CN115842502A - 电机的电流控制方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种电机的电流控制方法及电路,该方法包括:电机控制电路分别接收来自3N个电流检测电路的3N个第一电流和3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;根据3N个第一电流和3N个悬浮高度调整流经电机的电流。本申请在检测到转子偏离参考位置时,通过调整流经电机的电流来调整转子的位置,使得转子在受到向下或向上的扰动时,也能始终能处于稳定的平衡状态旋转,提高电机运行的稳定性和精确性。
Description
技术领域
本申请涉及电机技术领域,尤其涉及一种电机的电流控制方法及电路。
背景技术
电机广泛应用于制造业、医疗器械、机器人等行业,随着技术的发展,越来越多的领域需要电机满足小型化、集成化、控制灵活等要求。
目前一些装置采用定子和转子无接触运行的磁悬浮电机来解决高度机械设计中的润滑和能耗问题。但是在磁悬浮电机的运行过程中,转子可能会收到扰动而偏离其参考位置,从而影响电机的运行。
发明内容
本申请实施例提供了一种电机的电流控制方法及电路,能够提高电机运行的稳定性和精确性。
第一方面,本申请实施例提供一种电机的电流控制方法,应用于电机的电流控制电路,所述电机的电流控制电路包括电机控制电路、3N个电流检测电路、3N个位置检测装置和电机,所述电机分别连接所述电机控制电路、所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述电机控制电路分别连接所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述N为大于1的正整数;
所述方法包括:
所述电机控制电路分别接收来自所述3N个电流检测电路的3N个第一电流和所述3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;
所述电机控制电路根据所述3N个第一电流和所述3N个悬浮高度调整目标电流,所述目标电流为流经所述电机的电流。
第二方面,本申请实施例提供的一种电机的电流控制电路,所述电机的电流控制电路包括电机控制电路、3N个电流检测电路、3N个位置检测装置和电机,所述电机分别连接所述电机控制电路、所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述电机控制电路分别连接所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述N为大于1的正整数;
所述电机控制电路用于分别接收来自所述3N个电流检测电路的3N个第一电流和所述3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;
所述电机控制电路用于根据所述3N个第一电流和所述3N个悬浮高度调整目标电流,所述目标电流为流经所述电机的电流。
第三方面,本申请实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括处理器、存储器、通信接口,以及一个或多个程序,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置由所述处理器执行,所述程序包括用于执行上述第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤的指令。
第四方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序,其中,所述计算机程序使得计算机执行上述第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。
第五方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,其中,上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质,上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。
本申请提供的技术方案,电机控制电路分别接收来自3N个电流检测电路的3N个第一电流和3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;根据3N个第一电流和3N个悬浮高度调整流经电机的电流。本申请在检测到转子偏离参考位置时,通过调整流经电机的电流来调整转子的位置,使得转子在受到向下或向上的扰动时,也能始终能处于稳定的平衡状态旋转,提高电机运行的稳定性和精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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是本申请实施例提供的一种电机的电流控制电路的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种电机的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的另一种电机的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的另一种电机的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种电流检测电路的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的一种电机的电流控制方法的流程示意图;
图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了本技术领域人员更好理解本申请的技术方案,下面结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请的部分实施例,而并非全部的实施例。基于本申请实施例的描述,本领域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,都属于本申请所保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、软件、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是还包括没有列出的步骤或单元,或还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请涉及的电机可以为医疗辅助设备中的电机,该医疗辅助设备可以为用于PCI(PercutaneousCoronary Intervention,经皮冠状动脉介入治疗)手术保护的介入式心室辅助装置、植入式心室辅助装置、体外心室辅助装置等心室辅助类医疗器械。
示例的,该电机也可以为工业中使用的水泵、浆体输送泵,仪器设备中的柱塞泵等泵中的电机,本申请对此不进行限制。
示例的,本申请中的电机可以为单电机,即电机仅包括一个转子和一个定子;也可以为双电机或多电机,即电机可包括多个转子和/或多个定子,本申请对此不做限定。单电机为三相无刷直流电机。
请参照图1,图1是本申请实施例中提出的电机的电流控制电路的结构示意图。如图1所示,该电机的电流控制电路包括电机、电机控制电路、3N个电流检测电路和3N个位置检测装置。该电机分别连接电机控制电路、3N个电流检测电路和3N个位置检测装置,电机控制电路分别连接3N个电流检测电路和3N个位置检测装置,N为大于1的正整数。
如图2-图4所示,本申请中的电机包括定子1和转子5,所述定子1包括3N个绕组单元2,该3N个绕组单元2置于定子1与转子5之间,每相邻三个绕组单元2组成一个三相绕组,通过向每个三相绕组输入三相交流电来驱动电机运行,该三相交流电分别相差120度的电角度。
其中,每个位置检测装置4与转子5相对,用于检测转子5与位置检测装置4的位置相对应的位置的悬浮高度。每个电流检测电路6连接一个绕组单元2,用于检测流经所述绕组单元2的电流。电机控制电路分别与绕组单元2、电流检测电路6以及位置检测装置4电连接,用于根据接收的电流检测电路6和位置检测装置4的检测结果来调整每个绕组单元2的电流,以保证转子5在运行过程中的稳定性。
在本申请中,所述N可以为1、2、3、4等。在满足上述结构后,无论绕组单元2为3个、6个、9个或更多,电流检测电路6和位置检测装置4均能够分别实时监测转子5的电流和悬浮高度,以便电机控制电路3能够实时通过检测结果对转子5进行调整,提高电机运行的稳定性和精确性。
下面以N=2,定子包括6个绕组单元为例描述本申请的具体方案。其中N=1、N=3等等的具体实现方案与该N=2的具体实现方案相同,再此不在重复赘述。
定子1的底部大致呈环形的板状,定子1包括有绕组单元2,绕组单元2为6个,6个绕组单元2以对称排列于一圆周的方式设置。
示例的,每个绕组单元2均包括有定子齿21和定子线圈22,每相邻三个绕组单元2的定子线圈22组成一个三相绕组。定子齿21包括有一铁芯211和一大致呈等扇形的极靴212,铁芯211的上端与极靴212的下表面连接固定;而定子线圈22将在铁芯211的周侧缠绕布置,从而实现定子线圈22安装于定子齿21上。定子线圈22安装于定子齿21上,定子线圈22可控制转子5的转速和悬浮高度。电机控制电路3通过反馈的检测信号实时调整流经定子线圈22的电流相位和电流幅值,以控制转子5的悬浮高度,使转子5相对于定子1始终保持平稳状态。
示例的,绕组单元2可包括定子齿21、定子线圈22和磁悬浮线圈23,定子线圈22和磁悬浮线圈23均安装于定子齿21上。每相邻三个绕组单元2的定子线圈22组成一个三相绕组,每三个相邻绕组单元2的磁悬浮线圈23构成一个磁悬浮绕组,定子线圈22可控制转子5的转速,磁悬浮线圈23可控制转子5的悬浮高度。
电机控制电路3设置为板状,具体可设置为一呈圆板状的PCB电路板,各个定子齿21均穿过电机控制电路3、并固定电机控制电路3的安装位置,以使得电机控制电路3与转子5相对布置,具体为各个铁芯211的上端穿过电机控制电路3,电机控制电路3将承托于定子线圈22的上方,并与定子线圈2,或与定子线圈22和磁悬浮线圈23电连接,从而实现电机控制电路3的安装固定。
位置检测装置4和电流检测电路6设置于电机控制电路3的上表面,并与电机控制电路3电连接。其中6个位置检测装置4和6个电流检测电路6分别设于每两个相邻定子齿21之间。
其中,该位置检测装置可以为磁传感器,该磁传感器通过检测磁环磁场的变化可以检测出磁环的运动距离,从而可以根据磁环的运动距离确定其对应部分的转子的位置。该磁传感器优选为霍尔传感器。
转子5的外形大致呈环形,转子5置于控制电路3的上方、并与各个位置检测装置4处于相对状态。
如图3所示,在电机的运行过程中,电机控制电路3控制6个定子线圈22组成2个三相绕组。示例为控制定子线圈22、定子线圈22和定子线圈22组成第一个三相绕组10,控制定子线圈22、定子线圈22和定子线圈22组成第二个三相绕组20。在向三相绕组提供三相交流电使绕组单元进入工作状态时,该两个三相绕组产生的磁场可驱动转子5悬浮并转动。在转子5转动过程中,位置检测装置4实时检测转子的悬浮高度并将其检测结果反馈给电机控制电路3,电流检测电路6实时检测流经定子线圈22的电流并将其检测结果反馈给电机控制电路3。控制电路3根据反馈的悬浮高度确定转子5的位置,以及根据电流大小确定转子的转速。在发现转子5存在倾斜现象和/或转速调整时,可通过调整流经定子线圈22的电流相位和/或电流幅值来调整转子5的位置和/或转速,使转子5相对定子1保持平稳状态旋转。
如图4所示,在电机的运行过程中,电机控制电路3可控制6个定子线圈22组成2个三相绕组,以及控制6个磁悬浮线圈23组成2个磁悬浮绕组。示例为控制定子线圈22、定子线圈22和定子线圈22组成第一个三相绕组10,控制定子线圈22、定子线圈22和定子线圈22组成第二个三相绕组20。以及控制磁悬浮线圈23、磁悬浮线圈23、磁悬浮线圈23组成第一个磁悬浮绕组30,控制磁悬浮线圈23、磁悬浮线圈23、磁悬浮线圈23组成第二个磁悬浮绕组40。在分别向三相绕组和磁悬浮绕组提供三相交流电使绕组单元进入工作状态时,该两个三相绕组产生的磁场可驱动转子5转动,该两个磁悬浮绕组产生的磁场可驱动转子5悬浮。在转子5转动过程中,位置检测装置4实时检测转子5的悬浮高度并将其检测结果反馈给电机控制电路3,电流检测电路6实时检测流经定子线圈22的电流并将其检测结果反馈给电机控制电路3。控制电路3根据反馈的悬浮高度确定转子5的位置,以及根据电流大小确定转子5的转速。在发现转子5存在倾斜现象和/或转速调整时,可通过调整流经定子线圈22的电流相位和/或电流幅值来调整转速,通过调整流经磁悬浮线圈23的电流相位和/或电流幅值来调整转子5的位置,使转子5相对定子1保持平稳状态旋转。
示例的,如图5所示,图5为本申请实施例提供的一种电流检测电路6的示意图。如图5所示,该电流检测电路6包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、电容C1和运算放大器U1。
所述第一电阻R1的一端连接电流检测电路6的输入端,所述第一电阻R1的另一端分别连接第三电阻R3的一端和运算放大器U1的正相输入端,所述第三电阻R3的另一端连接基准电压Vref,第二电阻R2的一端接地,第二电阻R2的另一端分别连接第四电阻R4的一端和运算放大器U1的反相输入端,第四电阻R4的另一端分别连接运算放大器U1的输出端和第五电阻R5的一端,第五电阻R5的另一端分别连接电容C1的一端和电流检测电路6的输出端,所述电容C1的另一端接地。
在本申请中,每个绕组单元分别连接一个电流检测电路6,电流检测电路6通过采样电阻检测电流大小来直接获取三相绕组的每一相的相电流值,再将检测的电流信号经过运算放大器U1放大后反馈给电机控制电路3,电机控制电路3可根据电流检测电路6反馈的电流来确定当前转速下流经每个定子线圈22的电流幅值;同时可根据位置检测装置4反馈的悬浮高度来判断转子5是否存在倾斜,进而在转子5倾斜时根据反馈的悬浮高度确定当前转速下流经每个定子线圈22的电流相位。通过实时调整绕组单元2的电流幅值和电流相位以便及时对转子5的运行状态进行调控,提高转子运行的稳定性和精确性。
结合上述描述,下面从方法示例的角度描述本申请。
请参阅图6,图6为本申请实施例提供的一种电机的电流控制方法流程示意图,应用于如图1所示的电机的电流控制电路。如图6所示,该方法包括如下步骤。
S610、电机控制电路分别接收来自3N个电流检测电路的3N个第一电流和3N个位置检测装置的3N个悬浮高度。
其中,该悬浮高度为位置检测装置4与其对应转子位置之间的距离,该第一电流为流经定子线圈22的电流,其中每个三相绕组的第一电流的相位分别相差120度,且三相绕组的三相电动势幅值相等,频率相同。
其中,电流检测电路6分别连接一个定子线圈22。当电机负载发生变化,即电机转速变化时,负载变化会造成电流发生变化。电流检测电路6通过实时检测流经定子线圈22的电流,并将其反馈给电机控制电路3,使得电机控制电路3能够根据反馈的电流来对电流幅值和/或电流相位进行矫正,以使其满足当前电机的转速需求。
3N个位置检测装置4等间距的与转子5相对设置,根据位置检测装置4的设置位置可将转子5划分成3N个等份,每个位置检测装置4通过检测与其位置相对应的转子5等份的磁环磁场的变化来确当该转子等份距离该位置检测装置4的悬浮高度,进而可根据该悬浮高度确定该转子等份的位置。位置检测装置4可将检测的悬浮高度反馈给电机控制电路3,使得电机控制电路3能够根据反馈的悬浮高度来判断转子5是否相对定子1存在倾斜,进而在存在倾斜时通过调节流经定子线圈22的电流相位,或磁悬浮线圈23的电流幅值或相位来使转子保持平稳状态。
S620、电机控制电路根据3N个第一电流和3N个悬浮高度调整目标电流,目标电流为流经电机的电流。
在本申请中,电机控制电路3实时接收电流检测电路6反馈的第一电流和位置检测装置4反馈的悬浮高度,根据反馈的第一电流和悬浮高度以及当前电机转速的需求对转子5的运行状态进行调控。具体为通过调节流经定子线圈22的电流幅值和电流相位,或调节流经定子线圈22的电流幅值和电流相位和流经磁悬浮线圈23的电流幅值和电流相位,来实现对转子的转速和位置的调控。
可选的,所述电机控制电路根据3N个第一电流和3N个悬浮高度调整目标电流,包括:所述电机控制电路获取目标转速,根据所述目标转速确定流经所述每个绕组单元的预设电流幅值,得到3N个预设电流幅值和3N个预设电流相位,所述目标转速为设置的电机转速;所述电机控制电路根据所述3N个第一电流计算每个绕组单元的电流第一调整系数,根据所述3N个悬浮高度确定流经所述每个绕组单元的第二调整系数;所述电机控制电路根据所述第一调整系数和所述第二调整系数分别对所述预设电流幅值和所述预设电流相位进行调整,得到流经所述每个绕组单元的所述目标电流。
其中,所述电流包括电流幅值和电流相位,电机控制电路3预设存储每个转速对应的绕组单元的电流幅值和电流相位。该目标转速可以为电机当前设置的转速,也可以为电机需要达到的转速,在此不对其限制。电机控制电路3先根据当前的转速或需要达到的转速确定每个绕组单元的预设电流幅值和预设电流相位。然后将每个绕组单元的预设电流幅值与电流检测电路6反馈的第一电流进行比较,若预设电流与第一电流的差值超出了转子5运行状态允许范围,则电机控制电路3根据差值对当前流经定子线圈22的电流幅值和/或电流相位进行矫正,以满足负载变化或转速变化的需求。同时,电机控制电路3可将3N个悬浮高度互相进行比较来判断转子5是否存在倾斜,在转子5存在倾斜时,可根据倾斜的角度或倾斜的高度来对当前流经定子线圈22的电流相位,或流经磁悬浮线圈23的电流幅值和/或电流相位进行矫正,以使转子5相对定子1始终保持平稳状态。
可选的,所述电机控制根据所述3N个第一电流计算每个绕组单元的第一调整系数,包括:所述电机控制电路计算3N个第一差值,每个第一差值为每个绕组单元对应的所述第一电流与所述预设电流幅值的差值;所述电机控制电路根据所述3N个第一差值分别确定每个绕组单元的第一电流幅值调整系数和/或第一电流幅值调整系数。
其中,电机控制电路3预先存储电流差值与系数之间的映射关系,根据该映射关系确定第一差值对应的第一电流幅值调整系数和/或第一电流相位调整系数,通过调节流经定子线圈22的电流幅值或电流相位使得转子5的转速能够无限趋近于目标转速。例如,在第一电流大于预设电流幅值时,该第一电流幅值调整系数小于1;在第一电流大于预设电流幅值时,该第一电流幅值调整系数大于1。
示例的,该第一电流幅值调整系数可以为电流值,通过在当前电流幅值的基础上加减该电流值来对电流进行矫正。同理该第一电流相位调整系数可以为相位值,通过在当前电流相位的基础上加减该相位值来对电流进行矫正。
可选的,所述方法还包括:将第一悬浮高度与第二悬浮高度进行比较,所述第一悬浮高度为第一个所述三相绕组中任一绕组单元控制转子悬浮的高度,所述第二悬浮高度为第i个所述三相绕组中任一绕组单元控制转子悬浮的高度,所述i为小于N的正整数;若所述第一悬浮高度与所述第二悬浮高度不相等,则确定所述转子运行状态异常;若所述第一悬浮高度与所述第二悬浮高度相等,则确定所述转子运行状态正常。
其中,当每个位置检测装置4检测的悬浮高度均相等或差值处于转子5运行的预设范围内,或者每一三相绕组控制的悬浮高度均相等差值处于转子5运行的预设范围内时,则表示转子5与定子1的底部处于平行相对的状态,且转子5的悬浮高度处于平稳状态。而若3N个悬浮高度中若存在不相等的情况,即三相绕组控制的悬浮高度不相等,将会导致转子5产生倾斜。例如,若图3中的三相绕组10控制的悬浮高度与三相绕组20控制的悬浮高度不相等时,则转子5产生倾斜。在三相绕组10控制的悬浮高度大于三相绕组20控制的悬浮高度时,会导致转子5处于右高左低的状态,转子运行不平稳。
在一种可能的示例中,所述根据所述3N个悬浮高度确定流经所述每个绕组单元的第二调整系数,包括:在所述转子运行状态异常时,所述电机控制电路计算所述3N个悬浮高度的平均悬浮高度;所述电机控制电路计算3N个第二差值,根据所述3N个第二差值确定所述转子的倾斜角度,每个第二差值为所述悬浮高度与所述平均悬浮高度的差值;所述电机控制电路根据所述倾斜角度确定每个绕组单元的第二电流幅值调整系数和第二电流相位调整系数。
其中,在转子5产生倾斜时,电机控制电路3计算转子5的倾斜角度,根据倾斜角度来调整流经定子线圈22或磁悬浮线圈23的电流幅值和/或电流相位。具体为计算3N个绕组单元控制转子5的悬浮高度的平均值,来计算转子5处于平稳状态下的悬浮高度。再计算每个位置检测装置4检测出来的悬浮高度与平均悬浮高度的第二差值,根据差值与倾斜角度之间的映射关系,确定每个第二差值对应的转子倾斜角度,根据转子倾斜角度调整流经每个绕组单元2的电流相位或电流幅值,使得转子5逐渐趋于平稳状态。又或者,电机控制电路3预先存储差值与电流相位调整系数之间的映射表,在计算出第二差值后,根据映射表查找出每个第二差值对应的第二电流相位调整系数和/或第二电流幅值调整系数。当然,在电机控制电路3调整目标电流的过程中,位置检测装置4也会持续检测转子5的运行状态,以便电机控制电路3及时对转子5的运行状态进行调控。
在另一种可能的示例中,所述根据所述3N个悬浮高度确定流经所述每个绕组单元的第二调整系数,包括:所述电机控制电路计算第三悬浮高度和第四悬浮高度,所述第三悬浮高度为第一个所述三相绕组中的绕组单元控制所述转子悬浮的平均高度,所述第四悬浮高度为第i个所述三相绕组中的绕组单元控制所述转子悬浮的平均高度,所述i为小于N的正整数;若所述第三悬浮高度不等于所述第四悬浮高度,所述电机控制电路获取所述目标转速对应的预设悬浮高度;所述电机控制电路分别计算第三差值和第四差值,所述第三差值为所述第三悬浮高度与所述预设悬浮高度的差值,所述第四差值为所述第四悬浮高度与所述预设悬浮高度的差值;所述电机控制电路根据所述第三差值和第四差值分别确定第一个所述三相绕组的电流相位步进和第i个所述三相绕组的电流相位步进。
其中,三相绕组和磁悬浮绕组均为相邻的三个绕组单元,电机的每个三相绕组和每个磁悬浮绕组中的每一相电流相位之间相差120度,在调整电流相位时可对三相绕组或磁悬浮绕组统一进行调整,三相绕组或磁悬浮绕组中的每一相同时增加或减少一个电流相位步进,使得调整后三相绕组或磁悬浮绕组中的每相之间的电流相位仍保留相差120度。
具体地,电机控制电路3计算每个三相绕组或磁悬浮绕组控制转子5的平均悬浮高度,若电机的任意两个三相绕组或磁悬浮绕组控制的平均悬浮高度均相等,则表示该定子1控制转子5的悬浮高度处于稳定状态,转子5能够平稳旋转。若存在任意两个三相绕组或磁悬浮绕组控制的平均悬浮高度不相等,则表示转子5产生倾斜。电机控制电路3可预先存储每个转速对应的三相绕组或磁悬浮绕组的悬浮高度,在转子5倾斜时,电机控制电路3通过计算三相绕组或磁悬浮绕组的平均悬浮高度与当前转速对应的预设悬浮高度之间的差值,可确定该三相绕组或磁悬浮绕组控制转子5的倾斜高度或倾斜角度。再根据预先存储的差值与电流相位步进之间的映射关系,确定每个三相绕组或磁悬浮绕组需要调整的电流相位步进,进而根据每个三相绕组或磁悬浮绕组的电流相位步进调整流经该每个绕组单元的电流相位,即在当前电流相位的基础上加上或减去该电流相位步进。
可以看出,本申请提出了一种电机的电流控制方法,电机控制电路分别接收来自3N个电流检测电路的3N个第一电流和3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;根据3N个第一电流和3N个悬浮高度调整流经电机的电流。本申请在检测到转子偏离参考位置时,通过调整流经电机的电流来调整转子的位置,使得转子在受到向下或向上的扰动时,也能始终能处于稳定的平衡状态旋转,提高电机运行的稳定性和精确性。
上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是,网络设备为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,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申请的范围。
应该理解的是,虽然上述图中的流程图中的各个步骤按照箭头的提示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头提示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,上述图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。需要说明的是,上述不同的实施例之间可以进行相互组合。
在一个示例中,电机的电流控制电路包括电机、电机控制电路、3N个电流检测电路和3N个位置检测装置。该电机分别连接电机控制电路、3N个电流检测电路和3N个位置检测装置,电机控制电路分别连接3N个电流检测电路和3N个位置检测装置,N为大于1的正整数。
电机控制电路用于分别接收来自所述3N个电流检测电路的3N个第一电流和所述3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;并根据所述3N个第一电流和所述3N个悬浮高度调整目标电流,所述目标电流为流经所述电机的电流。
在本实施例中各装置、电路或模块用于执行图6中对应的实施例中各步骤,具体参阅图6以及图6对应的实施例中的相关描述,此处不再赘述。
本申请中电机的电流控制电路,根据3N个电流检测电路检测的3N个第一电流和3N个悬浮高度检测的3N个悬浮高度调整流经电机的电流,使得在检测到转子偏离参考位置或需要调整转速时,通过调整流经电机的电流幅值和电流相位来调整转子的位置和转速,使得转子在受到向下或向上的扰动时,也能始终能处于稳定的平衡状态旋转,提高电机运行的稳定性和精确性。
上述电机的电流控制电路中各个电路、装置的划分仅用于举例说明,在其他实施例中,可将电流控制电路按照需要划分为不同的电路、装置、元件,以完成上述电机的全部或部分功能。
关于电机的电流控制电路的具体限定可以参见上文中对于电机的电流控制方法的限定,在此不再赘述。上述电机的电流控制电路中的电机控制电路3可通过软件、硬件及其组合来实现。上述各部件、装置、元件可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本申请实施例中还提供了一种心室辅助装置,包括上述实施例所述的电机的电流控制电路,可在心室辅助装置运行时,能始终能保持转子处于稳定的平衡状态旋转,提高电机运行的稳定性和精确性。
请参阅图7,图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,该电子设备包括:一个或多个处理器、一个或多个存储器、一个或多个通信接口,以及一个或多个程序;所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置由所述一个或多个处理器执行。
上述程序包括用于执行以下步骤的指令:分别接收来自所述3N个电流检测电路的3N个第一电流和所述3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;根据所述3N个第一电流和所述3N个悬浮高度调整目标电流,所述目标电流为流经所述电机的电流。
本申请实施例中还提供了一种电子设备,该电子设备包括上述实施例中的电机的电流控制电路。
本申请实施例中还提供了一种心室辅助装置,该心室辅助装置包括上述的电子设备。
本申请实施例中还提供了一种心室辅助装置,该心室辅助装置包括存储器及处理器,存储器中储存有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,使得处理器执行如上述实施例中的方法的步骤。
本申请实施例中还提供了一种计算机可读存储介质,一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质,当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时,使得处理器执行如上述实施例中的方法的步骤。
上述实施例中提供的电机的电流控制方法、电机的电流控制电路、电机、心室辅助装置、电子设备及存储介质,能始终能保持转子处于稳定的平衡状态旋转,提高电机运行的稳定性和精确性,从而增加心室辅助装置的运行寿命,具有重要的经济价值和推广实践价值。
本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM),它用作外部高度缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种电机的电流控制方法,其特征在于,应用于电机的电流控制电路,所述电机的电流控制电路包括电机控制电路、3N个电流检测电路、3N个位置检测装置和电机,所述电机分别连接所述电机控制电路、所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述电机控制电路分别连接所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述N为大于1的正整数;
所述方法包括:
所述电机控制电路分别接收来自所述3N个电流检测电路的3N个第一电流和所述3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;
所述电机控制电路根据所述3N个第一电流和所述3N个悬浮高度调整目标电流,所述目标电流为流经所述电机的电流。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电机包括定子和转子,所述定子包括3N个绕组单元,所述3N个电流检测电路与所述3N个绕组单元一一连接,每个电流检测电路用于检测流经所述绕组单元的电流,所述3N个位置检测装置分别设置于每两个相邻的绕组单元之间,每个位置检测装置用于检测所述转子与所述位置检测装置的位置相对应的位置的悬浮高度;
所述方法还包括:所述电机控制电路控制任意三个相邻的所述绕组单元组成一个三相绕组。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述电机控制电路根据所述3N个第一电流和所述3N个悬浮高度调整目标电流,包括:
所述电机控制电路获取目标转速,根据所述目标转速确定流经所述每个绕组单元的预设电流幅值,得到3N个预设电流幅值和3N个预设电流相位,所述目标转速为设置的电机转速;
所述电机控制电路根据所述3N个第一电流计算每个绕组单元的电流第一调整系数,根据所述3N个悬浮高度确定流经所述每个绕组单元的第二调整系数;
所述电机控制电路根据所述第一调整系数和所述第二调整系数分别对所述预设电流幅值和所述预设电流相位进行调整,得到流经所述每个绕组单元的所述目标电流。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电机控制根据所述3N个第一电流计算每个绕组单元的第一调整系数,包括:
所述电机控制电路计算3N个第一差值,每个第一差值为每个绕组单元对应的所述第一电流与所述预设电流幅值的差值;
所述电机控制电路根据所述3N个第一差值分别确定每个绕组单元的第一电流幅值调整系数和/或第一电流幅值调整系数。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将第一悬浮高度与第二悬浮高度进行比较,所述第一悬浮高度为第一个所述三相绕组中任一绕组单元控制转子悬浮的高度,所述第二悬浮高度为第i个所述三相绕组中任一绕组单元控制所述转子悬浮的高度,所述i为小于N的正整数;
若所述第一悬浮高度与所述第二悬浮高度不相等,则确定所述转子运行状态异常;若所述第一悬浮高度与所述第二悬浮高度相等,则确定所述转子运行状态正常。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述3N个悬浮高度确定流经所述每个绕组单元的第二调整系数,包括:
在所述转子运行状态异常时,所述电机控制电路计算所述3N个悬浮高度的平均悬浮高度;
所述电机控制电路计算3N个第二差值,根据所述3N个第二差值确定所述转子的倾斜角度,每个第二差值为所述悬浮高度与所述平均悬浮高度的差值;
所述电机控制电路根据所述倾斜角度确定每个绕组单元的第二电流幅值调整系数和第二电流相位调整系数。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述3N个悬浮高度确定流经所述每个绕组单元的第二调整系数,包括:
所述电机控制电路计算第三悬浮高度和第四悬浮高度,所述第三悬浮高度为第一个所述三相绕组中的绕组单元控制所述转子悬浮的平均高度,所述第四悬浮高度为第i个所述三相绕组中的绕组单元控制所述转子悬浮的平均高度,所述i为小于N的正整数;
若所述第三悬浮高度不等于所述第四悬浮高度,所述电机控制电路获取所述目标转速对应的预设悬浮高度;
所述电机控制电路分别计算第三差值和第四差值,所述第三差值为所述第三悬浮高度与所述预设悬浮高度的差值,所述第四差值为所述第四悬浮高度与所述预设悬浮高度的差值;
所述电机控制电路根据所述第三差值和第四差值分别确定第一个所述三相绕组的电流相位步进和第i个所述三相绕组的电流相位步进。
8.根据权利要求2-7任一项所述的方法,其特征在于,所述3N个绕组单元以排列于一圆周的方式设置,以形成N个三相绕组。
9.一种电机的电流控制电路,其特征在于,所述电机的电流控制电路包括电机控制电路、3N个电流检测电路、3N个位置检测装置和电机,所述电机分别连接所述电机控制电路、所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述电机控制电路分别连接所述3N个电流检测电路和所述3N个位置检测装置,所述N为大于1的正整数;
所述电机控制电路用于分别接收来自所述3N个电流检测电路的3N个第一电流和所述3N个位置检测装置的3N个悬浮高度;
所述电机控制电路用于根据所述3N个第一电流和所述3N个悬浮高度调整目标电流,所述目标电流为流经所述电机的电流。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器和通信接口,所述存储器存储有一个或多个程序,并且所述一个或多个程序由所述处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一项所述的方法中的步骤的指令。
11.一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用于电子数据交换的计算机程序,其中,所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1-8任一项所述的方法的步骤。
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