信号确定开关磁阻的当前扇区包括：
根据所述光电开关的检测信号确定所述A相的当前扇区、所述B相的当前扇区、所述C相的当前扇区和所述D相的当前扇区。
8.根据权利要求7所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述根据所述导通电流、所述当前扇区和所述旋转方向，确定双相启动的开通相包括：
根据所述A相的当前扇区、所述B相的当前扇区、所述C相的当前扇区、所述D相的当前扇区以及所述旋转方向，结合双相启动扭力与位置关系，确定初始导通相；
根据所述导通电流和所述初始导通相，确定所述开通相。
9.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述根据所述开通相和设定转速，设置导通时间包括：
根据所述开通相，确定所述开通相的当前位置；
根据所述开通相的当前位置和设定转速，设置导通时间。
10.根据权利要求9所述的开关磁阻电机的启动方法，其特征在于，所述根据所述开通相的当前位置和设定转速，设置导通时间包括：
若所述开通相的当前位置位于电感上升区的后半部；
则所述开通相的导通时间为由电感上升区切换至电感最大区的时间；
若所述开通相的当前位置位于电感上升区的前半部，则根据所述设定转速设置导通时间；
所述电感上升区的前半部为：电感从上升开始至上升中点；所述电感上升区的后半部为：电感从上升中点至上升终点。
11.一种开关磁阻电机的启动装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于在开关磁阻电机启动时，获取导通电流；
第一确定单元，用于确定开关磁阻电机的当前扇区和开关磁阻电机的旋转方向；
第二确定单元，用于根据所述导通电流、所述当前扇区和所述旋转方向，确定双相启动的开通相；
设置单元，用于根据所述开通相和设定转速，设置导通时间；
控制单元，用于基于所述导通时间和所述开通相，控制所述开通相导通。
12.一种开关磁阻电机，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1-10任一项所述的开关磁阻电机的启动方法。
13.一种多功能料理机，其特征在于，包括权利要求12所述的开关磁阻电机。
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