CN114123887A

CN114123887A - 有刷电机的恒速控制方法和装置

Info

Publication number: CN114123887A
Application number: CN202111159479.XA
Authority: CN
Inventors: 胡正力; 庄佳元; 宋旭东; 刘中尉
Original assignee: Jiangsu Hyson Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Hyson Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-03-01

Abstract

本发明提供了一种有刷电机的恒速控制方法和装置，其中，该恒速控制方法包括以下步骤：将有刷电机划分为P个控制挡位；获取有刷电机在电源全开时的第一转速；根据目标转速、第一转速和P个控制挡位确认有刷电机的目标挡位；获取有刷电机输入的第一脉动直流电压；基于正弦波面积平分公式根据第一脉动直流电压和目标挡位计算有刷电机对应的可控硅的导通时间；根据导通时间对可控硅进行相应的控制，以控制有刷电机以目标转速恒速运行。由此，能够准确地对有刷电机进行恒速控制。

Description

有刷电机的恒速控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种有刷电机的恒速控制方法和一种有刷电机的恒速控制装置。

背景技术

相关技术中，有刷电机一般是上电就开始运转，因此，不会使用单片机进行控制，从而也无法对有刷电机进行恒速控制。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种有刷电机的恒速控制方法，能够准确地对有刷电机进行恒速控制。

本发明采用的技术方案如下：

一种有刷电机的恒速控制方法，包括以下步骤：将所述有刷电机划分为P个控制挡位，其中，P为正整数；获取所述有刷电机在电源全开时的第一转速；根据目标转速、所述第一转速和所述P个控制挡位确认所述有刷电机的目标挡位；获取所述有刷电机输入的第一脉动直流电压；基于正弦波面积平分公式根据所述第一脉动直流电压和所述目标挡位计算所述有刷电机对应的可控硅的导通时间；根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制，以控制所述有刷电机以所述目标转速恒速运行。

所述获取所述有刷电机输入的第一脉动直流电压包括：获取所述有刷电机对应的电源输出的交流电压；将所述交流电压转换为第二脉动直流电压；对所述第二脉动直流电压进行降压处理以获取所述第一脉动直流电压。

所述根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制包括：根据所述第一脉动直流电压进行过零检测；在检测到过零点时根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制。

一种有刷电机的恒速控制装置，包括：挡位划分模块，所述挡位划分模块用于将所述有刷电机划分为P个控制挡位，其中，P为正整数；第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述有刷电机在电源全开时的第一转速；确认模块，所述确认模块用于根据目标转速、所述第一转速和所述P个控制挡位确认所述有刷电机的目标挡位；第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述有刷电机输入的第一脉动直流电压；计算模块，所述计算模块用于基于正弦波面积平分公式根据所述第一脉动直流电压和所述目标挡位计算所述有刷电机对应的可控硅的导通时间；控制模块，所述控制模块用于根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制，以控制所述有刷电机以所述目标转速恒速运行。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的有刷电机的恒速控制方法。

一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的有刷电机的恒速控制方法。

本发明的有益效果：

本发明能够准确地对有刷电机进行恒速控制。

附图说明

图1为本发明实施例的有刷电机的恒速控制方法的流程图；

图2为本发明的一个实施例的电压预处理电路的结构示意图；

图3为本发明实施例的有刷电机的恒速控制装置的方框示意图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

图1是根据本发明实施例的有刷电机的恒速控制方法的流程图。

如图1所示，根据本发明实施例的有刷电机的恒速控制方法可包括以下步骤：

S1，将有刷电机划分为P个控制挡位。

其中，P为正整数，P可根据实际情况进行标定。例如，可划分为0～99挡，共100个控制挡位。

S2，获取有刷电机在电源全开时的第一转速。

其中，有刷电机在电源全开时的第一转速M为有刷电机的最大转速。

S3，根据目标转速、第一转速和P个控制挡位确认有刷电机的目标挡位。

具体而言，有刷电机的目标转速v＝M*(N/P)，因此，在获取到有刷电机的目标转速v、第一转速M以及划分的总控制挡位P后，可确认有刷电机的目标挡位N。

S4，获取有刷电机输入的第一脉动直流电压。

根据本发明的一个实施例，获取有刷电机输入的第一脉动直流电压包括：获取有刷电机对应的电源输出的交流电压；将交流电压转换为第二脉动直流电压；对第二脉动直流电压进行降压处理以获取第一脉动直流电压。

具体而言，可通过电压预处理电路对电源输出的交流电压进行预处理以获取第一脉动直流电压。

具体地，如图2所示，电压预处理电路可包括：第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一整流二极管D1的正极与电源输出的交流电火线相连，第二整流二极管D2的正极与电源输出的交流电零线相连，第一整流二极管D1的负极和第二整流二极管D2的负极均与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端接地。

其中，先通过第一整流二极管D1和第二整流二极管D2对电源输出的交流电进行整流，以将交流电压转换为第二脉动直流电压，再通过第一电阻R1和第二电阻R2进行分压，以将第二脉动直流电压降压为第一脉动直流电压。其中，第一电阻R1和第二电阻R2组成分压电路，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值可根据实际情况进行标定。当然，在其他实施例中，也可通过其他的电压预处理电路获取第一脉动直流电压，在此不一一赘述。

S5，基于正弦波面积平分公式根据第一脉动直流电压和目标挡位计算有刷电机对应的可控硅的导通时间。

具体而言，在通过上述方式获取第一脉动直流电压后，可输入单片机，通过单片机基于正弦波面积平分公式根据第一脉动直流电压和目标挡位计算有刷电机对应的可控硅的导通时间。

具体地，以电源输出的交流电压的频率为50Hz为例，获取到的第一脉动直流电压的频率为100Hz，第一脉动直流电压对应的正弦半波被等面积切割为A份，A＞M(考虑精度，A可为M的10倍以上)，根据以下公式可计算有刷电机对应的可控硅的导通时间，即

S6，根据导通时间对可控硅进行相应的控制，以控制有刷电机以目标转速恒速运行。

根据本发明的一个实施例，根据导通时间对可控硅进行相应的控制包括：根据第一脉动直流电压进行过零检测；在检测到过零点时根据导通时间对可控硅进行相应的控制。

具体而言，在计算出有刷电机对应的可控硅的导通时间后，可根据第一脉动直流电压进行过零检测(如图2所示，可在第一电阻R1和第二电阻R2的连接点处进行过零检测)，并在检测到过零点时根据导通时间对可控硅进行相应的控制，从而控制有刷电机以目标转速恒速运行。

综上所述，根据本发明实施例的有刷电机的恒速控制方法，将有刷电机划分为P个控制挡位，并获取有刷电机在电源全开时的第一转速，以及根据目标转速、第一转速和P个控制挡位确认有刷电机的目标挡位，并获取有刷电机输入的第一脉动直流电压，以及基于正弦波面积平分公式根据第一脉动直流电压和目标挡位计算有刷电机对应的可控硅的导通时间，并根据导通时间对可控硅进行相应的控制，以控制有刷电机以目标转速恒速运行。由此，能够准确地对有刷电机进行恒速控制。

对应上述实施例，本发明还提出了一种有刷电机的恒速控制装置。

如图3所示，本发明实施例的有刷电机的恒速控制装置可包括：挡位划分模块100、第一获取模块200、确认模块300、第二获取模块400、计算模块500和控制模块600。

其中，挡位划分模块100用于将有刷电机划分为P个控制挡位，其中，P为正整数；第一获取模块200用于获取有刷电机在电源全开时的第一转速；确认模块300用于根据目标转速、第一转速和P个控制挡位确认有刷电机的目标挡位；第二获取模块400用于获取有刷电机输入的第一脉动直流电压；计算模块500用于基于正弦波面积平分公式根据第一脉动直流电压和目标挡位计算有刷电机对应的可控硅的导通时间；控制模块600用于根据导通时间对可控硅进行相应的控制，以控制有刷电机以目标转速恒速运行。

根据本发明的一个实施例，第二获取模块400具体用于：获取有刷电机对应的电源输出的交流电压；将交流电压转换为第二脉动直流电压；对第二脉动直流电压进行降压处理以获取第一脉动直流电压。

根据本发明的一个实施例，控制模块600具体用于：根据第一脉动直流电压进行过零检测；在检测到过零点时根据导通时间对可控硅进行相应的控制。

需要说明的是，本发明实施例的有刷电机的恒速控制装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的有刷电机的恒速控制方法中所披露的细节，具体这里不再详述。

根据本发明实施例的有刷电机的恒速控制装置，通过挡位划分模块将有刷电机划分为P个控制挡位，并通过第一获取模块获取有刷电机在电源全开时的第一转速，以及通过确认模块用于根据目标转速、第一转速和P个控制挡位确认有刷电机的目标挡位，并通过第二获取模块获取有刷电机输入的第一脉动直流电压，以及通过计算模块基于正弦波面积平分公式根据第一脉动直流电压和目标挡位计算有刷电机对应的可控硅的导通时间，并通过控制模块根据导通时间对可控硅进行相应的控制，以控制有刷电机以目标转速恒速运行。由此，能够准确地对有刷电机进行恒速控制。

对应上述实施例，本发明还提出一种计算机设备。

本发明实施例的计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述实施例的有刷电机的恒速控制方法。

根据本发明实施例的计算机设备，能够准确地对有刷电机进行恒速控制。

对应上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的有刷电机的恒速控制方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，能够准确地对有刷电机进行恒速控制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种有刷电机的恒速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述有刷电机划分为P个控制挡位，其中，P为正整数；

获取所述有刷电机在电源全开时的第一转速；

根据目标转速、所述第一转速和所述P个控制挡位确认所述有刷电机的目标挡位；

获取所述有刷电机输入的第一脉动直流电压；

基于正弦波面积平分公式根据所述第一脉动直流电压和所述目标挡位计算所述有刷电机对应的可控硅的导通时间；

根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制，以控制所述有刷电机以所述目标转速恒速运行。

2.根据权利要求1所述的有刷电机的恒速控制方法，其特征在于，所述获取所述有刷电机输入的第一脉动直流电压包括：

获取所述有刷电机对应的电源输出的交流电压；

将所述交流电压转换为第二脉动直流电压；

对所述第二脉动直流电压进行降压处理以获取所述第一脉动直流电压。

3.根据权利要求1所述的有刷电机的恒速控制方法，其特征在于，所述根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制包括：

根据所述第一脉动直流电压进行过零检测；

在检测到过零点时根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制。

4.一种有刷电机的恒速控制装置，其特征在于，包括：

挡位划分模块，所述挡位划分模块用于将所述有刷电机划分为P个控制挡位，其中，P为正整数；

第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述有刷电机在电源全开时的第一转速；

确认模块，所述确认模块用于根据目标转速、所述第一转速和所述P个控制挡位确认所述有刷电机的目标挡位；

第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述有刷电机输入的第一脉动直流电压；

计算模块，所述计算模块用于基于正弦波面积平分公式根据所述第一脉动直流电压和所述目标挡位计算所述有刷电机对应的可控硅的导通时间；

控制模块，所述控制模块用于根据所述导通时间对所述可控硅进行相应的控制，以控制所述有刷电机以所述目标转速恒速运行。

5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现根据权利要求1-3中任一项所述的有刷电机的恒速控制方法。

6.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1-3中任一项所述的有刷电机的恒速控制方法。