电磁铁的低功耗控制方法、装置、存储介质及电磁铁与流程

1.本发明属于电磁铁技术领域，尤其涉及一种电磁铁的低功耗控制方法、装置、存储介质及电磁铁。


背景技术：

2.电磁铁作为一种控制通断的装置，因其操作简单在各个领域广泛应用，不同行业需要不同推力的电磁铁，一些大型设备更是需要超大功率供电装置，但随着使用过程中行程不断减小，电磁铁实际需要的功率也会减小。而目前市面上都采用恒定电压供电，造成能源的浪费。
3.此外，对于需要长时间工作的电磁铁，由于电磁体体积小、推力大、散热结构不好等原因，造成在实际使用时，电磁铁无法长时间工作，导致使用场景大大受限。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中提及的技术问题，本发明提供的一种电磁铁的低功耗控制方法、装置、存储介质及电磁铁，以解决现有电磁铁采用恒定电压为电磁铁供电造成能源的浪费和无法长时间工作的问题。
5.为实现上述目的，本发明的一种电磁铁的低功耗控制方法、装置、存储介质及电磁铁的具体技术方案如下：
6.首先，本发明提供了一种电磁铁的低功耗控制方法，所述电磁铁包括供电模块和电磁铁本体，所述方法包括：
7.在接收到吸合启动信号后，控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电压持续供电，直至所述电磁铁本体开始执行吸合运动；
8.当所述电磁铁本体的吸合运动结束时，控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使所述电磁铁本体保持当前吸合位置，其中，所述占空比供电模式为逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，所述供电占空比为一个供电周期中以额定供电电压供电的持续时长占总供电周期持续时长的比值。
9.进一步地，所述占空比供电模式包括：
10.控制所述供电模块以预设的第二供电占空比向所述电磁铁本体供电；
11.以预设的第一占空比差值逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，其中当所述供电模块以第一供电占空比向所述电磁铁本体供电时所述电磁铁本体能够持续保持吸合动作。
12.进一步地，在以预设的第一占空比差值，逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比之后，所述方法还包括：
13.控制所述供电模块的供电占空比上调至第一供电占空比与预设的第一比例的乘积，所述第一比例＞1。
14.进一步地，在控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使
所述电磁铁本体保持当前吸合位置之后，所述方法还包括：
15.获取所述电磁铁本体的温度值；
16.当所述电磁铁本体的温度值维持在热平衡温度后，控制所述供电模块的供电占空比下调至第一供电占空比与预设的第二比例的乘积，所述第二比例＜1。
17.进一步地，在控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电电压持续供电之前，所述方法还包括：
18.获取电磁铁本体的行程距离；
19.将所述电磁铁本体的行程距离输入预设的供电电流计算模型，获得所述电磁铁本体的供电电流；
20.根据所述电磁铁本体的供电电流计算出所述第一供电电压。
21.进一步地，在控制所述供电模块向所述电磁铁本体以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电之后，所述方法还包括：
22.判断是否接收到断电指示信号；
23.当接收到断电指示信号后，控制所述供电模块停止向所述电磁铁本体供电。
24.其次，本发明还提供了一种电磁铁的低功耗控制装置，所述电磁铁包括供电模块和电磁铁本体，所述装置包括：
25.第一控制模块，用于在接收到吸合启动信号后，控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电压持续供电，直至所述电磁铁本体开始执行吸合运动；
26.第二控制模块，用于当所述电磁铁本体的吸合运动结束时，控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使所述电磁铁本体保持当前吸合位置，其中，所述占空比供电模式为逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，所述供电占空比为一个供电周期中以额定供电电压供电的持续时长占总供电周期持续时长的比值。
27.进一步地，所述第二控制模块，用于控制所述供电模块以预设的第二供电占空比向所述电磁铁本体供电；
28.所述第二控制模块，还用于以预设的第一占空比差值逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，其中当所述供电模块以第一供电占空比向所述电磁铁本体供电时所述电磁铁本体能够持续保持吸合动作。
29.此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
30.此外，本发明还提供了一种电磁铁，
31.电磁铁包括供电模块和电磁铁本体；
32.所述电磁铁还包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
33.本发明提供的一种电磁铁的低功耗控制方法、装置、存储介质及电磁铁，在电磁铁本体的吸合运动结束时，控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，其中，所述占空比供电模式为逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，所述供电占空比为一个供电周期中以额定供电电压供电的持续时长占总供电周期持续时长的比值。本发明根据在电磁铁本体的吸合运动结束时采用占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，避免了采用恒定电压为电磁铁供电造成能源的浪费和无法长时间工作的问题，提高
了电磁铁的使用寿命。
34.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
35.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
36.图1为本发明实施例提供的电磁铁的低功耗控制方法的流程图；
37.图2为本发明实施例提供的电磁铁的低功耗控制装置的结构示意图。
具体实施方式
38.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。
39.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。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
41.需要说明的是，电磁铁是利用通过线圈的电流产生磁场，控制磁芯运动的一种器件，当通过线圈的电流较大，产生的磁力强，便于吸合，但功耗较大；当通过线圈的电流较小，产生的磁力弱，不便于吸合，但功耗较小。要使电磁铁本体运动，必须保证电磁铁本体的推力大于要拖动物体的拖动力。
42.根据电磁铁的推力计算公知可知，电磁铁的推力与电磁铁的行程呈反比例关系，在电磁铁刚开始启动时，一般需要使用较大的推力，但是随着行程的减小，所需要的推力也会大幅度的降低，此时以恒定供电电流向电磁铁本体供电显然会造成资源的浪费。而且在电磁铁的行程为零时，所需要的推力便会更低，因此，本发明实施例更具电磁铁本体的行程采用不同的供电控制策略，在保证电磁铁正常运行的情况下，极大的减小了电磁铁的耗能和降低热量的增加。
43.图1示意性示出了本发明一个实施例的电磁铁的低功耗控制方法的流程图。本发明实施例的电磁铁包括供电模块和电磁铁本体，如图1所示，本发明实施例提出的一种电磁
铁的低功耗控制方法具体包括步骤s10-s20，如下所示：
44.s10、在接收到吸合启动信号后，控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电压持续供电，直至所述电磁铁本体开始执行吸合运动；
45.在本发明实施例中，第一供电电压为计算获得的能够推动电磁铁本体执行吸合动作的理论供电电压，具体的，第一供电电压的计算方法为在控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电电压持续供电之前，将所述电磁铁本体的行程距离输入预设的供电电流计算模型，获得所述电磁铁本体的供电电流；根据所述电磁铁本体的供电电流计算出所述第一供电电压。
46.进一步地，电磁铁的推力计算公式为：
[0047][0048]
其中，f为电磁铁本体的推力，i为电磁铁本体线圈中的电流，n为电磁铁本体的线圈匝数，μ0为电磁铁本体的导磁率，δ为电磁铁本体的行程距离，s为电磁铁本体的气隙面积。
[0049]
本发明实施例，根据所述电磁铁的推力计算公式获得所述供电电流计算模型，具体的转换过程本发明不再赘述。再根据电磁铁的电阻电流计算出电磁铁的供电电压即第一供电电压。
[0050]
s20、当所述电磁铁本体的吸合运动结束时，控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使所述电磁铁本体保持当前吸合位置，其中，所述占空比供电模式为逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，所述供电占空比为一个供电周期中以额定供电电压供电的持续时长占总供电周期持续时长的比值。
[0051]
在本发明实施例中，所述占空比供电模式包括：控制所述供电模块以预设的第二供电占空比向所述电磁铁本体供电；以预设的第一占空比差值逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，其中当所述供电模块以第一供电占空比向所述电磁铁本体供电时所述电磁铁本体能够持续保持吸合动作。
[0052]
需要说明的是，第二供电占空比为系统预设的供电占空比其取值可以为1-第一占空比差值，其中第一占空比差值的取值范围为5％-15％，也可以为某一固定数值，例如60％-80％，对此本发明不做具体限定。此外，本发明实施例中，当所述供电模块以第一供电占空比向所述电磁铁本体供电时所述电磁铁本体能够持续保持吸合动作，具体表现为在逐渐降低电磁铁本体的供电占空比时检测电磁铁本体的运动情况，直至电磁铁本体无法推动负载。
[0053]
进一步地，为了保证电磁铁的稳定运行，避免意外情况的发生，本发明实施例在以预设的第一占空比差值，逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比之后，所述方法还包括：控制所述供电模块的供电占空比上调至第一供电占空比与预设的第一比例的乘积，所述第一比例＞1。其中的取值范围为105％～115％。本发明实施例可以保证电磁铁本体能够更稳定的保持在吸合状态。
[0054]
进一步地，为了防止电磁铁持续运行时产生的高温造成电磁铁的损伤，本发明实施例中，在控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使所述电磁铁本体保持当前吸合位置之后，所述方法还包括：获取所述电磁铁本体的温度值；当所述电磁
铁本体的温度值维持在热平衡温度后，控制所述供电模块的供电占空比下调至第一供电占空比与预设的第二比例的乘积，所述第二比例＜1。具体地，第二比例的取值范围为85％～95％
[0055]
进一步地，在本发明的一个可选实施例中，控制所述供电模块的供电占空比上调至第一供电占空比与预设的第一比例的乘积之后，所述方法还包括获取所述电磁铁本体的温度值；当所述电磁铁本体的温度值维持在热平衡温度后，控制所述供电模块的供电占空比下调至第一供电占空比与预设的第一比例和第二比例的乘积。
[0056]
进一步地，在本发明实施例中在控制所述供电模块向所述电磁铁本体以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电之后，所述方法还包括：判断是否接收到断电指示信号；当接收到断电指示信号后，控制所述供电模块停止向所述电磁铁本体供电。
[0057]
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的运动组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的运动顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的运动并不一定是本发明实施例所必须的。
[0058]
图2示意性的示出了本发明一个实施例的电磁铁的低功耗控制装置的结构示意图。其中，所述电磁铁包括供电模块和电磁铁本体，参考图2，本发明实施例的电磁铁的低功耗控制装置具体包括启动第一控制模块201和第二控制模块202，其中：
[0059]
第一控制模块201，用于在接收到吸合启动信号后，控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电压持续供电，直至所述电磁铁本体开始执行吸合运动；
[0060]
第二控制模块201，用于当所述电磁铁本体的吸合运动结束时，控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使所述电磁铁本体保持当前吸合位置，其中，所述占空比供电模式为逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，所述供电占空比为一个供电周期中以额定供电电压供电的持续时长占总供电周期持续时长的比值。
[0061]
进一步地，所述第二控制模块，用于控制所述供电模块以预设的第二供电占空比向所述电磁铁本体供电；
[0062]
所述第二控制模块，还用于以预设的第一占空比差值逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，其中当所述供电模块以第一供电占空比向所述电磁铁本体供电时所述电磁铁本体能够持续保持吸合动作。
[0063]
进一步地，所述第二控制模块，还用于在以预设的第一占空比差值，逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比之后，控制所述供电模块的供电占空比上调至第一供电占空比与预设的第一比例的乘积，所述第一比例＞1。
[0064]
进一步地，本发明实施例的电磁铁的低功耗控制装置还包括：
[0065]
第一获取模块，用于在控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使所述电磁铁本体保持当前吸合位置之后，获取所述电磁铁本体的温度值；
[0066]
所述第二控制模块，还用于当所述电磁铁本体的温度值维持在热平衡温度后，控制所述供电模块的供电占空比下调至第一供电占空比与预设的第二比例的乘积，所述第二比例＜1。
[0067]
可选的，所述第二控制模块，还用于当所述电磁铁本体的温度值维持在热平衡温度后，控制所述供电模块的供电占空比下调至第一供电占空比与预设的第一比例和第二比
例的乘积。
[0068]
进一步地，本发明实施例的电磁铁的低功耗控制装置还包括：
[0069]
第二获取模块，用于在控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电电压持续供电之前，获取电磁铁本体的行程距离；
[0070]
计算模块，用于将所述电磁铁本体的行程距离输入预设的供电电流计算模型，获得所述电磁铁本体的供电电流；
[0071]
所述计算模块，还用于根据所述电磁铁本体的供电电流计算出所述第一供电电压。
[0072]
进一步地，本发明实施例的电磁铁的低功耗控制装置还包括：
[0073]
判断模块，用于判断是否接收到断电指示信号；
[0074]
第三控制模块，用于当接收到断电指示信号后，控制所述供电模块停止向所述电磁铁本体供电。
[0075]
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0076]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0077]
本发明提供的一种电磁铁的低功耗控制方法、装置，所述电磁铁包括供电模块和电磁铁本体，所述方法包括：在接收到吸合启动信号后，控制所述供电模块向所述电磁铁本体以第一供电压持续供电，直至所述电磁铁本体开始执行吸合运动；当所述电磁铁本体的吸合运动结束时，控制所述供电模块以占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，以使所述电磁铁本体保持当前吸合位置，其中，所述占空比供电模式为逐级降低所述供电模块的供电占空比至第一供电占空比，所述供电占空比为一个供电周期中以额定供电电压供电的持续时长占总供电周期持续时长的比值。本发明根据在电磁铁本体的吸合运动结束时采用占空比供电模式向所述电磁铁本体供电，避免了采用恒定电压为电磁铁供电造成能源的浪费和无法长时间工作的问题，提高了电磁铁的使用寿命。
[0078]
此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0079]
本实施例中，所述电磁铁的低功耗控制装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及
软件分发介质等。
[0080]
本发明实施例提供的电磁铁，电磁铁包括供电模块和电磁铁本体；所述电磁铁还包括存储器、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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个电磁铁的低功耗控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的s10～s20。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各电磁铁的低功耗控制装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示的启动第一控制模块201和第二控制模块202。
[0081]
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述电磁铁的低功耗控制装置中的执行过程。
[0082]
所述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述电磁铁的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电磁铁的各个部分。
[0083]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述电磁铁的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0084]
本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，本技术所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0085]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。