电机控制方法、控制装置及空调设备与流程

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种电机控制方法、控制装置及空调设备。

背景技术

现阶段绝大部分直流风机电机都是采用固定提前角的方式对通入电机本体的电流-电压相位角进行调节，从而进行控制，如图1所示。上述控制方式存在明显的不足，固定提前角只能在特定的转速/力矩下工作在最大效率，在电机转速调节的过程中，电机在大多数情况下效率较低，功耗较大。

针对相关技术中电机提前角固定导致的电机效率较低的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种电机控制方法、控制装置及空调设备，以至少解决现有技术中电机提前角固定导致的电机效率较低的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电机控制方法，包括：检测电机的实时转速；按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；根据提前角控制电机的运行。

进一步地，检测电机的实时转速之前，还包括：获取电机的预设初始转速和预设目标转速；其中，预设初始转速大于电机最低启动转速；控制电机从预设初始转速开始运行，直至预设目标转速；其中，在控制电机从预设初始转速开始运行之后，触发检测电机的实时转速。

进一步地，在按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角之前，方法还包括：设置提前角与转速的预设对应关系。

进一步地，设置提前角与转速的预设对应关系，包括：设置提前角与每个转速阶段一一对应的预设对应关系；其中，将转速划分为一个或多个转速阶段。

进一步地，第n个转速阶段对应的预设对应关系为y＝anx+bn；其中，y为提前角，x为转速，n≥1。

进一步地，第n个转速阶段对应的预设对应关系为y＝cn√x；其中，y为提前角，x为转速，n≥1。

进一步地，在转速包含多个转速阶段时，相邻两个转速阶段相交的转速点，在前一个转速阶段对应的提前角与在后一个转速阶段对应的提前角取值相同。

进一步地，根据提前角控制电机的运行，包括：根据提前角对电机的电流-电压相位角进行调整，按照调整后的电流-电压相位角控制电机的运行。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种电机控制装置，包括：转速检测装置，用于检测电机的实时转速；控制芯片，与转速检测装置连接，用于按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角，根据提前角控制电机的运行。

进一步地，控制芯片包括：vsp端口，用于在检测电机的实时转速之前，接收主控模块发送的电机的预设初始转速和预设目标转速；其中，预设初始转速大于电机最低启动转速；控制芯片控制电机从预设初始转速开始运行，直至预设目标转速；其中，在控制电机从预设初始转速开始运行之后，触发检测电机的实时转速。

进一步地，转速检测装置包括：转子位置检测装置，用于检测电机的转子位置；转速计算模块，与转子位置检测装置连接，用于根据述电机的转子位置计算电机的实时转速。

进一步地，控制芯片包括：对应关系预设模块，用于在按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角之前，设置提前角与每个转速阶段一一对应的对应关系；其中，将转速划分为一个或多个转速阶段。

进一步地，控制芯片还包括：提前角确定模块，与对应关系预设模块连接，用于按照预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；驱动控制电路，与提前角确定模块连接，用于根据提前角控制电机的运行。

进一步地，驱动控制电路包括：pwm调制模块，与提前角确定模块连接，用于根据提前角调节电机的电流-电压相位角，并输出对应的pwm调制信号；驱动电路，与pwm调制模块和电机连接，用于根据pwm调制信号输出电机的驱动信号，驱动电机的运行。

进一步地，电机用于空调风机。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种空调设备，包括上述的电机控制装置。

在本发明中，为了解决现有技术中电机提前角固定导致的电机效率较低的问题，提供了一种电机控制方法，包括：检测电机的实时转速；按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；根据提前角控制电机的运行。本发明通过采集计算转速信号的实时数据，计算出当前最优提前角，使电机始终保持在高能效运行，有效地解决了提前角固定导致的电机效率较低的问题，提高了电机的工作效率，节约了能源。

附图说明

图1是根据现有技术中的电机提前角与转速对应关系的示意图；

图2是根据本发明实施例1的电机控制方法的一种可选的流程图；

图3是根据本发明实施例1的电机提前角与转速对应关系的一种可选的示意图；

图4是根据本发明实施例1的电机提前角与转速对应关系的另一种可选的示意图；

图5是根据本发明实施例2的电机控制装置的一种可选的结构框图；以及

图6是根据本发明实施例2的电机控制装置的另一种可选的结构框图。

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发明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、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

现阶段绝大部分直流风机电机都是采用固定提前角方式对通入电机本体的电流-电压相位角进行调节，如图1所述，横坐标表示电机转速，纵坐标表示电机提前角θadv，由于电机固定提前角，导致其只能在某个工作点效率最优，在其他工作状态始终无法达到最高能效。

在本发明优选的实施例1中提供了一种电机控制方法，该控制方法可以直接应用至各种电机上，也可以应用至具有电机部分功能的其他装置上，具体实现时，可以通过在电机或其他装置安装软件、app、或者写入电机或其他装置控制器相应的程序的方式来实现。具体来说，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤s202-s206：

s202：检测电机的实时转速；

s204：按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；

s206：根据提前角控制电机的运行。

在上述实施方式中，为了解决现有技术中电机提前角固定导致的电机效率较低的问题，提供了一种电机控制方法，包括：检测电机的实时转速；按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；根据提前角控制电机的运行。本发明通过采集计算转速信号的实时数据，计算出当前最优提前角，使电机始终保持在高能效运行，有效地解决了提前角固定导致的电机效率较低的问题，提高了电机的工作效率，节约了能源。

优选地，检测电机的实时转速之前，还包括：获取电机的预设初始转速和预设目标转速；其中，预设初始转速大于电机最低启动转速；控制电机从预设初始转速开始运行，直至预设目标转速；其中，在控制电机从预设初始转速开始运行之后，触发检测电机的实时转速。系统运行时，电机根据主控初设的转速大小，给一个初始vsp值，即转速信号，其中该vsp初始值必须大于电机最低启动转速，之后系统由“初始转速”→“目标转速”调整。随着负载转速提高，相应调整转速指令vsp的实时值，当负载稳定并且达到目标转速时，vsp基本稳定。

在上述实施方式中，在按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角之前，还包括：设置提前角与转速的预设对应关系。进一步地，设置提前角与每个转速阶段一一对应的预设对应关系；其中，将转速划分为一个或多个转速阶段。

在本发明一个优选的上述实施方式中，第n个转速阶段对应的预设对应关系为y＝anx+bn；其中，y为提前角，x为转速，n≥1。在本实施方式中，可以只包括一个转速阶段，对应的提前角与转速的关系体现在二维坐标系中是一条直线。在包括多个转速阶段时，不同的转速阶段对应不同的对应关系，体现在二维坐标系中，如图3所示，每个转速阶段可以是一条直线，直线的斜率都不相同，斜率的取值可以为正数、负数或者零，即每个转速阶段提前角与转速的对应关系都有多种可能，可以正相关、负相关，也可以成正比。an为第n个转速阶段对应的直线的斜率，bn第n个转速阶段对应的直线的常数。具体的斜率和常数的取值根据每款电机参数的不同而变化，该取值通过实验数据或仿真模拟数据确定。

在本发明一个优选的上述实施方式中，第n个转速阶段对应的预设对应关系为y＝cn√x；其中，y为提前角，x为转速，n≥1。在本实施方式中，只包括一个转速阶段时，对应的提前角与转速的关系体现在二维坐标系中是一条曲线，如图4所示。在包括多个转速阶段时，不同的转速阶段对应不同的对应关系，每个转速阶段可以是一条曲线，各曲线的对应斜率参数cn可以都不相同。进一步地，对应关系还可以是其他指数新关系。具体的斜率的取值根据每款电机参数的不同而变化，该取值通过实验数据或仿真模拟数据确定。

优选地，在转速包含多个转速阶段时，相邻两个转速阶段相交的转速点，在前一个转速阶段对应的提前角与在后一个转速阶段对应的提前角取值相同。例如，将“转速”值分成n段，其中0～转速1段对应的曲线公式为y1＝a1x+b1,式中y＝θadv，x＝转速；转速1～转速2段对应的曲线公式为y2＝a2x+b2,式中y＝θadv，x＝转速；转速(n-1)～转速(n)段对应的曲线公式为yn＝anx+bn，式中y＝θadv，x＝转速；其中，两个斜率不同的曲线相交处θadv值必须相同，即y1＝a1x+b1和y2＝a2x+b2，当x等于上述分段值转速1，转速2时，y1＝y2。当x等于上述分段值转速(n-1)，转速n时，y(n-1)＝y(n)。

进一步地，根据提前角控制电机的运行，包括：根据提前角对电机的电流-电压相位角进行调整，按照调整后的电流-电压相位角控制电机的运行。

本发明通过采集计算转速信号的实时数据，计算出当前最优工作提前角θadv，使电机始终保持在高能效运行，在同等工况下，节约能源，降低电机热损耗，延长电机使用寿命。

实施例2

基于上述实施例1中提供的电机控制方法，在本发明优选的实施例2中还提供了一种电机控制装置，具体地，图5示出该装置的一种可选的结构框图，如图5所示，该装置包括：

转速检测装置502，用于检测电机的实时转速；

控制芯片504，与转速检测装置502连接，用于按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角，根据提前角控制电机的运行。

在上述实施方式中，为了解决现有技术中电机提前角固定导致的电机效率较低的问题，提供了一种电机控制装置，通过检测电机的实时转速；按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；根据提前角控制电机的运行。本发明通过采集计算转速信号的实时数据，计算出当前最优提前角，使电机始终保持在高能效运行，有效地解决了提前角固定导致的电机效率较低的问题，提高了电机的工作效率，节约了能源。

如图6所示，控制芯片包括：vsp端口，即电机转速控制端口，用于在检测电机的实时转速之前，接收主控模块发送的电机的预设初始转速和预设目标转速；其中，预设初始转速大于电机最低启动转速；控制芯片控制电机从预设初始转速开始运行，直至预设目标转速；其中，在控制电机从预设初始转速开始运行之后，触发检测电机的实时转速。

优选地，控制芯片还包括以下端口：vdc，gnd，+15v，fg端口。控制芯片还可以执行过温、过流、过压保护，以及电流检测等。

进一步地，转速检测装置包括：转子位置检测装置，用于检测电机的转子位置；转速计算模块，与转子位置检测装置连接，用于根据述电机的转子位置计算电机的实时转速。

优选地，控制芯片包括：对应关系预设模块，用于在按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角之前，设置提前角与每个转速阶段一一对应的对应关系；其中，将转速划分为一个或多个转速阶段。

在上述实施方式中，控制芯片还包括：提前角确定模块，与对应关系预设模块连接，用于按照预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；驱动控制电路，与提前角确定模块连接，用于根据提前角控制电机的运行。

进一步地，驱动控制电路包括：pwm调制模块，与提前角确定模块连接，用于根据提前角调节电机的电流-电压相位角，并输出对应的pwm调制信号；驱动电路，与pwm调制模块和电机连接，用于根据pwm调制信号输出电机的驱动信号，驱动电机的运行。

上述电机可用于空调风机。

关于上述实施例中的装置，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3

基于上述实施例2中提供的电机控制装置，在本发明优选的实施例3中还提供了一种空调设备，该设备包括上述的电机控制装置。

在上述实施方式中，为了解决现有技术中电机提前角固定导致的电机效率较低的问题，提供了一种空调，通过检测电机的实时转速；按照提前角与转速的预设对应关系，确定实时转速对应的提前角；根据提前角控制电机的运行。本发明通过采集计算转速信号的实时数据，计算出当前最优提前角，使电机始终保持在高能效运行，有效地解决了提前角固定导致的电机效率较低的问题，提高了电机的工作效率，节约了能源。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。