吸尘器、电机及其恒功率控制方法、装置与流程
本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机的恒功率控制方法、一种电机的恒功率控制装置、一种具有该控制装置的电机以及一种吸尘器。
背景技术：
目前，高速且小型化的无刷直流电机(brushlessdirectcurrentmotor，bldc)的应用越来越广泛，尤其是在小型电动工具(如手持式真空吸尘器)领域中。当小型电动工具使用电池供电时，电池电压会随着使用时间的变化而逐渐下降，为了使得设备能够输出恒定的功率，需要在电池电压下降的过程中，引入恒功率控制策略。
相关技术中，通过查表改变提前角和续流角的方式来实现电机的恒功率控制。具体地，如图1和图2所示，实时检测电机的输入电压，即电池电压，然后根据输入电压通过查表获得控制电机所需的提前角和续流角，当霍尔传感器的位置更新信号来临时，根据当前一次或前一次的位置信号来确定何时输出控制电压、何时关闭控制电压，从而实现电机的恒功率控制。
但是在采用上述控制方式时，将存在以下缺点：
(1)功率的变化与当前速度、负载状态都有关系，完全依靠数据表输出的脉冲宽度是单一离散的动作点，不适应于负载和速度的连续剧烈变化，容易出现阶跃变化，导致输出功率发生脉动；
(2)数据表由测试电机得出，在生产过程中，电机易受各种环境因素的影响而导致参数不一致，从而导致功能偏差，使得实际使用中功率控制的效果大打折扣；
(3)提前角控制中有一定的提前量限制，为了突破极限只能引入外部霍尔传感器的位置信号来解决，因此无位置传感器类型的无刷直流电机的功率可控范围有限；
(4)当电机功率发生变化时，需要更改程序中存储的提前角与续流角表，单一机种对应单一程序，不利于多机种变更的生产管理。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电机的恒功率控制方法，通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题，且通用性强。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。本发明的第三个目的在于提出一种电机的恒功率控制装置。本发明的第四个目的在于提出一种电机。本发明的第五个目的在于提出一种吸尘器。
为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电机的恒功率控制方法，包括以下步骤：s1，获取所述电机的直流母线电压和直流母线电流；s2，根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值；s3，获取所述直流母线电流给定值与所述直流母线电流之间的电流差值；s4，对所述电流差值进行pi调节以获得用于控制所述电机的占空比信号，并根据所述占空比信号对所述电机进行恒功率控制。
根据本发明实施例的电机的恒功率控制方法，获取电机的直流母线电压和直流母线电流，然后根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值，并获取直流母线电流给定值与直流母线电流之间的电流差值，以及对电流差值进行pi调节以获得用于控制电机的占空比信号，并根据占空比信号对电机进行恒功率控制。该方法通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题，且通用性强。
根据本发明的一个实施例，所述步骤s2包括：获取当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值；根据所述直流母线电压和所述当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值获取所述电机的当前功率；获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值；对所述功率差值进行pi调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
根据本发明的另一个实施例，所述步骤s2包括：对所述直流母线电流进行低通滤波处理，并根据低通滤波处理后的直流母线电流和所述直流母线电压获取所述电机的当前功率；获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值；对所述功率差值进行pi调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述步骤s2还包括：对所述直流母线电压进行低通滤波处理。
根据本发明的一个实施例，上述的电机的恒功率控制方法还包括：获取所述电机的端部电压；根据所述电机的端部电压获取所述电机的反电动势过零信号；根据所述电机的反电动势过零信号控制所述电机进行换向，并在换向完成后获取用于控制所述电机的占空比信号。
为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行上述的恒功率控制方法，能够通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题，且通用性强。
为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出的一种电机的恒功率控制装置，包括：母线电压获取模块，用于获取所述电机的直流母线电压；母线电流获取模块，用于获取所述电机的直流母线电流；电流给定模块，用于根据所述直流母线电压和所述电机的功率给定值获取所述电机的直流母线电流给定值；电流偏差获取模块，用于获取所述直流母线电流给定值与所述直流母线电流之间的电流差值；电流调节模块，用于对所述电流差值进行pi调节以获得用于控制所述电机的占空比信号；控制模块，用于根据所述占空比信号对所述电机进行恒功率控制。
根据本发明实施例的电机的恒功率控制装置，通过母线电压获取模块获取电机的直流母线电压，并通过母线电流获取模块获取电机的直流母线电流，以及通过电流给定模块根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值。然后，通过电流偏差获取模块获取直流母线电流给定值与直流母线电流之间的电流差值，并通过电流调节模块对电流差值进行pi调节以获得用于控制电机的占空比信号，以及通过控制模块根据占空比信号对电机进行恒功率控制。该装置通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题，且通用性强。
根据本发明的一个实施例，所述电流给定模块包括：第一功率获取模块，用于获取当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值，并根据所述直流母线电压和所述当前控制周期中所述电机的直流母线电流给定值获取所述电机的当前功率；第一功率偏差获取模块，用于获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值；第一功率调节模块，用于对所述功率差值进行pi调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
根据本发明的另一个实施例，所述电流给定模块包括：第一滤波处理模块，用于对所述直流母线电流进行低通滤波处理；第二功率获取模块，用于根据低通滤波处理后的直流母线电流和所述直流母线电压获取所述电机的当前功率；第二功率偏差获取模块，用于获取所述电机的功率给定值与所述当前功率之间的功率差值；第二功率调节模块，用于对所述功率差值进行pi调节以获得下一控制周期中所述电机的直流母线电流给定值。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述电流给定模块还包括：第二滤波处理模块，用于对所述直流母线电压进行低通滤波处理。
根据本发明的一个实施例，上述的电机的恒功率控制装置，还包括：端电压获取模块，用于获取所述电机的端部电压；反电动势过零获取模块，用于根据所述电机的端部电压获取所述电机的反电动势过零信号；所述控制模块，还用于根据所述反电动势过零信号控制所述电机进行换向，并在换向完成后获取用于控制所述电机的占空比信号。
为实现上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电机，其包括上述的恒功率控制装置。
根据本发明实施例的电机，通过上述的恒功率控制装置，能够通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题。
根据本发明的一个实施例，所述电机为三相无刷直流电机。
为实现上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种吸尘器，其包括上述的电机。
根据本发明实施例的吸尘器，通过上述的电机，能够实现恒功率运行。
附图说明
图1是相关技术中通过改变提前角和续流角以实现电机恒功率控制的示意图；
图2是相关技术中电池电压、提前角、续流角以及输出功率之间的关系表；
图3是根据本发明一个实施例的三相无刷直流电机的控制系统框图；
图4是根据本发明实施例的电机的恒功率控制方法的流程图；
图5a是根据本发明一个实施例的电机的恒功率控制装置的方框示意图；
图5b是根据本发明另一个实施例的电机的恒功率控制装置的方框示意图；
图6是根据本发明一个实施例的反电动势过零处理的示意图；
图7是根据本发明另一个实施例的反电动势过零处理的示意图；
图8是根据本发明一个实施例的电机的恒功率控制方法的流程图；以及
图9是根据本发明另一个实施例的电机的恒功率控制装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述根据本发明实施例提出的电机的恒功率控制方法、非临时性计算机可读存储介质、电机的恒功率控制装置、具有该控制装置的电机以及吸尘器。
在本发明的实施例中，电机可以为三相无刷直流电机，三相无刷直流电机的转子可由永磁体构成，其结构为至少一对磁极，定子可由三相绕组构成。
图3是根据本发明一个实施例的三相无刷直流电机的控制系统框图。如图3所示，三相无刷直流电机的控制系统可包括直流电源101(如电池)、直流母线支撑电容102(如大电解电容)、三相桥103、直流母线电压采样电路104、直流母线电流采样电路105，电机端电压采样电路106以及mcu等。
其中，直流母线电流采样电路用于采样获得直流母线电流idc，并将直流母线电流idc传输至mcu中，以进行运算处理。其中，直流母线电流idc等于电机的三相输出电流瞬时值iu、iv和iw的平方和开根号，即
当三相无刷直流电机工作在额定转速下时，电机的定子绕组中流过的等效励磁电流id满足下述公式(1)：
id≈0(1)
此时，直流母线电流idc满足下述公式(2)：
idc≈iq(2)
另外，电机的输入功率是指直流电源的输出功率，它等于直流母线支撑电容的功率。其中，直流母线支撑电容在三相桥导通工作时起到平波支撑母线电压的作用，可通过直流母线电压采样电路将直流母线电压vdc变送到mcu中，输入功率即直流电源的输出功率满足下述公式(3)：
pin＝vdc*idc(3)
从上述公式(3)可以看出，直流电源的输出功率pin与直流母线电压vdc和直流母线电流idc相关，而直流母线电流idc与q轴电流瞬时值iq基本相同，所以在本发明的实施例中，可以通过直流母线电流idc等效q轴电流瞬时值iq的方法来实现对电机的恒功率控制。
图4是根据本发明实施例的电机的恒功率控制方法的流程图。如图4所示，本发明实施例的电机的恒功率控制方法包括以下步骤：
s1，获取电机的直流母线电压和直流母线电流。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，可通过直流母线电压采样电路(如电阻分压电路)采样获得直流母线电压vdc；通过直流母线电流采样电路(如直流母线采样电阻)采样获得电压信号，然后将该电压信号转换为电流信号以获得直流母线电流idc。
s2，根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值。
根据本发明的一个实施例，步骤s2包括：获取当前控制周期中电机的直流母线电流给定值；根据直流母线电压和当前控制周期中电机的直流母线电流给定值获取电机的当前功率；获取电机的功率给定值与当前功率之间的功率差值；对功率差值进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值。
具体而言，如图5a所示，在获取到直流母线电压vdc后，将该直流母线电压vdc与当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc*相乘以获得电机的当前功率p，然后计算电机的功率给定值p*与当前功率p之间的功率差值△p，并对该功率差值△p进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1*，然后根据该直流母线电流给定值idc+1*对电机进行控制。
根据本发明的另一个实施例，步骤s2包括：对直流母线电流进行低通滤波处理，并根据低通滤波处理后的直流母线电流和直流母线电压获取电机的当前功率；获取电机的功率给定值与当前功率之间的功率差值；对功率差值进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值。
具体而言，如图5b所示，在获取到直流母线电流idc后，对该直流母线电流idc进行低通滤波处理，然后将低通滤波处理后的直流母线电流与获取到的直流母线电压vdc相乘以获得电机的当前功率p，然后计算电机的功率给定值p*与当前功率p之间的功率差值△p，并对该功率差值△p进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1*，然后根据该直流母线电流给定值idc+1*对电机进行控制。
进一步地，根据本发明的一个实施例，步骤s2还包括：对直流母线电压进行低通滤波处理。
也就是说，在采样获得直流母线电压vdc之后，可先对直流母线电压vdc进行低通滤波处理，如图5a和图5b所示，然后根据低通滤波处理后的直流母线电压与当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc*相乘，或者与低通滤波处理后的直流母线电流相乘以获得电机的当前功率p，这样可以使得功率控制更加稳定，减少了功率的脉动。
s3，获取直流母线电流给定值与直流母线电流之间的电流差值。
s4，对电流差值进行pi调节以获得用于控制电机的占空比信号，并根据占空比信号对电机进行恒功率控制。
具体而言，如图5a和图5b所示，在根据直流母线电流给定值idc+1*对电机进行控制时，将直流母线电流给定值idc+1*与直流母线电流idc之间的电流差值△idc＝idc+1*-idc作为负反馈调整的误差量送入到pi调节器中，通过pi调节器调整输出控制脉冲宽度的信号，即占空比信号duty，然后通过pwm单元根据占空比信号duty输出驱动信号至三相桥，以对三相桥的开关管进行导通/关断控制，最终获得所需的电压提供给三相无刷直流电机，从而实现借助于直流母线电流稳定控制的功率恒定调节功能。
由于本发明通过检测的直流母线电流的方式进行pi控制，因而可以达到连续控制的效果，避免相关技术中因预设的提前角与续流角表造成的查表值波动带来的输出功率脉动的问题，而且相比较于查表方案，功率控制更加稳定，大大减少了功率的脉动；同时，由于pi控制的引入，通过闭环负反馈的方式可以具有较宽的稳定带域特性，使得生产过程导致的电机参数变化对系统的影响非常低，简化了出厂调试的过程，提高了生产效率；而且不同的机种之间采用的控制方式一致，因而无需对软件进行修改即可实现对不同机种的控制，通用性强。另外，直流母线电流的检测原用于电机的过流保护，本发明将其扩展为功率控制，没有额外增加硬件成本，而且也无需使用位置传感器即可实现大范围的恒功率调节。此外，由于控制过程比较简单，因而使用较为廉价的mcu即可实现稳定的控制效果，降低了生产成本。
进一步地，根据本发明的一个实施例，上述的电机的恒功率控制方法还包括：获取电机的端部电压；根据电机的端部电压获取电机的反电动势过零信号；根据电机的反电动势过零信号控制电机进行换向，并在换向完成后获取用于控制电机的占空比信号。
具体而言，可通过端电压采样电路(如电压互感器)获取电机的端部电压uu、uv、uw，然后根据电机的端部电压uu、uv、uw获取电机的反电动势过零信号(当端部电压变化到1/2vdc的位置时，可用于代替反电动势过零)，该过零信号可以通过外部中断的方式读取，其波形如图6所示；也可以通过软件定时中断的方式进行查询，其波形如图7所示。其中，需要说明的是，两种方式的过零读取处理都有一定的窗口时间，正常情况下，在非检测窗口期内，软件对反电动势的过零信号进行屏蔽，而在检测窗口期，接收过零信号，并在接收到有效的过零信号后，开始进行过零处理和相应的pwm输出。
具体地，当经过处理的反电动势过零信号由负变为正时，由外部中断或者由软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理，在过零处理的过程中，控制电机进行换向和pwm输出，并在换向完成后根据检测的直流母线电压和直流母线电流获取下一控制周期所需的占空比信号。由于换向完成后，距离下一次换向还有60°的时间，所以有足够的时间完成查表和电流环的控制运算。
进一步地，图8是根据本发明一个实施例的电机的恒功率控制方法的流程图。如图8所示，该电机的恒功率控制方法包括以下步骤：
s101，开始。
s102，判断是否处于检测窗口期。如果是，执行步骤s103；如果否，继续判断。
s103，判断是否接收到有效的过零信号。如果是，执行步骤s04；如果否，继续判断。
s104，多次检测防止出错，例如当连续接收到三个过零信号后再执行步骤s105。
s105，进行换向处理。
s106，获取直流母线电压vdc和直流母线电流idc。
s107，对直流母线电压vdc进行lpf处理(低通滤波处理)。
s108，根据lpf处理后的直流母线电压和功率给定值p*通过计算获得下一控制周期的直流母线电流给定值idc+1*。
s109，对直流母线电流给定值idc+1*与直流母线电流idc之间的电流差值△idc进行pi调节，以获得占空比信号duty。
s110，更新pwm值。
s11，设置屏蔽过零信号的时间。
因此，在反电动势信号的过零处理期间内，通过对当前反馈的直流母线电压查表得到母线电流的pi控制的指令电流控制功率。
综上所述，根据本发明实施例的电机的恒功率控制方法，获取电机的直流母线电压和直流母线电流，然后根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值，并获取直流母线电流给定值与直流母线电流之间的电流差值，以及对电流差值进行pi调节以获得用于控制电机的占空比信号，并根据占空比信号对电机进行恒功率控制。该方法通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题，且通用性强。
另外，本发明的实施例还提出了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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行上述的恒功率控制方法，能够通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题，且通用性强。
图5a是根据本发明一个实施例的电机的恒功率控制装置的方框示意图，图5b是根据本发明另一个实施例的电机的恒功率控制装置的方框示意图。如图5a和图5b所示，本发明实施例的电机的恒功率控制装置包括：母线电压获取模块201、母线电流获取模块202、电流给定模块203、电流偏差获取模块204、电流调节模块205和控制模块206。
其中，母线电压获取模块201用于获取电机的直流母线电压vdc；母线电流获取模块202用于获取电机的直流母线电流idc；电流给定模块203用于根据直流母线电压vdc和电机的功率给定值p*获取电机的直流母线电流给定值idc*；电流偏差获取模块204用于获取直流母线电流给定值idc*与直流母线电流idc之间的电流差值；电流调节模块205用于对电流差值进行pi调节以获得用于控制电机的占空比信号duty；控制模块206用于根据占空比信号duty对电机进行恒功率控制。
根据本发明的一个实施例，如图5a所示，电流给定模块203包括：第一功率获取模块2031、第一功率偏差获取模块2032和第一功率调节模块2033，其中，第一功率获取模块2031用于获取当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc-1*，并根据直流母线电压vdc和当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc-1*获取电机的当前功率p；第一功率偏差获取模块2032用于获取电机的功率给定值p*与当前功率p之间的功率差值△p；第一功率调节模块2033用于对功率差值△p进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc*。
具体而言，如图5a所示，在对电机进行恒功率控制时，母线电压获取模块201通过采样电阻分压电路上的电压信号获得直流母线电压vdc，母线电流获取模块202通过采样直流母线采样电阻上的电压信号，并将该电压信号转换为电流信号以获得直流母线电流idc。
在获取到直流母线电压vdc后，第一功率获取模块2031将该直流母线电压vdc与当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc*相乘以获得电机的当前功率p，第一功率偏差获取模块2032计算电机的功率给定值p*与当前功率p之间的功率差值△p，第一功率调节模块2033对该功率差值△p进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1*。然后，偏差获取模块204(如减法器)获取直流母线电流给定值idc+1*与直流母线电流idc之间的电流差值△idc＝idc+1*-idc，并将该△idc＝idc+1*-idc作为负反馈调整的误差量送入到电流调节模块205(如pi调节器)中，通过电流调节模块205调整输出控制脉冲宽度的信号，即占空比信号duty，然后通过控制模块206(如pwm单元)根据占空比信号duty输出驱动信号至三相桥，以对三相桥的开关管进行导通/关断控制，最终获得所需的电压提供给三相无刷直流电机，从而实现借助于直流母线电流稳定控制的功率恒定调节功能。
根据本发明的另一个实施例，如图5b所示，电流给定模块203包括：第一滤波处理模块2034、第二功率获取模块2035、第二功率偏差获取模块2036和第二功率调节模块2037，其中，第一滤波处理模块2034用于对直流母线电流进行低通滤波处理；第二功率获取模块2035用于根据低通滤波处理后的直流母线电流和直流母线电压获取电机的当前功率；第二功率偏差获取模块2036用于获取电机的功率给定值与当前功率之间的功率差值；第二功率调节模块2037用于对功率差值进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值。
具体而言，如图5b所示，在对电机进行恒功率控制时，母线电压获取模块201通过采样电阻分压电路上的电压信号获得直流母线电压vdc，母线电流获取模块202通过采样直流母线采样电阻上的电压信号，并将该电压信号转换为电流信号以获得直流母线电流idc。
在获取到直流母线电流idc后，第一滤波处理模块2034(如lpf滤波器)对该直流母线电流idc进行低通滤波处理，第二功率获取模块2035将低通滤波处理后的直流母线电流与获取到的直流母线电压vdc相乘以获得电机的当前功率p，第二功率偏差获取模块2036计算电机的功率给定值p*与当前功率p之间的功率差值△p，第二功率调节模块2037对该功率差值△p进行pi调节以获得下一控制周期中电机的直流母线电流给定值idc+1*。然后，偏差获取模块204(如减法器)获取直流母线电流给定值idc+1*与直流母线电流idc之间的电流差值△idc＝idc+1*-idc，并将该△idc＝idc+1*-idc作为负反馈调整的误差量送入到电流调节模块205(如pi调节器)中，通过电流调节模块205调整输出控制脉冲宽度的信号，即占空比信号duty，然后通过控制模块206(如pwm单元)根据占空比信号duty输出驱动信号至三相桥，以对三相桥的开关管进行导通/关断控制，最终获得所需的电压提供给三相无刷直流电机，从而实现借助于直流母线电流稳定控制的功率恒定调节功能。
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图5a和图5b所示，电流给定模块203还包括：第二滤波处理模块2038，用于对直流母线电压进行低通滤波处理。
也就是说，在采样获得直流母线电压vdc之后，可先通过第二滤波处理模块2038(如lpf滤波器)对直流母线电压vdc进行低通滤波处理，如图5a和图5b所示，然后根据低通滤波处理后的直流母线电压与当前控制周期中电机的直流母线电流给定值idc*相乘，或者与低通滤波处理后的直流母线电流相乘以获得电机的当前功率p，这样可以使得功率控制更加稳定，减少了功率的脉动。
根据本发明的一个实施例，如图9所示，上述的电机的恒功率控制装置还包括：端电压获取模块208和反电动势过零获取模块209，其中，端电压获取模块208用于获取电机的端部电压；反电动势获取模块209用于根据电机的端部电压获取电机的反电动势过零信号；控制模块206还用于根据反电动势过零信号控制电机进行换向，并在换向完成后获取用于控制电机的占空比信号。
具体而言，端电压获取模块208可通过采样电压互感器上的电压信号获取电机的端部电压uu、uv、uw，然后将其送入反电动势过零获取模块209中，以通过反电动势过零获取模块209获取电机的反电动势过零信号(当端部电压变化到1/2vdc的位置时，可用于代替反电动势过零)，该过零信号可以通过外部中断的方式读取，其波形如图6所示；也可以通过软件定时中断的方式进行查询，其波形如图7所示。其中，需要说明的是，两种方式的过零读取处理都有一定的窗口时间，正常情况下，在非检测窗口期内，软件对反电动势的过零信号进行屏蔽，而在检测窗口期，控制模块206接收过零信号，并在接收到有效的过零信号后，开始进行过零处理和相应的pwm输出。
具体地，当经过处理的反电动势过零信号由负变为正时，由外部中断或是软件定时器查询到的翻转信号触发过零处理，在过零处理的过程中，控制模块206控制电机进行换向和pwm输出，并在换向完成后，通过pi调节模块205等根据检测的直流母线电压和直流母线电流获取下一控制周期所需的占空比信号。由于换向完成后，距离下一次换向还有60°的时间，所以有足够的时间完成查表和电流环的控制运算。
需要说明的是，本发明实施例的电机的恒功率控制装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的电机的恒功率控制方法中所披露的细节，具体这里就不再详述。
根据本发明实施例的电机的恒功率控制装置，通过母线电压获取模块获取电机的直流母线电压，并通过母线电流获取模块获取电机的直流母线电流，以及通过电流给定模块根据直流母线电压和电机的功率给定值获取电机的直流母线电流给定值。然后，通过电流偏差获取模块获取直流母线电流给定值与直流母线电流之间的电流差值，并通过电流调节模块对电流差值进行pi调节以获得用于控制电机的占空比信号，以及通过控制模块根据占空比信号对电机进行恒功率控制。该装置通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题，且通用性强。
另外，本发明的实施例还提出了一种电机，其包括上述的恒功率控制装置。其中，电机可以为三相无刷直流电机。
根据本发明实施例的电机，通过上述的恒功率控制装置，能够通过对直流母线电流进行pi控制以实现对电机的恒功率控制，不仅不会增加硬件成本，而且无需使用位置传感器即可实现大范围的功率调节以及连续控制的效果，同时可有效改善生产过程中因环境因素影响导致的控制效果差的问题。
此外，本发明的实施例还提出了一种吸尘器，其包括上述的电机。
根据本发明实施例的吸尘器，通过上述的电机，能够实现恒功率运行。
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。
另外，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，除非另有明确的限定。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须针对的是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。
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。
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