单相感应电机反向电动势的过零采样方法与流程

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及的是一种单相感应电机反向电动势的过零采样方法。

背景技术：

单相感应电机反向电动势一般主要产生于单相交流感应电机的启动开关，以及和单相感应机转速相关的其他应用执行机构，例如干衣机的电机启动及加热控制器等，其中，各种单相感应电机产生的反向电动势V2的电路框图如图1-4所示。

现有单相感应电机反向电动势在经过分压及半波整流后，并发送至CPU的AD端进行AD采样。由于CPU的AD端得到的信号不稳定，波形存在波动，其波形图如图5所示，其中2为反向单相感应电机反向电动势的信号波形，1为经过采样电路处理后的到CPU的AD端信号波形。

由于采样的时间点是随机的，即其在每一个工频周期内的采样点是不确定的，因此，由于反向电动势后续波形图不一致，因此，在不同的工频周期内其采样的波形位置不同，有可能是波峰采样、或波谷，或其他位置，如此，使得采样得到的各个工频周期的数据则不一致，从而导致采样数据的一致性降低，从而在CPU的后期控制中，使控制存在较大的误差，影响后期CPU的控制使用。

如果需要减少影响，则需要做长时间的采样后再做平均，即在多个工频周期不断的做采样后再做平均数，但是这样系统的及时性不够好，不能及时存储反馈数据，同样影响后期CPU的控制使用。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以精确对在工频周期里的某个时间点进行采样，并得到经过整理的反向电动势V2数值的过零采样方法。

本发明的技术方案如下：一种单相感应电机反向电动势的过零采样方法，包括如下步骤：S1：在单相感应电机的反向电动势V2端与CPU之间串联一过零检测电路；S2：使过零检测电路实时检测反向电动势V2端交流信号的电平；S3：过零检测电路检测反向电动势V2端交流信号的电平为高电平并持续一预设定时间时，即刻启动CPU对反向电动势V2端的AD采样，得到该时间点的反向电动势V2数值；S4：存储得到的反向电动势V2数值和对应时间点数据，以备CPU后续控制使用，返回步骤S3。

应用于上述技术方案，所述的过零采样方法中，步骤S3中：持续的预设定时间具体设定为反向电动势V2工频周期的四分之一。

应用于各个上述技术方案，所述的过零采样方法中，步骤S4中，在返回步骤S3之前，还使其延时5毫秒。

应用于各个上述技术方案，所述的过零采样方法中，步骤S3中具体为：即刻启动CPU对反向电动势V2端进行多次AD采样，并将得到的多次反向电动势V2数值做平均，得到该时间点的反向电动势V2数值。

应用于各个上述技术方案，所述的过零采样方法中，步骤S3中：即刻启动CPU对反向电动势V2端进行多次AD采样的次数为30次，并将得到的30次的反向电动势V2数值做平均，得到该时间点的反向电动势V2数值的多次平均值。

应用于各个上述技术方案，所述的过零采样方法中，步骤S3中：在即刻启动CPU对反向电动势V2端进行多次AD采样之后，还持续重复AD采样的多次采样，使AD采样的总时间为反向电动势V2工频周期的二分之一，并将重复得到的多个反向电动势V2数值的多次平均值再做平均值，得到反向电动势V2该工频周期的反向电动势V2数值。

应用于各个上述技术方案，所述的过零采样方法中，在步骤S2之前，还将反向电动势V2端信号分别经过第一次分压、半波整流和第二次分压后，送至CPU的AD采样口以备CPU做AD采样。

采用上述方案，本发明通过使用过零检测电路实时检测反向电动势V2端交流信号的电平，在反向电动势V2端交流信号的电平为高电平并持续一预设定时间时，即刻启动CPU对反向电动势V2端的AD采样，如此，可以准确的避免了反向电动势V2端信号波峰和波谷的采样，并且，可以精确对在工频周期里的某个时间点进行采样，并得到该时间点经过整理的反向电动势V2数值；在使AD采样持续多个多次采样，最后通过平均数值，可以得到某个工频周期里经过整理的反向电动势V2数值，多个工频周期的采样数据一致性好。

附图说明

图1为现有技术中电阻启动电机的框图；

图2为现有技术中单电容启动电机的框图；

图3为现有技术中电容启动电容运转电机的框图；

图4为现有技术中单电容运转电机的框图；

图5为本发明中反向电动势V2端和CPU的AD采样端信号的波形图；

图6为本发明的电路结构图；

图7为本发明中反向电动势V2端和CPU的AD采样端在过零采样处理后的波形图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

本实施例提供了一种单相感应电机反向电动势的过零采样方法，该过零采样方法包括如下步骤：首先，步骤S1，在现有的单相感应电机的反向电动势V2端与CPU之间串联一过零检测电路，过零检测电路的具体电路结构可以采用现有的技术进行设置，如图6所示，过零检测电路可以实时检测反向电动势V2端交流信号的电平，即步骤S2。

如此在，进行过零采样前，反向电动势V2端的交流信号经过电阻R6和电阻R9分压网络分压后，再经过整流器D3半波整流，然后，在经过电阻R13A和电阻R13B再次分压后送到CPU的AD采样口以备CPU做AD采样。

然后，步骤S3：过零检测电路检测反向电动势V2端交流信号的电平为高电平并持续一预设定时间时，即刻启动CPU对反向电动势V2端的AD采样，如图7所示，当过零检测电路检测反向电动势V2端交流信号的电平为高电平时，则反向电动势V2端交流信号波形刚好到波形2水平线上并往上进行波动，如此，持续的预设定时间具体设定为反向电动势V2工频周期的四分之一，例如，常用的工频周期是50HZ和60HZ，则其四分之一为5毫秒和4.675毫秒，当反向电动势V2端交流信号的电平为高电平并持续四分之一工频周期时，其波形正好达到波峰处，如此，在持续四分之一工频周期后再即刻启动CPU对反向电动势V2端的AD采样，在对每一个工频周期的反向电动势V2端信号进行AD采样时，CPU对反向电动势V2端的AD采样在其工频周期的波形上的采样点都是相同的，并且，采样避开了波峰和波谷，因此，采样一致性好。

CPU对反向电动势V2端的AD采样后，得到该时间点的反向电动势V2数值；最后，步骤S4：存储得到的反向电动势V2数值和对应时间点数据，以备CPU后续控制使用。

在步骤S3中，由于采样时间非常短，为了保持多个工频周期之间在反向电动势V2端波形图的采样时间点得到数值的一致性，因此，在即刻启动CPU对反向电动势V2端进行采样时，使CPU对反向电动势V2端进行多次连续的AD采样，每次采样均可以得到一个反向电动势V2数值，并将得到的多次反向电动势V2数值做平均，得到的平均反向电动势V2数值即为该设定时间点的反向电动势V2数值。

例如，可以设定为对反向电动势V2端进行30次连续的AD采样，其中，连续AD采样的次数可以根据实际需要设定，还可以是10次、20次、25次，40次等，此处不做任何限制，而本实施例采用的连续30次AD采样，经过实际实验证明，30次连续的AD采样大概所用时间为2毫秒，即其多次连续的AD采样时间仍然在反向电动势V2端波形图的上方位置，如此，通过多次采样将得到数值做平均，使得在多个工频周期之间采样得到的数据一致性比较好，从而可以减少不同工频周期采样时间点的差异性，减少对CPU后续控制的影响。

并且，在步骤步骤S4中，在返回步骤S1之前，还使其延时5毫秒，如此，通过延时5毫秒，使其在下一次工频周期进行过零采样时，确保其采样的时间为下一工频周期时间，确保得到数据的准确性。

或者，在即刻启动CPU对反向电动势V2端进行多次AD采样之后，还持续重复AD采样的多次采样，使AD采样的总时间为反向电动势V2工频周期的二分之一，即50HZ工频周期的采样总时间为10毫秒，或者，60HZ工频周期的采样总时间也可以是10毫秒，并将重复得到的多个反向电动势V2数值多次平均值再做平均值，得到反向电动势V2工频周期的反向电动势V2数值。

例如，即刻启动CPU对反向电动势V2端进行第一个30次AD采样之后，持续重复AD采样的多次采样，即还继续对反向电动势V2端进行第二个30次AD采样，第三个30次AD采样，第四个30次AD采样，……，直到AD采样的总时间为反向电动势V2工频周期的二分之一为止，例如，工频周期50HZ，持续AD采样总时间10毫秒，如此，再计算出第一个30次AD采样的平均反向电动势V2数值N1、第二次30个AD采样的平均反向电动势V2数值N2、第三次30个AD采样的平均反向电动势V2数值N3、……、第n个30个AD采样的平均反向电动势V2数值Nn，即将N1、N2、N3、……、Nn全部相加后，再除以n，得到的数值即为反向电动势V2工频周期的反向电动势V2数值，最后将所有数据进行存储以备用CPU控制使用，数据一致性好。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。