一种无刷直流电机控制方法、装置、无刷直流电机及电器与流程

文档序号:25535182发布日期:2021-06-18 20:28
一种无刷直流电机控制方法、装置、无刷直流电机及电器与流程

本发明涉及电机控制技术领域,具体涉及一种无刷直流电机控制方法、装置、无刷直流电机及电器。



背景技术:

无刷直流电机具有效率高、启动转矩大、控制方便等优点而应用于多种电器设备中,但使用环境复杂多样,带动无刷直流电机运转的输入电压也存在电压值波动或供电电压达不到额定电压的情况,使无刷直流电机的输出功率和转速发生变化,导致电器设备的工作状态发生变化,无法满足用户的需求。

现以便携式真空吸尘器为例,在其使用过程中随着电池电量的不断消耗,便携式真空吸尘器中无刷直流电机的输入电压也在不断降低,如果无刷直流电机的控制方式保持不变,在输入电压降低时,无刷直流电机的输出功率和转速均会随着输入电压的降低而降低,进而导致便携式真空吸尘器的吸力降低,无法满足用户的正常需求。



技术实现要素:

因此,本发明要解决的技术问题在于克服无刷直流电机在输入电压波动时引起转速波动导致电器工作状态不稳定的缺陷,从而提供一种无刷直流电机控制方法,包括如下步骤:

获取所述无刷直流电机位于预设转速时的输入电压;

判断所述输入电压与第一预设电压的差值是否大于第二预设电压,所述第一预设电压和所述第二预设电压与所述预设转速正相关;

如所述差值大于所述第二预设电压,则通过调整所述无刷直流电机的绕组通电时间,控制所述无刷直流电机的输出功率保持稳定。

优选的,所述如所述差值大于所述第二预设电压则通过调整所述无刷直流电机的绕组通电时间控制所述无刷直流电机的输出功率保持稳定,包括:

如所述输入电压小于所述第一预设电压,则增大所述无刷直流电机的绕组通电时间,以控制所述无刷直流电机的输出功率保持稳定;

如所述输入电压大于所述第一预设电压,则减少所述无刷直流电机的绕组通电时间,以控制所述无刷直流电机的输出功率保持稳定。

优选的,所述增大所述无刷直流电机的绕组通电时间,包括:

通过所述无刷直流电机的mcu模块增加所述无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比。

优选的,所述pwm波在每个霍尔周期内增加的个数或占空比与所述输入电压和所述第一预设电压的差值正相关。

优选的,所述减少所述无刷直流电机的绕组通电时间,包括:

通过所述无刷直流电机的mcu模块减少所述无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比。

优选的,所述pwm波在每个霍尔周期内减少的个数或占空比与所述输入电压和所述第一预设电压的差值正相关。

相应地,本发明还提供了一个无刷直流电机控制装置,包括:

电压检测模块,用于获取所述无刷直流电机位于预设转速时的输入电压;

判断模块,用于判断所述输入电压与第一预设电压的差值是否大于第二预设电压,所述第一预设电压和所述第二预设电压与所述预设转速正相关;

控制模块,用于在所述差值大于所述第二预设电压时,通过调整所述无刷直流电机的绕组通电时间,控制所述无刷直流电机的输出功率保持稳定。

优选的,所述控制模块包括:

第一控制单元,用于在所述输入电压小于所述第一预设电压时,增大所述无刷直流电机的绕组通电时间,以控制所述无刷直流电机的输出功率保持稳定;

第二控制单元,用于在所述输入电压大于所述第一预设电压时,减少所述无刷直流电机的绕组通电时间,以控制所述无刷直流电机的输出功率保持稳定。

优选的,所述第一控制单元通过所述无刷直流电机的mcu模块增大所述无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比,以增大所述无刷直流电机的绕组通电时间。

优选的,所述pwm波在每个霍尔周期内增加的个数或占空比与所述输入电压和所述第一预设电压的差值正相关。

优选的,所述第二控制单元通过所述无刷直流电机的mcu模块减少所述无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比,以减少所述无刷直流电机的绕组通电时间。

优选的,所述pwm波在每个霍尔周期内减少的个数或占空比与所述输入电压和所述第一预设电压的差值正相关。

本发明还提供了一种无刷直流电机,包括电机本体,还包括上述任一无刷直流电机控制装置。

本发明还提供了一种电器,所述电器包括上述无刷直流电机。

本发明还提供了一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一无刷直流电机控制方法的步骤。

本发明还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述任一无刷直流电机控制方法的步骤。

本发明技术方案,具有如下优点:

本发明提供的无刷直流电机控制方法及装置,通过检测无刷直流电机的输入电压,判断其与预设电压的差值是否大于一定范围,来调整无刷直流电机的绕组通电时间,避免了输入电压变化对于无刷直流电机工作状态的影响,提高了无刷直流电机在输入电压变化时工作状态的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述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发明的一些实施方式,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为本发明实施例中无刷直流电机控制方法流程图;

图2为本发明实施例中输入电压为27.5v时无刷直流电机控制方法示意图;

图3为本发明实施例中输入电压为23v时无刷直流电机控制方法示意图;

图4为本发明实施例中无刷直流电机控制装置框图;

图5为本发明实施例中控制模块框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通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,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例的第一方面提供了无刷直流电机控制方法,请参照图1,包括如下步骤:

s100,获取无刷直流电机位于预设转速时的输入电压。

首先,无刷直流电机在按照预设转速运转时,其输入电压应保持稳定,以确保无刷直流电机的输出功率保持稳定,即确保包括无刷直流电机的电器的工作状态保持稳定。

无刷直流电机的输入电压与其输出功率正相关。在无刷直流电机按照预设转速运转时,如输入电压变化则会导致其输出功率偏离预设功率。

s200,判断输入电压与第一预设电压的差值是否大于第二预设电压,第一预设电压和第二预设电压与预设转速正相关。

无刷直流电机按照预设转速运转时,其与预设转速相对应的输入电压值为第一预设电压。将检测到的无刷直流电机的输入电压与第一预设电压进行比较,并计算出输入电压与第一预设电压的差值,再将差值与第二预设电压进行比较。

当输入电压与第一预设电压的差值大于第二预设电压时,则表明无刷直流电机的输入电压已经偏离使无刷直流电机按照预设转速运转的数值范围,需要对无刷直流电机的绕组通电时间进行调整,以确保其输出功率稳定。

当输入电压与第一预设电压的差值小于第二预设电压时,则表明无刷直流电机的输入电压的变化值所引起的无刷直流电机的转速变化较小,无需对无刷直流电机的绕组通电时间进行调整,控制其继续目前工作状态即可。

通过引入第二预设电压与无刷直流电机的输入电压与第一预设电压的差值进行比较,避免了差值很小无需调整无刷直流电机的绕组通电时间时不适当地对无刷直流电机的工作状态进行干预,进一步增强无刷直流电机控制的精确度。

s300,如差值大于第二预设电压,则通过调整无刷直流电机的绕组通电时间,控制无刷直流电机的输出功率保持稳定。

具体的,在步骤s300中,如输入电压与第一预设电压的差值大于第二预设电压则通过调整无刷直流电机的绕组通电时间控制无刷直流电机的转速保持稳定,包括如下两种情况:即输入电压小于第一预设电压和输入电压大于第一预设电压。

在本发明实施例的一个实施方式中,当无刷直流电机的输入电压小于第一预设电压时,则增大无刷直流电机的绕组通电时间,以控制无刷直流电机的输出功率保持稳定。

可选的,实现增大无刷直流电机的绕组通电时间,可以通过无刷直流电机的mcu模块增加所述无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比。

优选的,pwm波在每个霍尔周期内增加的个数或占空比与输入电压和第一预设电压的差值正相关。

即当无刷直流电机的输入电压小于第一预设电压且差值越大,通过无刷直流电机的mcu模块增加无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数也越多,或者,增加无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的占空比的比例也越大。

在本实施方式中,当无刷直流电机的输入电压大于第一预设电压时,则减少无刷直流电机的绕组通电时间,以控制无刷直流电机的输出功率保持稳定。

可选的,减少无刷直流电机的绕组通电时间,包括:可以通过无刷直流电机的mcu模块减少所述无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比。

优选的,pwm波在每个霍尔周期内减少的个数或占空比与输入电压和第一预设电压的差值正相关。

即当无刷直流电机的输入电压大于第一预设电压且差值越大,通过无刷直流电机的mcu模块减少无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数也越多,或者,减少无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的占空比的比例也越大。

而当无刷直流电机的输入电压与第一预设电压的差值小于第二预设电压时,即判断无刷直流电机的输入电压的变化所带来的转速变化的数值较小,不会引起包括无刷直流电机的电器的工作状态的变化,只需维持现有工作状态即可。

图2和图3为输入电压不同时的无刷直流电机的控制方法示意图。图2中无刷直流电机的输入电压为27.5v,图3中无刷直流电机的输入电压为23v。

请参照图2和图3,在无刷直流电机按照第一预设转速运行时,无刷直流电机的输入电压为27.5v时,无刷直流电机每个霍尔周期内输出的pwm波的个数为2个。当输入电压降低为23v时,通过无刷直流电机的mcu模块将无刷直流电机在每个霍尔周期内输出的pwm波的个数调整为3个,就可将无刷直流电机输出功率稳定在一个可接受的范围内,可以实现无刷直流电机的实际输出功率相对于与预设转速相对应的预设输出功率的差值不超过预设输出功率的5%;同时,此时无刷直流电机的实际转速相对于预设转速的差值不超过预设转速的5%。

反之,当无刷直流电机按照第二预设转速运行时,无刷直流电机的输入电压为23v时,无刷直流电机每个霍尔周期内输出的pwm波的个数为3个;当输入电压升高至27.5v时,通过无刷直流电机的mcu模块将无刷直流电机在每个霍尔周期内输出的pwm波的个数调整为2个,就可以实现无刷直流电机的实际输出功率相对于与预设转速相对应的预设功率的差值不超过预设功率的5%;同时,也可将无刷直流电机输出转速稳定在一个可接受的范围内,即此时无刷直流电机的实际转速相对于预设转速的差值不超过预设转速的5%。

如图2和图3所示,无刷直流电机的霍尔波形的跳变沿与无刷直流电机的反电动势的过零点相对应;同时,霍尔波形的跳变沿是无刷直流电机相电压的换相点,无刷直流电机的相电流与相电压相对应,无刷直流电机每相绕组通电时,流过该绕组的电流相应增大。

本发明实施例的第二方面提供了无刷直流电机控制装置,请参照图4,包括:电压检测模块1、判断模块2和控制模块3。电压检测模块1用于获取无刷直流电机位于预设转速时的输入电压。判断模块2用于判断输入电压与第一预设电压的差值是否大于第二预设电压,其中,第一预设电压和第二预设电压与预设转速正相关。控制模块3用于在差值大于第二预设电压时,通过调整无刷直流电机的绕组通电时间,控制无刷直流电机的输出功率保持稳定。

可选的,请参照图5,控制模块3包括:第一控制单元31和第二控制单元32。

第一控制单元31用于在输入电压小于第一预设电压时,增大无刷直流电机的绕组通电时间,以控制无刷直流电机的输出功率保持稳定。

第二控制单元32用于在输入电压大于第一预设电压时,减少无刷直流电机的绕组通电时间,以控制无刷直流电机的输出功率保持稳定。

优选的,第一控制单元31通过无刷直流电机的mcu模块增大无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比,以增大无刷直流电机的绕组通电时间。

具体的,pwm波在每个霍尔周期内增加的个数或占空比与输入电压和第一预设电压的差值正相关。

优选的,第二控制单元32通过无刷直流电机的mcu模块减少无刷直流电机在每个霍尔周期内输出pwm波的个数或占空比,以减少无刷直流电机的绕组通电时间。

具体的,pwm波在每个霍尔周期内减少的个数或占空比与输入电压和第一预设电压的差值正相关。

本发明实施例的第三方面提供了一种无刷直流电机,包括电机本体,还包括前述任一实施例中的无刷直流电机控制装置。

本发明实施例的第四方面提供了一种电器,该电器包括了本发明实施例第三方面中所提供的无刷直流电机。

本发明实施例的第五方面提供了一种存储介质,存储介质上存储有计算机程序,程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面中无刷直流电机控制方法的步骤。

本发明实施例的第六方面提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现本发明实施例第一方面中无刷直流电机控制方法的步骤。

本发明提供的无刷直流电机控制方法及装置,通过检测无刷直流电机的输入电压,判断其与预设电压的差值是否大于一定范围,来调整无刷直流电机的绕组通电时间,避免了输入电压变化对于无刷直流电机工作状态的影响,提高了无刷直流电机在输入电压变化时工作状态的稳定性。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

再多了解一些
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