电机控制方法、电机控制电路及料理机与流程

本申请涉及小家电领域，尤其涉及一种电机控制方法、电机控制电路及料理机。

背景技术：

随着人们生活水平的日益提高，市场上出现了许多不同类型的料理机。料理机的功能主要可以包括，但不限于，打豆浆、榨果汁、做米糊、绞肉馅、刨冰、制咖啡和/或调配面膜等功能。现有料理机的电机连接的开关器件存在触发不了的情况。

技术实现要素：

本申请提供一种电机控制方法、电机控制电路和料理机，可以避免开关器件触发不了的情况。

本申请的一个方面提供一种电机控制方法。电机控制方法包括：检测交流电源的交流电压的过零点；及从检测到所述交流电压的过零点开始的延迟时间后，输出触发脉冲，触发与电机连接的开关器件导通，至少两个不同延迟时间后输出的所述触发脉冲的脉宽不同。

本申请的另一个方面提供一种电机控制电路，用于控制电机。电机控制电路包括：电机驱动电路，与所述电机连接，用于驱动所述电机工作，所述电机驱动电路包括开关器件，所述开关器件连接所述电机和交流电源，使所述交流电源和所述电机导通或断开；过零检测电路，与所述交流电源连接，用于检测所述交流电源的交流电压的过零点，检测到过零点时输出过零信号；及控制器，与所述过零检测电路和所述电机驱动电路连接，用于接收所述过零信号，从接收到所述过零信号开始的延迟时间后，输出触发脉冲给所述电机驱动电路，触发所述开关器件导通，至少两个不同延迟时间后输出的所述触发脉冲的脉宽不同。

本申请的再一个方面提供一种料理机。料理机包括：主机，包括电机和上述电机控制电路；及搅拌杯组件，可拆卸地安装于所述主机。

本申请至少两个不同的延迟时间对应的触发脉冲的脉宽不同，使在不同的延迟时间下均能够触发开关器件导通，如此，延迟时间在一些情况下可以为零，电机输出能力可以达到或接近100％，而且避免因开关器件触发不了而造成电机烧坏的情况。

附图说明

图1所示为本申请电机控制电路的一个实施例的模块框图；

图2所示为图1所示的电机控制电路的电机驱动电路的一个实施例的电路图；

图3所示为一个实施例的电机上的电压和电流的波形图，以及触发信号的波形图；

图4所示为本申请电机控制方法的一个实施例的流程图；

图5所示为图4所示的电机控制方法的一个实施例的子流程图；

图6所示为图5所示的电机控制方法控制下的电机的电压和电流的波形图，以及触发信号的波形图；

图7所示为图4所示的电机控制方法的另一个实施例的子流程图；

图8所示为本申请电机控制电路的另一个实施例的模块框图；

图9所示为图4所示的电机控制方法的另一个实施例的子流程图；

图10所示为本申请电机控制电路的另一个实施例的模块框图；

图11所示为本申请料理机的一个实施例的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例的电机控制方法包括检测交流电源的交流电压的过零点，且从检测到交流电压的过零点开始的延迟时间后，输出触发脉冲，触发与电机连接的开关器件导通。至少两个不同延迟时间后输出的触发脉冲的脉宽不同。至少两个不同的延迟时间对应的触发脉冲的脉宽不同，使在不同的延迟时间下均能够触发开关器件导通。如此，延迟时间在一些情况下可以为零，电机输出能力可以达到或接近100％，而且避免因开关器件触发不了而造成电机烧坏的情况。

本申请实施例的电机控制电路，用于控制电机，包括电机驱动电路、过零检测电路和控制器。电机驱动电路与电机连接，用于驱动电机工作。电机驱动电路包括开关器件，开关器件连接电机和交流电源，使交流电源和电机导通或断开。过零检测电路与交流电源连接，用于检测交流电源的交流电压的过零点，检测到过零点时输出过零信号。控制器与过零检测电路和电机驱动电路连接，用于接收过零信号，从接收到过零信号开始的延迟时间后，输出触发脉冲给电机驱动电路，触发开关器件导通。至少两个不同延迟时间后输出的触发脉冲的脉宽不同。

本申请实施例的料理机包括主机和搅拌杯组件。主机包括电机和上述电机控制电路。搅拌杯组件可拆卸地安装于主机。

图1所示为电机控制电路100的一个实施例的模块示意图。电机控制电路100电连接于交流电源10和电机20，用于控制电机20的工作，可以控制电机20的转速。交流电源10可以是市电，或其他交流电源。电机20可以是交流电机或直流电机。电机控制电路100和电机20可以用于料理机，但不限于料理机，还可用于其他电器中，尤其可以用于小家电中。

电机控制电路100包括电机驱动电路101、过零检测电路102和控制器103。电机驱动电路101与电机20连接，用于驱动电机20工作。电机驱动电路101包括开关器件104，开关器件104连接电机20和交流电源10，使交流电源10和电机20导通或断开。开关器件104导通时，连通交流电源10和电机20，使交流电源10输出的交流电提供给电机20。开关器件104截止时，断开交流电源10和电机20。在一个实施例中，开关器件104包括可控硅，可控硅在交流电源10的交流电过零点时，自动截止。

过零检测电路102与交流电源10连接，用于检测交流电源10的交流电压的过零点，检测到过零点时输出过零信号。

控制器103与过零检测电路102和电机驱动电路101连接，用于接收过零信号，从接收到过零信号开始的延迟时间后，输出触发脉冲给电机驱动电路102，触发开关器件104导通。控制器103包括单片机、fpga或其他微处理器。

图2所示为电机驱动电路101的一个实施例的电路图。参考图1和2，电机驱动电路101包括与控制器103电连接的电机控制输入端scr，通过电机控制输入端scr接收控制器103输出的触发信号。可控硅104可以是双向可控硅，与电机20串联，且与交流电源10连接。在图2所示的实施例中，交流电源10为市电。可控硅104的一个主电极连接至市电的火线l，另一个主电极连接至电机20的一端，电机20的另一端连接至零线n。在图示实施例中，电阻r203和电容c201串联后与电容c203并联，进一步并联于可控硅104的两个主电极。

控制器103与可控硅104电连接，控制可控硅104。可控硅104可根据电机控制输入端scr接收的触发信号驱动电机20。电机驱动电路101包括光耦合器u201，光耦合器u201连接于可控硅104和控制器103之间。光耦合器u201连接于可控硅104的控制极和与电机20连接的主电极，且连接于电机驱动电路101的电机控制输入端scr。在图示实施例中，光耦合器u201为双向光耦合器，其双向导通。光耦合器u201的一个输出端通过电阻r204连接于可控硅104的控制极，光耦合器u201的另一个输出端通过电阻r202连接于可控硅104的与电机20连接的主电极。

光耦合器u201包括发光二极管105，发光二极管105的负极与电机驱动电路101的电机控制输入端scr连接，进而连接至控制器103。发光二极管105的正极接直流电源的正极。在图示实施例中，发光二极管105的正极通过电阻r201连接至12v的直流电源。

电机驱动电路101包括三极管q201，三极管q201的集电极与发光二极管105的负极连接，基极与控制器103连接，接收触发脉冲，发射极接地。在图示实施例中，三极管q201的基极通过电阻r205连接至电机控制输入端scr，基极和发射极之间连接电阻r206。

在图示实施例中，控制器103提供给电机控制输入端scr高电平时，光耦合器u201导通，可控硅104导通，驱动电机20工作。当交流电过零点时可控硅104自动截止，交流电源103与电机20断开，停止给电机20供电。在一个实施例中，控制器103在接收到过零信号开始的延迟时间后，输出高电平给电机控制输入端scr，触发可控硅103导通，使交流电提供给电机20。在不同档位，过零点后延迟不同的延迟时间，输出触发脉冲，控制可控硅104的导通时间不同，来调节不同档位下的电机20的转速。控制器103输出一段时间的高电平后输出低电平，如此输出触发脉冲使可控硅104完全导通。上述仅是电机驱动电路的一个示例，并不限于上述的例子。在另一个实施例中，控制器103可以输出低电平触发可控硅104。

图3所示为电机20上的电压和电流的波形图，以及触发信号的波形图。在交流电源输出的交流电压过零点时，开始延迟一段延迟时间t0。延迟一段时间t0后，输出触发脉冲触发可控硅。在图3中，不同的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1相同。由于电机20本身的特性，电机20上的电流相对于电压滞后。在电机20上的电压过零后一段时间t2，电机20上的电流过零。电流相对于电压的滞后时间为t2。

当延迟时间t0和触发脉冲的脉宽t1的和小于等于滞后时间t2时，即t0+t1<＝t2，触发脉冲在电机20的电压过零和电流过零之间产生。在滞后时间t2内，电机20上的电流不为零，可控硅104未自动截止。当电机20上的电流过零时，可控硅104自动截止。因此，在滞后时间t2内输出触发脉冲，不能触发可控硅，如此在交流电压的半个周期t内电机20上的电流过零之后的时间里，可控硅不能被触发导通。

例如，交流电源10输出50hz的交流电，交流电的半个周期t等于10ms，电机20的功率因素为0.9，触发脉冲的脉宽为1ms。功率因素和滞后时间t2的关系为cos(pi*t2/t)＝0.9，可计算出t2＝1.435ms。如果在交流电源10输出的交流电压过零时立即触发可控硅，即t0＝0，则t0+t1<t2，可控硅触发不了。

在不同的延迟时间t0下的触发脉冲的脉宽t1均相同的例子中，为了使可控硅在不同的延迟时间t0下均能触发，需设定延迟时间t0大于等于一个最小值，以保证t0+t1>t2。如此，电机输出能力不能达到100％。而且在电机因自身老化或工作环境恶化而功率因素下降时，滞后时间t2变长，更容易发出t0+t1<t2的情况，在该情况下电机只在半个周期t内可以导通，从而容易烧坏电机。

图4所示为本申请电机控制方法200的一个实施例的流程图。电机控制方法200用于控制电机。图1所示的电机控制电路100可以用于执行电机控制方法200。电机控制方法200包括步骤210和步骤220。

在步骤210中，检测交流电源的交流电压的过零点。可以通过图1所示的过零检测电路102检测交流电源的交流电压的过零点。

在步骤220中，从检测到交流电压的过零点开始的延迟时间t0后，输出触发脉冲，触发与电机连接的开关器件导通。至少两个不同延迟时间t0后输出的触发脉冲的脉宽t1不同。

延迟时间t0大于等于零。在需要电机全速转动时，延迟时间t0可以等于零，即交流电压过零时立即导通开关器件。在不同的档位下，期望电机的转速不同，延迟时间t0不同。至少两个不同的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1不同，使在不同的延迟时间t0下均能够触发开关器件导通。延迟时间t0和触发脉冲的脉宽t1的和大于电机的电流滞后于电压的滞后时间，以保证开关器件能够被触发。如此延迟时间t0在一些情况下可以为零，电机输出能力可以达到或接近100％，而且避免因开关器件触发不了而造成电机烧坏的情况。

不同的触发脉冲的脉宽t1与延迟时间t0负相关。在一个实施例中，不同延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1均不相同。脉宽t1与延迟时间t0负相关，延迟时间t0越长，脉宽t1越短，延迟时间t0越短，脉宽t1越长。在另一个实施例中，部分不同的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1不同，其他部分不同的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1相同。例如，延迟时间t0大于一个延迟时间阈值(例如四分之一的交流电压的周期)时，可以设定相同的触发脉冲的脉宽t1，例如1ms。其中，对于不同的脉宽t1的触发脉冲，脉宽t1与延迟时间t0负相关。

图5所示为电机控制方法200的一个实施例的子流程图。在图5所示的实施例中，根据不同的延迟时间t0，输出脉宽t1不同的触发脉冲。不同的延迟时间t0，触发脉冲的脉宽t1均不相同。开关器件包括可控硅。

具体地，电机控制方法200的步骤220包括子步骤221-226。在步骤221中，判断是否有过零信号。在交流电源的交流电压过零时产生过零信号。在没有过零信号时，进入步骤226，输出关闭电平，不触发可控硅。

在有过零信号时，立即或延迟一段时间后触发可控硅。具体地，在步骤222中，确定延迟时间t0。根据期望电机达到的转速，确定延迟时间t0。期望电机达到的转速越高，延迟时间t0越短，使可控硅导通的时间越长，电机通电的时间越长。否则，期望电机达到的转速越低，延迟时间t0越长，使可控硅导通的时间越短，电机通电的时间越短。

在步骤223中，确定触发脉冲的脉宽t1。在一个实施例中，根据延迟时间t0确定触发脉冲的脉宽t1，使触发脉冲的脉宽t1随着延迟时间t0的改变而改变，以保证延迟时间t0和脉宽t1的和大于电流的滞后时间t2，使可控硅能够被触发。在一个实施例中，触发脉冲的脉宽t1与延迟时间t0成线性关系，较容易计算脉宽t1。在一个实施例中，根据延迟时间t0和交流电压的半个周期t确定触发脉冲的脉宽t1。触发脉冲的脉宽t1与延迟时间t0和半个周期t成线性关系。在一个实施例中，触发脉冲的脉宽t1等于交流电压的半个周期t减去延迟时间t0的差值的一半，即t1＝(t-t0)/2，则t0+t1＝(t+t0)/2>＝t/2。假设功率因素为0，滞后时间t2＝t/2。因为功率因素大于0，t2<t/2，因此t0+t1>t2成立。即t1＝(t-t0)/2时，t0+t1必定大于t2，因此触发脉冲能够触发可控硅，在不同的延迟时间t0下，可控硅均能够被触发。

进一步，根据确定的触发脉冲的脉宽t1输出触发脉冲。具体地，在步骤224中，延迟时间t0后输出触发开关器件导通的触发电平。关闭电平和触发电平具有电压差。在一个实施例中，触发电平为高电平，关闭电平为低电平。在另一个实施例中，触发电平为低电平，关闭电平为高电平。

步骤225中，判断输出的触发电平的持续时间是否大于等于步骤223中确定的触发脉冲的脉宽t1。在触发电平的持续时间大于等于触发脉冲的脉宽t1时，停止输出触发电平，输出关闭电平，步骤226。如此输出触发脉冲，可控硅被触发导通，直至下一个过零点，可控硅自动截止。

在另一个实施例中，步骤222和步骤223可以在步骤221之前执行。可以在档位选定之后，根据选定的档位确定延迟时间t0，并进一步确定触发脉冲的脉宽t1。

图1所示的控制器103可以用来执行图5所示的步骤221-226。控制器103用于根据不同的延迟时间t0，输出脉宽t1不同的触发脉冲。控制器103用于根据延迟时间t0确定触发脉冲的脉宽t1，且根据确定的触发脉冲的脉宽t1输出触发脉冲。其中，触发脉冲的脉宽t1与延迟时间成线性关系。控制器103用于根据延迟时间t0和交流电压的半个周期t确定触发脉冲的脉宽t1。其中，触发脉冲的脉宽t1等于交流电压的半个周期t减去延迟时间t0的差值的一半。

图6所示为图5所示的电机控制方法200控制下的电机的电压和电流的波形图，以及触发信号的波形图。从图6可以看出，不同的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1不同。脉宽t1和延迟时间t0负相关。延迟时间t0和脉宽t1的和大于等于交流电的半个周期t的一半，大于电流的滞后时间t2。

图7所示为图4所示的电机控制方法200的另一个实施例的子流程图。电机控制方法200的步骤220包括子步骤231-236。在图7所示的实施例中，输出触发脉冲的步骤220包括：输出触发开关器件导通的触发电平，检测电机的电信号，并在电信号的绝对值大于电信号阈值时，停止输出触发电平，输出与触发电平具有电压差的关闭电平。

判断过零信号的步骤231类似于图5所示的步骤221，确定延迟时间t0的步骤232类似于图5所示的步骤222，输出触发电平的步骤233类似于图5所示的步骤223，在此不再赘述。

在图7所示的实施例中，步骤234中，检测电机的电流。进一步，在电机的电流的绝对值大于0时，输出关闭电平。具体地，在步骤235中，判断电机的电流的绝对值是否大于0。在电机的电流的绝对值大于零时，进入步骤236，步骤236类似于图5所示的步骤226，输出关闭电平。在电机的电流的绝对值不大于0时，持续输出触发电平，继续检测电机的电流。可控硅被触发导通后，电机上具有电流，电流的绝对值大于0。可控硅未导通时，电机上无电流，电流为0。在输出触发电平后，通过检测电机上的电流，确定可控硅是否导通。电机上的电流的绝对值大于0时，表明可控硅已被触发导通，输出关闭电平。否则，继续输出触发电平，直至电机上有电流。如此，可以保证在不同的延迟时间下，可控硅均能够被触发导通。

在一个实施例中，触发脉冲的脉宽t1大于等于脉宽阈值，例如1ms。在延迟时间t0和脉宽阈值的和大于电机的电流的滞后时间t2时，可以输出脉宽t1等于脉宽阈值的触发脉冲，使可控硅能够完全打开。在延迟时间t0和脉宽阈值小于等于电机的电流的滞后时间t2时，触发脉冲的脉宽t1大于脉宽阈值，才能触发可控硅。在图7所示的实施例中，至少部分比滞后时间t2短的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1与至少部分比滞后时间t2长的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1不同。至少部分比滞后时间t2短的不同的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1不同。

图8所示为电机控制电路300的另一个实施例的模块框图。电机控制电路300类似于图1所示的电机控制电路100，相比较于图1所示的实施例，图8所示的实施例的电机控制电路300进一步包括与电机20和控制器103连接的电机信号检测电路301，电机信号检测电路301用于检测电机20的电信号，将检测到的电信号提供给控制器103。

在图8所示的实施例中，电机信号检测电路301包括与电机20串联且与控制器103连接的电流检测电路301，电流检测电路301用于检测电机20的电流，将检测到的电流提供给控制器103。电流检测电路301可以执行图7所示的步骤234。

图8所示的控制器103可以执行图7所示的步骤231-233、步骤235和236。控制器103用于输出触发开关器件导通的触发电平，且在电机的电信号的绝对值大于电信号阈值时，停止输出触发电平，输出与触发电平具有电压差的关闭电平。图8所示的控制器103用于在电机的电流的绝对值大于0时，输出关闭电平。

图9所示为图4所示的电机控制方法200的另一个实施例的子流程图。电机控制方法200的步骤220包括子步骤241-246。在图9所示的实施例中，输出触发脉冲的步骤220包括：输出触发开关器件导通的触发电平，检测电机的电信号，并在电信号的绝对值大于电信号阈值时，停止输出触发电平，输出与触发电平具有电压差的关闭电平。

图9所示的实施例类似于图7所示的实施例。判断过零信号的步骤241类似于图7所示的步骤231，确定延迟时间t0的步骤242类似于图7所示的步骤232，输出触发电平的步骤243类似于图7所示的步骤233，在此不再赘述。

相比较于图7所示的实施例，图9所示的实施例中，在步骤244中，检测电机的电压。在电机的电压的绝对值大于电压阈值时，输出关闭电平。电压阈值大于等于交流电源的交流电流过零点时对应的交流电压的值。例如，电压阈值为30v。可以根据电机的功率因素，确定电压阈值。例如，可以计算功率因素为0.9时对应的电压值作为电压阈值。

具体地，在步骤245中，判断电机的电压的绝对值是否大于电压阈值。在电机的电压的绝对值大于电压阈值时，进入步骤246。步骤246类似于图7所示的步骤236，输出关闭电平。在电机的电压的绝对值不大于电压阈值时，持续输出触发电平，继续检测电机的电压。可控硅被触发导通后，电机上的电压的绝对值超过电压阈值。可控硅未导通时，电机上的电压的绝对值未超过电压阈值。在输出触发电平后，通过检测电机上的电压，确定可控硅是否导通。电机上的电压的绝对值大于电压阈值时，表明可控硅已被触发导通，输出关闭电平。否则，继续输出触发电平，直至电机上的电压的绝对值大于电压阈值。如此，可以保证在不同的延迟时间下，可控硅均能够被触发导通。

类似于图7所示的实施例，图9所示的实施例中，触发脉冲的脉宽t1大于等于脉宽阈值，例如1ms。在延迟时间t0和脉宽阈值的和大于电机的电流的滞后时间t2时，可以输出脉宽t1等于脉宽阈值的触发脉冲，使可控硅能够完全打开。在延迟时间t0和脉宽阈值小于等于电机的电流的滞后时间t2时，触发脉冲的脉宽大于脉宽阈值，才能触发可控硅。在图9所示的实施例中，至少部分比滞后时间t2短的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1与至少部分比滞后时间t2长的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1不同。至少部分比滞后时间t2短的不同的延迟时间t0对应的触发脉冲的脉宽t1不同。

图5、7、9所示的电机控制方法200的动作以模块的形式图示，模块的先后顺序和模块中的动作的划分并非限于图示的实施例。例如，模块可以按照不同的顺序进行；一个模块中的动作可以与另一个模块中的动作组合，或拆分为多个模块。在一些实施例中，电机控制方法200的步骤和子步骤之前、之后或中间可以有其他步骤。

图10所示为电机控制电路400的另一个实施例的模块框图。电机控制电路400类似于图8所示的电机控制电路300，图10所示的实施例的电机控制电路400包括与电机20和控制器103连接的电机信号检测电路401，电机信号检测电路401用于检测电机20的电信号，将检测到的电信号提供给控制器103。

相比较于图8所示的实施例，图10所示的实施例中，电机信号检测电路401包括与电机20并联且与控制器103连接的电压检测电路401，电压检测电路401用于检测电机20的电压，将检测到的电压提供给控制器103。

图10所示的控制器103可以执行图9所示的步骤241-243、步骤245和246。控制器103用于在电机20的电压的绝对值大于电压阈值时，输出关闭电平。其中，电压阈值大于等于交流电源的交流电流过零时对应的交流电压的值。控制器103用于根据电机的功率因素，确定电压阈值。

图11所示为料理机500的一个实施例的示意图。料理机500包括主机501和搅拌杯组件502。主机501包括电机和电机控制电路。电机可以是图1、8、10所示的电机20，电机控制电路可以是图1、8或10所示的电机控制电路100、300、400。主机501内设置有电路板(未图示)，电机控制电路可以设置于电路板上。

搅拌杯组件502可拆卸地安装于主机501。搅拌杯组件502内可盛放食材，可在搅拌杯组件502内搅打食材，还可以对食材加热或降温等处理。搅拌杯组件502上可拆卸地安装有杯盖组件503。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。方法实施例和装置实施例互为补充。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。