一种提高电机效率的控制方法、系统及厨师机与流程

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种提高电机效率的控制方法、系统及厨师机。

背景技术：

开关磁阻电机(switchedreluctancemotor，简称srm)是实现能量转换的部件，是近年来随着电力电子技术和控制技术的发展而诞生的一种机电一体化程度较高的特种电机。srm以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性，愈来愈得到人们的认可和应用。目前已成功应用于电动车驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力竞争者。

srm驱动系统由开关磁阻电机本体(srm)、功率变换器、电机控制器以及位置和电流检测器4部分组成，其中，功率变换器是srm运行时所需能量的供给者，是连接电源和srm绕组的功率开关部件；位置检测器是srm转子位置和速度等信号的提供者，它及时向电机控制器提供定、转子极间相对位置的信号，电流检测器向电机控制器提供srm电机绕组的电流信息；电机控制器是实现srm自同步运行和发挥优良性能的关键，它综合位置检测器、电流检测器提供的电机转子位置、速度和电流等反馈信息，以及外部输入的命令，然后通过分析处理，决定控制策略，向srm驱动系统的功率变换器发出一系列开关信号，进而控制srm的运行。

众所周知，srm的电机控制策略有两大类：一类是斩波控制，它又分为电压脉宽调制(pulsewidthmodulation，简称pwm)控制和电流斩波控制(currentcutcontrol，简称ccc)，另一类是角度位置控制(angularpositioncontrol，简称apc)。影响srm电机运行特性的主要因素是其相电流波形、峰值及其出现的位置，而目前srm驱动系统主要是通过电压pwm控制固定输入电压，再通过apc调节合适的开关角，从而控制srm的电机转速，由于srm的输入电压固定，导致srm在全速范围内存在某些转速范围效率低，且存在转矩脉动、噪声、振动等缺陷。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种提高电机效率的控制方法，旨在解决srm在全速范围内存在某些转速范围效率低的问题。

本发明实施例是这样实现的，所述提高电机效率的控制方法包括下述步骤：

获取电机控制指令，所述电机控制指令包括电机转速信息；

将所述电机转速信息按照预设的电机的控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置；

根据所述第一电压值以及所述第一角度位置，对所述电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制所述电机按所述控制指令进行运转，所述电机的输入电压由电压输出装置提供。

进一步地，根据所述第一电压值以及所述第一角度位置，对所述电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制所述电机按所述控制指令进行运转的步骤，具体包括：

根据所述第一电压值向所述电压输出装置发送电压调节指令，控制所述电压输出装置根据所述电压调节指令将所述电机的所述输入电压调节为所述第一电压值；

根据所述第一角度位置，向所述电机发送角度位置调节指令，以将所述电机的所述角度位置调节为所述第一角度位置。

进一步地，根据所述第一电压值以及所述第一角度位置，对所述电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制所述电机按所述控制指令进行运转的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：

获取所述电机的负载变化信息，根据所述负载变化信息调节所述电机的输入电压及角度位置，以控制所述电机按所述控制指令进行运转。

更进一步地，获取所述电机的负载变化信息，根据所述负载变化信息调节所述电机的输入电压及角度位置，以控制所述电机按所述控制指令进行运转的步骤，具体包括：

获取所述电机负载变化时的电流及转速的信息；

根据所述电机负载变化时的电流及转速的信息，按照所述电机的控制规则配置成第二电压值及第二角度位置；

根据所述第二电压值，向所述电压输出装置发送电压调节指令，控制所述电压输出装置，根据所述电压调节指令，将所述电机的输入电压调节为第二电压值；

根据所述第二角度位置，向所述电机发送角度位置调节指令，以将所述电机的角度位置调节为第二角度位置。

进一步地，述角度位置包括：

开通角位置；

关断角位置。

本发明实施例还提供一种提高电机效率的控制系统，其特征在于，所述系统包括：

获取模块，用于获取电机控制指令，所述电机控制指令包括电机转速信息；

配置模块，用于将所述电机转速信息按照预设的电机控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置；以及

调节模块，用于根据所述第一电压值以及所述第一角度位置，对所述电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制所述电机按所述控制指令进行运转，所述电机的输入电压由电压输出装置提供。

进一步地，所述调节模块包括：

第一电压调节子模块，用于根据所述第一电压值向所述电压输出装置发送电压调节指令，控制所述电压输出装置根据所述电压调节指令将所述电机的所述输入电压调节为所述第一电压值；以及

第一角度位置调节子模块，用于根据所述第一角度位置，向所述电机发送角度位置调节指令，以将所述电机的所述角度位置调节为所述第一角度位置。

进一步地，所述系统还包括：

更新调节模块，用于获取所述电机的负载变化信息，根据所述负载变化信息调节所述电机的输入电压及角度位置，以控制所述电机按所述控制指令进行运转。

更进一步地，所述更新调节模块包括：

获取变化信息子模块，用于获取所述电机负载变化时的电流及转速的信息；

变化信息配置子模块，用于根据所述电机负载变化时的电流及转速的信息，按照所述电机的控制规则配置成第二电压值及第二角度位置；

第二电压调节子模块，用于根据所述第二电压值，向所述电压输出装置发送电压调节指令，控制所述电压输出装置，根据所述电压调节指令，将所述电机的输入电压调节为第二电压值；以及

第二角度调节子模块，用于根据所述第二角度位置，向所述电机发送角度位置调节指令。

本发明实施例还提供一种厨师机，包括电机、给所述电机提供输入电压的电压输出装置及上述任一提高电机效率的控制系统，所述控制系统用于控制所述电机转速。

在本发明实施例中，由于通过获取的电机控制指令同时对电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转，相比于只调节角度位置，提高开关磁阻电机在全速范围内的效率，尤其是低速区的效率，同时降低驱动管及开关磁阻电机本体的发热量，进而降低开关磁阻电机的电磁噪音。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的提高电机效率的控制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的提高电机效率的控制方法的实现流程图；

图3是本发明实施例三提供的提高电机效率的控制方法的实现流程图；

图4是本发明实施例四提供的提高电机效率的控制方法的实现流程图；

图5是本发明实施例五提供的提高电机效率的控制系统的结构示意图；

图6是本发明实施例六提供的提高电机效率的控制系统的结构示意图；

图7是本发明实施例七提供的提高电机效率的控制系统的结构示意图；

图8是本发明实施例八提供的提高电机效率的控制系统的优选结构示意图；

图9是本发明实施例九提供的厨师机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明通过对srm的输入电压、开通角以及关断角进行同时调整，以解决传统控制中只调整开通角和关断角时srm在某些转速范围内效率低、噪音大的问题。

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的提高电机效率的控制方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述步骤如下：

步骤s11、获取电机控制指令，该电机控制指令包括电机转速信息；

步骤s12、将该电机转速信息按照预设的电机的控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置；

步骤s13、根据该第一电压值以及第一角度位置，对该电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制该电机按该控制指令进行运转，该电机的输入电压由电压输出装置提供。

在步骤s11中，获取电机控制指令，该电机控制指令包括电机转速信息。

在本发明实施例中，获取用户对开关磁阻电机(srm)设置的电机控制指令，对该电机控制指令进行分析，得到该电机控制指令中包含的电机转速信息，例如，电机的转速是否变化、电机转速变化幅度、电机的转动速率等。

在步骤s12中，将电机转速信息按照预设的电机的控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置。

在本发明实施例中，将电机转速信息按照预设的电机控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置，其中，第一角度位置包括第一开通角位置和第一关断角位置。

优选地，预设的电机控制规则为当srm转速固定不变时，若负载由轻载变成重载，则升高srm的输入电压，同时调整srm的开通角和关断角到合适的角度，若负载由重载变成轻载，则降低srm的输入电压，同时调整srm的开通角和关断角到合适的角度，当srm转速增快而负载不变时，则升高srm的输入电压，同时将srm的开通角和关断角的角度变小，若此时负载变化，则按照srm转速固定不变时的规则进行电机控制，当srm转速降低而负载不变时，则降低srm的输入电压，同时将srm的开通角和关断角的角度增大，若此时负载变化，则按照srm转速固定不变时的规则进行电机控制，从而提高对srm控制的合理性，进而提高srm运转的效率。

在步骤s13中，根据第一电压值以及第一角度位置，对电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转，电机的输入电压由电压输出装置提供。

在本发明实施例中，由于开关磁阻电机的控制参数主要有开通角、关断角以及母线电压，因此，根据第一电压值以及第一角度位置，同时对电机的输入电压(即母线电压)及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转，其中，电机的输入电压由电压输出装置提供，角度位置包括开通角位置和关断角位置。

实施例二

如图2所示，实施例一的基础上，本发明的步骤s31具体如下：

步骤s131、根据第一电压值向电压输出装置发送电压调节指令，控制电压输出装置根据电压调节指令将电机的输入电压调节为第一电压值；

步骤s132、根据第一角度位置，向电机发送角度位置调节指令，以将电机的角度位置调节为所述第一角度位置。

在步骤s131中，根据第一电压值向电压输出装置发送电压调节指令，控制电压输出装置根据电压调节指令将电机的输入电压调节为第一电压值。

在本发明实施例中，电压输出装置根据接收到的电压调节指令，以电压调节指令对应的第一电压值作为输出电压输入到开关磁阻电机，从而将开关磁阻电机的输入电压调节为第一电压值。

在步骤s132中，根据第一角度位置，向电机发送角度位置调节指令，以将电机的角度位置调节为第一角度位置,进而控制电机按控制指令进行运转。

在本发明实施例中，开关磁阻电机接收到角度位置调节指令后，将自身的角度位置调节到与该度位置调节指令对应的第一角度位置一致，从而使得电机按控制指令进行运转。

在本发明实施例中，通过第一电压值和第一角度位置对应的电压调节指令和角度位置调节指令对电机的输入电压和角度位置进行调节，从而提高对开关磁阻电机控制参数调节的实时性，进而提高开关磁阻电机运转的效率。

作为示例地，获取用户设定的对8/6极四相开关磁阻电机的电机控制指令，该电机控制指令包括电机转速信息n为1000rpm以及在开关磁阻电机运转过程中电机转动速率不变，根据该电机控制指令以及电机控制规则将第一电压值vbus配置为200v，第一角度位置的开通角turnonangle配置为0度、关断角turnoffangle配置为22.5度，根据配置好的第一电压值以及第一角度位置，同时对电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转。

实施例三

如图3所示，实施例一的基础上，本发明还包括：

步骤s14、获取电机的负载变化信息，根据该负载变化信息调节电机的输入电压及角度位置，以控制电机按控制指令进行运转。

在本发明实施例中，对srm的电机负载进行监测，以确定电机负载是由轻载变成重载还是由重载变成轻载，当监测到电机负载发生变化时，获取电机负载变化信息，电机负载变化信息包括电机负载值、是由轻载变成重载还是由重载变成轻载，电机的负载变化会影响电机的运转效率，因此，根据负载变化信息对电机的输入电压和角度位置进行调节，使得电机的运转效率最优，从而提高对srm控制参数调节的合理性，进而提高srm运转的效率。

作为示例地，在8/6极四相开关磁阻电机以1000rpm的转速运转过程中，当监测到电机负载由轻载变成重载，则升高srm的输入电压，如升到250v，同时实时调整srm的开通角turnonangle和关断角turnoffangle，如将turnonangle调节到-1度，turnoffangle调节到21.5度，当监测到电机负载由重载变成轻载，则降低srm的输入电压，如由250下降到200v，同时实时调整srm的turnonangle和turnoffangle，如将turnonangle变为0度，turnoffangle变成22.5度。

实施例四

如图4所示，实施例三的基础上，步骤s14具体为：

步骤s141、获取所述电机负载变化时的电流及转速的信息；

步骤s142、根据所述电机负载变化时的电流及转速的信息，按照所述电机的控制规则配置成第二电压值及第二角度位置；

步骤s143、根据所述第二电压值，向所述电压输出装置发送电压调节指令，控制所述电压输出装置，根据所述电压调节指令，将所述电机的输入电压调节为第二电压值；

步骤s144、根据所述第二角度位置，向所述电机发送角度位置调节指令，以将电机的角度位置调节为第二角度位置。

在步骤s141中，获取电机负载变化时的电流及转速的信息。

在本发明实施中，当监测到电机负载发生变化时，获取引起电机负载发生变化时的电流值和电机转速值。

在步骤s142中，根据电机负载变化时的电流及转速的信息，按照电机控制规则配置成第二电压值及第二角度位置。

在本发明实施例中，根据获取到的、电机负载变化时的电流值和电机转速值，按照实施例一中步骤s12的电机的控制规则配置成第二电压值及第二角度位置，其中，第二角度位置包括第二开通角位置和第二关断角位置。

在步骤s143中，根据第二电压值，向电压输出装置发送电压调节指令，控制电压输出装置根据电压调节指令将电机的输入电压调节为第二电压值。

在本发明实施例中，电压输出装置根据接收到的电压调节指令，以电压调节指令对应的第二电压值作为输出电压输入到开关磁阻电机，从而将开关磁阻电机的输入电压调节为第二电压值。

在步骤s144中，根据第二角度位置，向电机发送角度位置调节指令，以将电机的角度位置调节为第二角度位置,进而控制电机按控制指令进行运转。

在本发明实施例中，开关磁阻电机接收到角度位置调节指令后，将自身的角度位置调节到与该度位置调节指令对应的第二角度位置一致，使得电机按控制指令进行运转，从而提高对srm控制参数调节的合理性，进而提高srm运转的效率。

作为示例地，获取用户设定的对8/6极四相开关磁阻电机的电机控制指令，该电机控制指令包括电机转速的变化幅度，如电机转速从1000rpm变到5000rpm，根据该电机控制指令以及电机控制规则将第二电压值vbus从200v设置为300v，第二角度位置的开通角turnonangle由0度设置为-4度、关断角turnoffangle由22.5度设置为20度，如电机转速从1000rpm变到500rpm，根据该电机控制指令以及电机控制规则将第二电压值vbus从200v设置为150v，第二角度位置的开通角turnonangle由0度设置为2度、关断角turnoffangle由22.5度设置为23度，再根据设置好的第二电压值以及第二角度位置，同时对电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转。

实施例五

图5示出了本发明实施例五提供的一种提高电机效率的控制系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：获取模块11、配置模块12、以及调节模块13，其中：

获取模块11，用于获取电机控制指令，该电机控制指令包括电机转速信息。

在本发明实施例中，获取用户对开关磁阻电机(srm)设置的电机控制指令，对该电机控制指令进行分析，得到该电机控制指令中包含的电机转速信息，例如，电机的转速是否变化、电机转速变化幅度、电机的转动速率等。

配置模块12，用于将电机转速信息按照预设的电机控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置。

在本发明实施例中，将电机转速信息按照预设的电机控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置，其中，第一角度位置包括第一开通角位置和第一关断角位置。

可选地，预设的电机控制规则为当srm转速固定不变时，若负载由轻载变成重载，则升高srm的输入电压，同时调整srm的开通角和关断角到合适的角度，若负载由重载变成轻载，则降低srm的输入电压，同时调整srm的开通角和关断角到合适的角度，当srm转速增快而负载不变时，则升高srm的输入电压，同时将srm的开通角和关断角的角度变小，若此时负载变化，则按照srm转速固定不变时的规则进行电机控制，当srm转速降低而负载不变时，则降低srm的输入电压，同时将srm的开通角和关断角的角度增大，若此时负载变化，则按照srm转速固定不变时的规则进行电机控制，从而提高对srm控制的合理性，进而提高srm运转的效率。

调节模块13，用于根据第一电压值以及第一角度位置，对电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转，电机的输入电压由电压输出装置提供。

在本发明实施例中，各模块的具体实施方式可参考前述方法实施例的描述，在此不再赘述。

在本发明实施例中，由于开关磁阻电机的控制参数主要有开通角、关断角以及母线电压，因此，根据第一电压值以及第一角度位置，同时对电机的输入电压(即母线电压)及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转，其中，电机的输入电压由电压输出装置提供，角度位置包括开通角位置和关断角位置。

在根据第一电压值以及第一角度位置，对电机的输入电压及角度位置进行调节时，优选地，根据第一电压值向电压输出装置发送电压调节指令，控制电压输出装置根据电压调节指令将电机的输入电压调节为第一电压值，同时根据第一角度位置向电机发送角度位置调节指令，以将电机的角度位置调节为第一角度位置，从而提高对开关磁阻电机控制参数调节的实时性，进而提高开关磁阻电机运转的效率。

实施例六

在实施例五的基础上，如图6所示，可选地，调节模块13包括：

第一电压调节子模块131，用于根据第一电压值向电压输出装置发送电压调节指令，控制电压输出装置根据电压调节指令将电机的输入电压调节为第一电压值；以及

第一角度位置调节子模块132，用于根据第一角度位置，向电机发送角度位置调节指令，以将电机的角度位置调节为第一角度位置。在本发明实施例中，各模块的具体实施方式可参考前述方法实施例的描述，在此不再赘述。

实施例七

在实施例五的基础上，如图7所示，可选地，该系统还包括：

更新调节模块14，用于获取电机的负载变化信息，根据负载变化信息调节电机的输入电压及角度位置，以控制电机按控制指令进行运转。

在本发明实施例中，各模块的具体实施方式可参考前述方法实施例的描述，在此不再赘述。

实施例八

在实施例七的基础上，如图8所示，可选地，更新调节模块14包括：

获取变化信息子模块141，用于获取电机负载变化时的电流及转速的信息；

变化信息配置子模块142，用于根据电机负载变化时的电流及转速的信息，按照电机控制规则配置成第二电压值及第二角度位置；

第二电压调节子模块143，用于根据第二电压值，向电压输出装置发送电压调节指令，控制电压输出装置根据电压调节指令将电机的输入电压调节为第二电压值；以及

第二角度调节子模块144，用于根据第二角度位置，向电机发送角度位置调节指令。

在本发明实施例中，各模块的具体实施方式可参考前述方法实施例的描述，在此不再赘述。

实施例九：

图9示出了本发明实施例提供的厨师机的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例的厨师机包括电机2、给电机2提供输入电压的电压输出装置3、以及控制电机2转速的控制系统1。该控制系统1为上述实施例中的提高电机效率的控制系统，各模块功能为例如图5、图7所示模块11至14的功能。

本实施例中，由于厨师机的电机采用上述的控制系统及方法控制电机转速，具体是通过获取的电机控制指令同时对电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转，相比于只调节角度位置，提高开关磁阻电机在全速范围内的效率，尤其是低速区的效率，同时降低驱动管及开关磁阻电机本体的发热量，使开关磁阻电机的电磁噪音降低，从而提高厨师机的工作效率。

在本发明实施例中，获取电机控制指令，该电机控制指令包括电机转速信息，将电机转速信息按照预设的电机控制规则配置成第一电压值以及第一角度位置，根据第一电压值以及第一角度位置，对电机的输入电压及角度位置进行调节，以控制电机按控制指令进行运转，从而提高开关磁阻电机在全速范围内的效率，尤其是低速区的效率，同时降低驱动管及开关磁阻电机本体的发热量，进而降低开关磁阻电机的电磁噪音。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。