电机控制装置和方法以及洗衣机与流程

本发明涉及洗衣机领域，具体地，涉及一种电机控制装置和方法，进一步，本发明还涉及一种洗衣机。

背景技术：

电机例如变频电机一般可通过变频变压控制方式(简称v/f控制方式)来驱动。v/f控制方式基于电机参数及电机负载的变化情况，使驱动电机的电压和频率成比例地改变，进而获得相应的转矩和转速。变频变压的目的是保持磁通稳定，避免电机出力不足或过度励磁而发热。

本申请文件的发明人在实现本发明的过程中发现，电机在洗衣机中运转时温度可上升到100℃以上，电机参数例如电机电阻和电抗等会跟随温度发生变化。常规v/f控制方式，电压和频率的比值(简称压频比)为预设的定值，电压和频率的变化无法自动跟随电机参数自行调整，这将导致电机在洗衣机中运转时，电机转速的控制误差变大，降低洗衣机功效。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是为了克服现有技术中存在的上述技术问题，提供一种能够提高电机转速的控制精度的技术方案，进而提高洗衣机的使用功效。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种电机控制装置，所述电机控制装置包括：

存储模块，用于存储电机的温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系；

测温模块，用于测量电机的温度；

控制模块，用于根据所述电机的温度和预设的转速查找与该温度和该转速相对应的输入电压和输入频率，并按照该输入电压和输入频率控制输入至所述电机的电压和频率以驱动所述电机按照所述预设的转速运行。

优选地，所述电机包括定子、安装在所述定子两端的端盖、以及同轴设置在所述定子内并由所述端盖支撑的转子，所述测温模块设置在所述定子上。

优选地，所述定子包括定子铁芯和绕装在所述定子铁芯上的定子绕组，所述测温模块设置在所述定子绕组上。

优选地，所述测温模块为热敏电阻。

优选地，所述控制模块还用于在所述电机的温度超过预设值时控制所述电机停止运行。

本发明实施例第二方面提供一种电机控制方法，所述方法包括：

存储电机的温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系；

测量电机的温度；

根据电机的温度和预设的转速查找与该温度和该转速相对应的输入电压和输入频率，并按照该输入电压和输入频率控制输入至所述电机的电压和频率以驱动所述电机按照所述预设的转速运行。

优选地，所述电机包括定子、安装在所述定子两端的端盖、以及同轴设置在所述定子内并由所述端盖支撑的转子，所述电机的温度为所述定子的温度。

优选地，所述定子包括定子铁芯和绕装在所述定子铁芯上的定子绕组，所述电机的温度为所述定子绕组的温度。

优选地，所述方法还包括：

在所述电机的温度超过预设值时控制所述电机停止运行。

本发明实施例第三方面提供一种洗衣机，包括电机以及控制该电机运转的电机控制装置，其中，所述电机控制装置为根据本发明实施例第一方面所述的电机控制装置。

本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例提供的电机控制装置设置有存储模块用于预先存储电机的温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系。在电机运行时，例如当预设电机以400转/分的转速运行时，实时检测电机的当前运行温度，然后查找当前运行温度和预设转速所对应的输入电压和输入频率，然后将该输入电压和输入频率输入至电机以驱动电机运转。在控制电机运转时，充分考虑电机温度对电机转速产生的影响进而获得温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系，由此，可在后续控制洗衣机中的电机运转时，使得输入至电机的电压和频率为与电机的温度相适应的最优值，从而可以提高电机转速的控制精度，阻碍电机温度变化对电机转速产生的影响，从而提高洗衣机的功效，例如抑制电机温度升高导致电机转速降低，从而导致洗衣机洗净衣物的能力降低的缺陷。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的电机控制装置和电机连接的电路原理图；

图2是本发明实施例提供的电机的立体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的定子的横截面示意图。

附图标记说明

1-转子2-定子

3-端盖4-定子铁芯

5-定子绕组6-热敏电阻

7-电机引出线8-热敏电阻引出线

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

参阅图1，本发明实施例第一方面提供一种电机控制装置，所述电机控制装置包括：

存储模块，用于存储电机的温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系；

测温模块，用于测量电机的温度；

控制模块，用于根据所述电机的温度和预设的转速查找与该温度和该转速相对应的输入电压和输入频率，并按照该输入电压和输入频率控制输入至所述电机的电压和频率以驱动所述电机按照所述预设的转速运行。

以洗衣机中的电机为例，洗衣机中的电机在运转时，随着电机运行时间的增加，电机的温度将逐渐升高，最高可达100℃以上，电机参数将伴随温度发生改变，以电机参数为电机阻抗为例，电机阻抗将在电机温度升高时变大，此时，继续按照原有的电机输入压频比调节电机的输入电压和输入频率将无法实现电机转速的精确控制。这是因为，现有的电机v/f控制方式中，电机输入压频比是基于特定的电机参数预先设置的定值，该电机参数一般指的是电机处于常温工况时所对应的电机参数，例如电机在25℃时所对应的电机参数，该电机参数一般在出厂时由厂家提供；不同的电机转速对应取值不同但比值相同的输入电压和输入频率；当需要控制电机按照一定的转速运行时，则控制电机的输入电压和输入频率按照预先设置的定值成比例的变化。这样的缺陷是，在电机温度产生变化后，电机的转速与电机的输入电压和输入频率之间的对应关系将产生改变，继续按照原来的压频比来调节电机的输入电压和输入频率将无法实现电机转速的精确控制。

与现有技术中的上述v/f控制方式不同，本实施例提供的电机控制装置在控制电机转动时，电机的输入电压和输入频率的比值并非定值，例如，对于同一电机而言，在电机处于不同温度时，同样的电机转速对应的输入电压和输入频率的比值不同，对应的输入电压取值和输入频率取值也不同。为了能够精确控制电机运行时的转动速度，本实施例设置有存储模块用于预先存储电机的温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系。具体地，可将温度、转速、输入电压、输入频率这四个变量预先存储在一张查找表中，在电机运行时，例如当预设电机以400转/分的转速运行时，实时检测电机的当前运行温度，然后在查找表中查找当前运行温度和预设转速所对应的输入电压和输入频率，然后将该输入电压和输入频率输入至电机以驱动电机运转。温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系可基于大量的试验数据建立，在控制电机运转时，充分考虑电机温度对电机转速产生的影响进而获得温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系，由此，可在后续控制洗衣机中的电机运转时，使得输入至电机的电压和频率为与电机的温度相适应的最优值，从而可以提高电机转速的控制精度，阻碍电机温度变化对电机转速产生的影响，从而提高洗衣机的功效，例如抑制电机温度升高导致电机转速降低，从而导致洗衣机洗净衣物的能力降低的缺陷。

在一实施例中，所述存储模块例如可以为rom存储器，所述控制模块例如可包括微处理器例如单片机及其外围电路，所述存储模块可独立于控制模块而配置，或集成在所述控制模块内。

参阅图2和图3，在一具体实施例中，所述电机包括定子2、安装在所述定子2两端的端盖3、以及同轴设置在所述定子2内并由所述端盖3支撑的转子1。所述定子2通常包括定子铁芯4和绕装在所述定子铁芯4上的定子绕组5，所述转子1通常包括转子铁芯和绕装在所述转子铁芯上的转子绕组，转子固定在转子轴外，转子轴一般通过轴承可旋转地支撑在定子2两端的端盖3上，转子1和定子2相互配合，用于在通电的情况下，将电能转化成转子1旋转的机械能。

电机在运转时，其定子2静止不动，而转子1带动洗衣机中波轮轴转动，为了便于测温模块的安装，所述测温模块优选设置在所述定子2上。更优选地，由于电机运转时，定子绕组5的温度变化相较于定子铁芯4更为显著，为了便于研究温度变化对电机转速产生的影响，在建立温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系时，通常取定子绕组5的温度作为检测温度，为了测量定子绕组5的温度，所述测温模块通常直接安装在所述定子绕组5上。

所述测温模块的具体类型可有多种，为了便于安装，本实施例中，所述测温模块为体积较小的热敏电阻6，在具体应用时，热敏电阻6通过热敏电阻引出线8与控制模块相连，可与控制模块中的其他元件配合构成一个分压电路，通过该分压电路实现将温度信号转化为电信号。具体地，当定子绕组5温度发生变化时，热敏电阻6的阻值将发生相应的改变，从而在分压电路中产生不同的电压值，通过电压检测电路检测分压电路的电压值即可实时获知定子绕组5的温度，然后跟定子绕组5的温度和预设的电机转速调用与该温度和该转速对应的输入电压和输入频率，控制模块通过电机引出线7与电机相连，通过电机引出线7将调用的输入电压和输入频率输出至电机以驱动电机运转，如此，即可实现控制模块输出给电机的电压和频率为最优值。

其中，所述热敏电阻6可以是正温度系数的热敏电阻，也可以是负温度系数的热敏电阻，本实施例中，所述热敏电阻6为负温度系数的热敏电阻，即电阻值随温度的增加而减小的热敏电阻。

在一优选实施中，为了防止电机在重载或非正常状态时，运行温度过高导致电机损坏，可预先设置电机运行温度的最高温度ts，并且通过热敏电阻6实时监测电机的当前运行温度tm，并将电机的当前运行温度tm与预设温度ts进行比较，在电机的当前运行温度tm超过预设温度ts时控制电机停止运行，阻碍电机温度继续升高至导致电机烧损，提高电机使用的安全性，进而延长电机的使用寿命。具体地，所述预设的最高温度ts的取值范围例如可以为80℃～90℃。

基于本发明实施例第一方面提供的电机控制装置，本发明实施例第二方面提供一种电机控制方法，该方法包括：

存储电机的温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系；

测量电机的温度；

根据电机的温度和预设的转速查找与该温度和该转速对应的输入电压和输入频率，并按照该输入电压和输入频率控制输入至所述电机的电压和频率以驱动所述电机按照所述预设的转速运行。

本实施例提供的电机控制方法在控制电机转动时，电机的输入电压和输入频率的比值并非定值，例如，对于同一电机而言，在电机处于不同温度时，同样的电机转速对应的输入电压和输入频率的比值不同，对应的输入电压取值和输入频率取值也不同。为了能够精确控制电机运行时的转动速度，本实施例预先存储电机的温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系。具体地，可将温度、转速、输入电压、输入频率这四个变量预先存储在一张查找表中，在电机运行时，例如当预设电机以400转/分的转速运行时，实时检测电机的当前运行温度，然后在查找表中查找当前运行温度和预设转速所对应的输入电压和输入频率，然后将该输入电压和输入频率输入至电机以驱动电机运转。温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系可基于大量的试验数据建立，在控制电机运转时，充分考虑电机温度对电机转速产生的影响进而获得温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系，由此，可在后续控制洗衣机中的电机运转时，使得输入至电机的电压和频率为与电机的温度相适应的最优值，从而可以提高电机转速的控制精度，阻碍电机温度变化对电机转速产生的影响，从而提高洗衣机的功效，例如抑制电机温度升高导致电机转速降低，从而导致洗衣机洗净衣物的能力降低的缺陷。

参阅图2和图3，在一具体实施例中，所述电机包括定子2、安装在所述定子2两端的端盖3、以及同轴设置在所述定子2内并由所述端盖3支撑的转子1。所述定子2通常包括定子铁芯4和绕装在所述定子铁芯4上的定子绕组5，所述转子1通常包括转子铁芯和绕装在所述转子铁芯上的转子绕组，转子固定在转子轴外，转子轴一般通过轴承可旋转地支撑在定子2两端的端盖3上，转子1和定子2相互配合，用于在通电的情况下，将电能转化成转子1旋转的机械能。

电机在运转时，其定子2静止不动，而转子1带动洗衣机中波轮轴转动，为了便于电机温度的测量，优选检测静止不动的定子2的温度。更优选地，由于电机运转时，定子绕组5的温度变化相较于定子铁芯4更为显著，为了便于研究温度变化对电机转速产生的影响，在建立温度、转速、输入电压、输入频率之间的对应关系时，通常取定子绕组5的温度作为检测温度，因此，在确定电机输入电压和输入频率时，一般测量定子绕组5的温度。

在一优选实施中，为了防止电机在重载或非正常状态时，运行温度过高导致电机损坏，可预先设置电机运行温度的最高温度ts，并且实时监测电机的当前运行温度tm，并将电机的当前运行温度tm与预设温度ts进行比较，在电机的当前运行温度tm超过预设温度ts时控制电机停止运行，阻碍电机温度继续升高至导致电机烧损，提高电机使用的安全性，进而延长电机的使用寿命。具体地，所述预设的最高温度ts的取值范围例如可以为80℃～90℃。

基于本发明实施例第一方面提供的电机控制装置，本发明实施例第三方面提供一种洗衣机，该洗衣机具有电机以及控制该电机运转的电机控制装置，该电机控制装置为根据本发明实施例第一方面所述的电机控制装置。由于本发明实施例提供的电机控制装置具有如上所述的有益效果，因此本发明实施例提供的洗衣机具有更优的洗衣功效和更长的使用寿命。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。