吸尘器、无刷直流电机的起动控制方法、装置和控制系统与流程

文档序号:21404906发布日期:2020-07-07 14:38阅读:275来源:国知局
吸尘器、无刷直流电机的起动控制方法、装置和控制系统与流程
本发明电机控制
技术领域
,特别涉及一种无刷直流电机的起动控制方法、无刷直流电机的起动控制装置、一种无刷直流电机的控制系统和一种吸尘器。
背景技术
:目前,在无刷直流电机无传感器驱动控制
技术领域
中,电机的转子位置检测方法有多种,其中以反电势过零法简单、有效而被广泛应用。反电势过零法的基本原理是当无刷直流电机的某相绕组的反电势过零时,转子直轴与该相绕组轴线恰好重合,因此只要判断出各相绕组的反电势过零点就可获知电机的转子位置。然而,在无刷直流电机低速运行时,电机的反电势很小,无法准确采集到反电势过零点,因而无法获取电机转子的位置,从而无法进行准确地换相,因此需要采用特殊的起动技术。相关技术中,在无刷直流电机由静止开始起动时,采用开环强制换相技术,根据程序预设的节拍时间(逐级递减),人为地给无刷直流电机施加一个同步换相信号,使无刷直流电机的转速不断增加,直到无刷直流电机的转速足够大时,切换到反电势检测转子位置换相状态。然而,对于控制系统来说,开环强制换相属于控制盲区,在无刷直流电机的低速运行阶段,无法获取无刷直流电机的转子位置,产生的转矩较小,容易发生失步的现象,可靠性较低。技术实现要素:本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种无刷直流电机的起动控制方法,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。本发明的第三个目的在于提出一种无刷直流电机的起动控制装置。本发明的第四个目的在于提出一种无刷直流电机的控制系统。本发明的第五个目的在于提出一种吸尘器。为实现上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种无刷直流电机的起动控制方法,包括以下步骤:获取电机的当前转子位置;根据所述当前转子位置从预设起动换相表中获取所述电机的当前加速矢量和当前侦测矢量;根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,其中,na和nb均为正整数;获取第n个所述加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个所述侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流,其中,n≤na,m≤nb;根据所述第一电流和所述第二电流控制所述电机进行换相。根据本发明的无刷直流电机的起动控制方法,获取电机的当前转子位置,以及根据当前转子位置从预设起动换相表中获取所述电机的当前加速矢量和当前侦测矢量,并根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以及获取第n个所述加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个所述侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流,以及根据第一电流和所述第二电流控制所述电机进行换相。从而能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。另外,根据本发明上述实施例的无刷直流电机的起动控制方法还可以具有如下附加的技术特征:根据本发明的一个实施例,所述预设起动换相表如下所示:转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量viabcbiicbcaiiicabaibabcvbcacivacab其中,所述加速矢量超前所述侦测矢量60°电角度;或者,转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量viabaciicbabiiicacbibacavbcbaivacbc其中,所述加速矢量滞后所述侦测矢量60°电角度。根据本发明的一个实施例,所述预设起动换相表如下所示:其中,所述加速矢量超前所述侦测矢量60°电角度;或者,转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量via+c-iib-a+iiic+b-ia-c+vb+a-ivc-b+其中,所述加速矢量滞后所述侦测矢量60°电角度。根据本发明的一个实施例,所述根据所述第一电流和所述第二电流控制所述电机进行换相,包括:判断所述第一电流与所述第二电流的比值是否大于等于第一换相阈值,或者,判断所述第一电流与所述第二电流比值的斜率是否大于等于第二换相阈值,或者,判断所述第一电流与所述第二电流之间的差值是否大于等于第三换相阈值;如果是,则控制所述电机换相,并根据换相后所述电机的转子位置对所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量进行更新;如果否,则继续根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。根据本发明的一个实施例,还包括:获取所述第一电流达到第一电流阈值时,所述加速矢量脉冲对应的第一时长,以及获取所述第二电流达到第一电流阈值时,所述侦测矢量脉冲对应的第二时长;根据所述第一时长和所述第二时长控制所述电机进行换相。根据本发明的一个实施例,所述根据所述第一时长和所述第二时长控制所述电机进行换相,包括:判断所述第一时长与所述第二时长的比值是否大于等于第四换相阈值,或者,判断所述第一时长与所述第二时长比值的斜率是否大于等于第五换相阈值,或者,判断所述第一时长与所述第二时长之间的差值是否大于等于第六换相阈值;如果是,则控制所述电机换相,并根据换相后所述电机的转子位置对所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量进行更新;如果否,则继续根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。根据本发明的一个实施例,所述第一至第六换相阈值均为固定值;或者,根据所述电机的当前直流母线电压从预设表格中获取所述第一至第六换相阈值。根据本发明的一个实施例,在根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲之前,还包括:向所述电机的定子绕组连续施加m个所述加速矢量脉冲,其中,m为正整数。为实现上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的无刷直流电机的起动控制方法。根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质,通过执行上述的无刷直流电机的起动控制方法,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。为实现上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种无刷直流电机的起动控制装置,包括:第一获取单元,用于获取电机的当前转子位置;第二获取单元,用于根据所述当前转子位置从预设起动换相表中获取所述电机的当前加速矢量和当前侦测矢量;矢量脉冲施加单元,用于根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,其中na和nb均为正整数;第三获取单元,用于获取第n个所述加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个所述侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流,其中n≤na,m≤nb;控制单元,用于根据所述第一电流和所述第二电流控制所述电机进行换相。根据本发明实施例的无刷直流电机的起动控制装置,通过第一获取单元获取电机的当前转子位置,以及通过第二获取单元根据所述当前转子位置从预设起动换相表中获取所述电机的当前加速矢量和当前侦测矢量,并通过矢量脉冲施加单元根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以及通过第三获取单元获取第n个所述加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个所述侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流,以及通过控制单元根据所述第一电流和所述第二电流控制所述电机进行换相。从而能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。另外,根据本发明上述实施例的无刷直流电机的起动控制装置还可以具有如下附加的技术特征:根据本发明的一个实施例,所述预设起动换相表如下所示:转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量viabcbiicbcaiiicabaibabcvbcacivacab其中,所述加速矢量超前所述侦测矢量60°电角度;或者,其中,所述加速矢量滞后所述侦测矢量60°电角度。根据本发明的一个实施例,所述预设起动换相表如下所示:转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量via+b-iib-c+iiic+a-ia-b+vb+c-ivc-a+其中,所述加速矢量超前所述侦测矢量60°电角度;或者,转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量via+c-iib-a+iiic+b-ia-c+vb+a-ivc-b+其中,所述加速矢量滞后所述侦测矢量60°电角度。根据本发明的一个实施例,所述控制单元具体用于,判断所述第一电流与所述第二电流的比值是否大于等于第一换相阈值,或者,判断所述第一电流与所述第二电流比值的斜率是否大于等于第二换相阈值,或者,判断所述第一电流与所述第二电流之间的差值是否大于等于第三换相阈值;如果是,则控制所述电机换相,并控制所述第二获取模块根据换相后所述电机的转子位置对所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量进行更新;如果否,则控制所述矢量脉冲施加单元继续根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。根据本发明的一个实施例,还包括:第四获取单元,用于获取所述第一电流达到第一电流阈值时,所述加速矢量脉冲对应的第一时长,以及获取所述第二电流达到第一电流阈值时,所述侦测矢量脉冲对应的第二时长;所述控制单元,还用于根据所述第一时长和所述第二时长控制所述电机进行换相。根据本发明的一个实施例,所述控制单元具体用于,判断所述第一时长与所述第二时长的比值是否大于等于第四换相阈值,或者,判断所述第一时长与所述第二时长比值的斜率是否大于等于第五换相阈值,或者,判断所述第一时长与所述第二时长之间的差值是否大于等于第六换相阈值;如果是,则控制所述电机换相,并控制所述第二获取模块根据换相后所述电机的转子位置对所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量进行更新;如果否,则控制所述矢量脉冲施加单元继续根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。根据本发明的一个实施例,所述第一至第六换相阈值均为固定值;或者,根据所述电机的当前直流母线电压从预设表格中获取所第一至第六换相阈值。根据本发明的一个实施例,所述矢量脉冲施加单元还用于在根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲之前,向所述电机的定子绕组连续施加m个所述加速矢量脉冲,其中,m为正整数。为实现上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种无刷直流电机的控制系统,其包括上述的无刷直流电机的起动控制装置。根据本发明实施例的无刷直流电机的控制系统,通过上述的无刷直流电机的起动控制装置,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。为实现上述目的,本发明第五方面实施例提出了一种吸尘器,其包括上述的无刷直流电机的控制系统。根据本发明实施例的吸尘器,通过上述的无刷直流电机的控制系统,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。附图说明图1是根据本发明实施例的无刷直流电机的起动控制方法的流程图;图2是根据本发明一个实施例的无刷直流电机的合成磁势矢量图;图3是根据本发明一个实施例的无刷直流电机的控制系统的示意图;图4是根据本发明一个具体实施例的交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲ab和2个侦测矢量脉冲cb的示意图;图5a是根据本发明一个实施例的第一电流ian、第二电流idn以及第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn的变化曲线的示意图;图5b是根据本发明一个实施例的第一电流ian、第二电流idn和第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn的变化曲线,以及ian/idn的斜率的变化情况的示意图;图5c是根据本发明一个实施例的第一电流ian、第二电流idn以及第一电流ian与第二电流idn之间的差值ian-idn的变化曲线的示意图;图6是根据本发明一个具体实施例的获取第一时长t1和第二时长t2的方法的示意图;图7是根据本发明实施例的无刷直流电机的起动控制装置的方框示意图;图8是根据本发明一个实施例的无刷直流电机的起动控制装置的方框示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。下面参考附图来描述根据本发明实施例提出的无刷直流电机的起动控制方法、非临时性计算机可读存储介质、无刷直流电机的起动控制装置、无刷直流电机的控制系统以及吸尘器。图1是根据本发明实施例的无刷直流电机的起动控制方法的流程图。如图1所示,本发明实施例的无刷直流电机的起动控制方法可包括以下步骤:s1,获取电机的当前转子位置。s2,根据当前转子位置从预设起动换相表中获取电机的当前加速矢量和当前侦测矢量。具体而言,电机的每个电周期对应360°电角度,其中每60°电角度为一个导通区间,简称扇区,则共有6个扇区。为了便于描述和简化分析,画出磁势矢量图,如图2所示。在按照预设导通方式对电机的定子绕组进行导通控制时,可依次在电机的定子绕组的不同相位施加第一预设时间的电压脉冲,以控制电机低速起动。具体地,预设导通方式可为两相导通方式。其中,根据图3所示的硬件原理简图,列出两相导通方式下的矢量为:q1、q4导通→a+b-(记为ab),即言,当通过微控制器(mcu)控制开关管q1和q4导通时,电流流向为:直流母线电压正端p+→开关管q1→a相定子绕组→b相定子绕组→开关管q4→直流母线电压负端p-,对应矢量a+b-,记为定子绕组的ab相位导通;q1、q2导通→a+c-(记为ac);q3、q2导通→b+c-(记为bc);q3、q6导通→b+a-(记为ba);q5、q6导通→c+a-(记为ca);q5、q4导通→c+b-(记为cb)。可以理解的是,电机的转子在不同的扇区,对应地,定子绕组的导通矢量(包括,电机的加速矢量和侦测矢量)也是不同的,也就是说,电机的转子位置与定子绕组的导通矢量之间存在着一定的对应关系,并且该对应关系可预先存储在预设起动换相表中。根据本发明的一个实施例中,预设起动换相表如下所示:表1其中,加速矢量超前侦测矢量60°电角度;或者,转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量viabaciicbabiiicacbibacavbcbaivacbc表2其中,加速矢量滞后侦测矢量60°电角度。可以理解的是,可通过两种方法选取电机的侦测矢量,一种是使侦测矢量滞后加速矢量60°电角度,如表1所示;另一种是使侦测矢量超前加速矢量60°电角度,如表2所示。此外,上述实施例中的预设导通方式也可三相导通的方式,其中,三相导通方式下的矢量为:q1、q4、q2导通→a+b-c-(记为a+),即言,当开关管q1、q4和q2导通时,电流流向为:直流母线电压正端p+→开关管q1→a相定子绕组→b相定子绕组和c相定子绕组→开关管q4和开关管q2→直流母线电压负端p-,对应矢量a+b-c-,记为定子绕组的a+相位导通;q3、q6、q2导通→b+a-c-(记为b+);q5、q6、q4导通→c+a-b-(记为c+);q6、q3、q5导通→a-b+c+(记为a-);q4、q1、q5导通→b-a+c+(记为b-);q2、q1、q3导通→c-a+b+(记为c-)。此时,预设起动换相表可如下表所示:转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量via+b-iib-c+iiic+a-ia-b+vb+c-ivc-a+表3其中,所述加速矢量超前所述侦测矢量60°电角度;或者,表4其中,所述加速矢量滞后所述侦测矢量60°电角度。s3,根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。其中,na和nb均为正整数。作为一种可能的实施方式,根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,可包括:先向电机的定子绕组连续施加na个加速矢量脉冲,再向电机的定子绕组连续施加nb个侦测矢量脉冲。举例而言,以两相导通方式为例,假设电机的当前转子位置处于扇区vi,电机为顺时针旋转,此时,根据表1可知,电机的当前加速矢量为加速矢量ab,当前侦测矢量为侦测矢量cb,如图4所示,可先向电机的定子绕组连续施加2个加速矢量脉冲ab,再向电机的定子绕组连续施加2个侦测矢量脉冲cb。进一步地,可重复上述步骤,以实现交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲和2个侦测矢量脉冲。作为另一种可能的实施方式,根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,还可包括:先向电机的定子绕组连续施加nb个侦测矢量脉冲,再向电机的定子绕组连续施加na个加速矢量脉冲。此外,在本发明的其它实施例中,还可通过其他的方式交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,在此不做具体限定。s4,获取第n个加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流。其中,n≤na,m≤nb。具体而言,在交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲后,可在第n个加速矢量脉冲结束时刻,通过电流采样模块获取第n个加速矢量脉冲对应的电机电流,即第一电流ian,并在第m个侦测矢量脉冲结束时刻,通过电流采样模块获取第m个侦测矢量脉冲对应的电机电流,即第二电流idn。其中,n≤na,m≤nb。举例而言,仍以两相导通方式为例,并且假设电机的当前转子位置处于扇区vi,电机为顺时针旋转,此时,如图4所示,在先向当前加速矢量ab对应的电机绕组连续施加2个加速矢量脉冲ab,再向当前侦测矢量cb对应的电机的定子绕组连续施加2个侦测矢量脉冲cb后,可在第2个加速矢量脉冲ab结束时刻,通过电流采样模块获取第2个加速矢量脉冲ab对应的第一电流ian,并在第2个侦测矢量脉冲cb结束时刻,通过电流采样模块获取第2个侦测矢量脉冲cb对应的第二电流idn。s5,根据第一电流和第二电流控制电机进行换相。具体而言,无刷直流电机的定子铁心上绕有载流线圈,当载流线圈中通入电流时,便会在定子铁心中产生一定的磁通,如果此时有外磁场也施加于定子绕组(即,载流线圈),那么外磁场和绕组电流产生的磁通共同决定定子铁心的饱和程度。其中,绕组电感会随着磁路饱和程度的大小而发生变化,因此在电机静止或者旋转时,若永磁体(转子)产生的磁通方向与绕组电流产生的磁通方向一致,那么将产生增磁作用,定子铁心的磁路饱和程度增加,绕组电感减小;反之,定子铁心磁路饱和程度减小,绕组电感增大。所以转子与定子的相对位置不同,会直接反映在绕组电感的大小上。众所周知,电机电压公式为:u=ri+l*di/dt+e(1)其中,u为直流母线电压,r为定子绕组内阻,i为电枢电流,l为定子绕组电感,e为电机的反电势。当电机静止时,电机的反电势e为零,并且由于实际中定子绕组内阻r很小,在其上面的压降相对于施加在定子绕组上的直流母线电压u可以忽略,所以上述公式(1)可以简化为:u=l*di/dt≈l*δi/δt(2)由公式(2)可以看出,当u为定值时,l与δi的变化成反比,即l越大,δi越小,反之亦然;δi与δt成正比,δt越大,δi也越大。本发明实施例中,采用动态脉冲侦测法利用上述定子铁芯饱和效应原理,在电机的起动过程中,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以及在脉冲结束时刻,分别获取第n个加速矢量脉冲对应的第一电流ian和第m个侦测矢量脉冲对应的第二电流idn,并根据第一电流ian和第二电流idn之间的关系,判断当前转子所在扇区,并控制电机进行换相。由此,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。下面结合具体实施例来详细说明如何根据获取到的第一电流ian和第二电流idn之间的关系,判断当前转子所在扇区。根据本发明的一个实施例,根据第一电流和第二电流控制电机进行换相,包括:判断第一电流与第二电流的比值是否大于等于第一换相阈值,或者,判断第一电流与第二电流比值的斜率是否大于等于第二换相阈值,或者,判断第一电流与第二电流之间的差值是否大于等于第三换相阈值;如果是,则控制电机换相,并根据换相后电机的转子位置对当前加速矢量和当前侦测矢量进行更新;如果否,则继续根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。也就是说,在实际应用中,可根据第一电流与第二电流的比值、第一电流与第二电流比值的斜率或者第一电流与第二电流之间的差值,判断当前转子所在扇区。作为一种可能的实施方式,可根据第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn与第一换相阈值v1之间的大小关系,判断当前转子所在扇区。具体地,当电机的转子在不同位置时,对应地,第一电流ian、第二电流idn以及第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn的变化曲线,可如图5a所示。如果第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn小于v1,即ian/idn<v1,则说明转子仍处于当前所在扇区,因此,可继续交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以对转子位置进行检测;如果第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn大于等于v1,即ian/idn≥v1,则说明检测到换相点,此时,可控制电机换相(可包括控制电机立即进行换相,也可包括控制电机延时一段时间之后进行换相),因此,可根据电机转子当前位置,并结合上述实施例的预设起动换相表,对当前加速矢量和当前侦测矢量进行更新,并交替地向电机的定子绕组施加na个更新后的加速矢量脉冲和nb个更新后的侦测矢量脉冲,以继续对转子位置进行检测。举例而言,仍以电机的当前转子位置处于扇区vi,电机为顺时针旋转,na=2,nb=2,n=2,m=2为例。如果ian/idn<v1,则可判断转子仍处于扇区vi,此时,如图4所示,可继续交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲ab和2个侦测矢量脉冲cb,以对转子位置进行检测;如果ian/idn≥v1,则说明检测到换相点,此时,可控制电机换相(可包括控制电机立即进行换相,也可包括控制电机延时一段时间之后进行换相),因此,可根据电机转子当前位置,并结合上述实施例的表1,将当前加速矢量更新为加速矢量cb,以及将当前侦测矢量更新为侦测矢量ca,并交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲cb和2个侦测矢量脉冲ca,以继续对转子位置进行检测。可以理解的是,除了可根据第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn判断当前转子所在扇区,并控制电机进行换相外,还可根据第二电流idn与第一电流ian的比值idn/ian判断当前转子所在扇区,具体地,可参见上述实施例的根据第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn判断当前转子所在扇区的方法,在此不再详述。作为另一种可能的实施方式,可根据第一电流ian与第二电流idn比值的斜率与第二换相阈值v2之间的大小关系,判断当前转子所在扇区。具体而言,当电机的转子在不同位置时,对应地,第一电流ian、第二电流idn和第一电流ian与第二电流idn的比值ian/idn的变化曲线,以及ian/idn的斜率的变化情况,可如图5b所示(图5b中,箭头可表示ian/idn的斜率)。其中,可令kn=ian/idn,kn的斜率为kn’。如果kn’<v2,则说明转子仍处于当前所在扇区,因此,可继续交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以对转子位置进行检测;如果kn’≥v2,则说明检测到换相点,此时,可控制电机换相(可包括控制电机立即进行换相,也可包括控制电机延时一段时间之后进行换相),因此,可根据电机转子当前位置,并结合上述实施例的预设起动换相表,对当前加速矢量和当前侦测矢量进行更新,并交替地向电机的定子绕组施加na个更新后的加速矢量脉冲和nb个更新后的侦测矢量脉冲,以继续对转子位置进行检测。举例而言,仍以电机的当前转子位置处于扇区vi,电机为顺时针旋转,na=2,nb=2,n=2,m=2为例。如果kn’<v2,则可判断转子仍处于扇区vi,此时,如图4所示,可继续交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲ab和2个侦测矢量脉冲cb,以对转子位置进行检测;如果kn’≥v2,则说明检测到换相点,此时,可控制电机换相,并判断当前转子位置已到达下一个扇区,即扇区ii,因此,可根据换相后电机的转子位置,并结合上述实施例的表1,将当前加速矢量更新为加速矢量cb,以及将当前侦测矢量更新为侦测矢量ca,并交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲cb和2个侦测矢量脉冲ca,以继续对转子位置进行检测。可以理解的是,除了可根据第一电流ian与第二电流idn比值的斜率判断当前转子所在扇区,并控制电机进行换相外,还可根据第二电流idn与第一电流ian的比值的斜率判断当前转子所在扇区,具体地,可参见上述实施例的根据第一电流ian与第二电流idn的比值的斜率判断当前转子所在扇区的方法,在此不再详述。作为又一种可能的实施方式,可根据第一电流ian与第二电流idn之间的差值与第三换相阈值v3之间的大小关系,判断当前转子所在扇区。具体地,当电机的转子在不同位置时,对应地,第一电流ian、第二电流idn以及第一电流ian与第二电流idn之间的差值ian-idn的变化曲线,可如图5c所示。如果第一电流ian与第二电流idn的差值ian-idn小于v3,即ian-idn<v3,则说明转子仍处于当前所在扇区,因此,可继续交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以对转子位置进行检测;如果第一电流ian与第二电流idn的差值ian-idn大于等于v3,即ian-idn≥v3,则说明检测到换相点,此时,可控制电机换相(可包括控制电机立即进行换相,也可包括控制电机延时一段时间之后进行换相),因此,可根据电机转子当前位置,并结合上述实施例的预设起动换相表,对当前加速矢量和当前侦测矢量进行更新,并交替地向电机的定子绕组施加na个更新后的加速矢量脉冲和nb个更新后的侦测矢量脉冲,以继续对转子位置进行检测。举例而言,仍以电机的当前转子位置处于扇区vi,电机为顺时针旋转,na=2,nb=2,n=2,m=2为例。如果ian-idn<v3,则可判断转子仍处于扇区vi,此时,如图4所示,可继续交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲ab和2个侦测矢量脉冲cb,以对转子位置进行检测;如果ian-idn≥v3,则说明检测到换相点,此时,可控制电机换相(可包括控制电机立即进行换相,也可包括控制电机延时一段时间之后进行换相),因此,可根据电机转子当前位置,并结合上述实施例的表1,将当前加速矢量更新为加速矢量cb,以及将当前侦测矢量更新为侦测矢量ca,并交替地向电机的定子绕组施加2个加速矢量脉冲cb和2个侦测矢量脉冲ca,以继续对转子位置进行检测。可以理解的是,除了可根据第一电流ian与第二电流idn之间的差值ian-idn判断当前转子所在扇区,并控制电机进行换相外,还可根据第二电流idn与第一电流ian之间的差值idn-ian判断当前转子所在扇区,具体地,可参见上述实施例的根据第一电流ian与第二电流idn之间的差值ian-idn判断当前转子所在扇区的方法,在此不再详述。根据本发明的一个实施例,无刷直流电机的起动控制方法还包括:获取第一电流达到第一电流阈值时,加速矢量脉冲对应的第一时长,以及获取第二电流达到第一电流阈值时,侦测矢量脉冲对应的第二时长;根据第一时长和第二时长控制电机进行换相。具体而言,在实际应用中,除了可根据获取到的第一电流ian和第二电流idn之间的关系,判断当前转子所在扇区,还可根据第一电流ian达到第一电流阈值时加速矢量脉冲对应的第一时长t1和第二电流idn达到第一电流阈值时侦测矢量脉冲对应的第二时长t2之间的关系,判断当前转子所在扇区。举例而言,如图6所示,可获取第一电流ian达到第一电流阈值ith时,加速矢量脉冲ab对应的第一时长t1,以及获取第二电流idn达到第一电流阈值ith时,侦测矢量脉冲cb对应的第二时长t2,在获取到第一时长t1和第二时长t2后,可根据第一时长t1和第二时长t2之间的关系,判断当前转子所在扇区。根据本发明的一个实施例,根据第一时长和第二时长控制电机进行换相,包括:判断第一时长与第二时长的比值是否大于等于第四换相阈值,或者,判断第一时长与第二时长比值的斜率是否大于等于第五换相阈值,或者,判断第一时长与第二时长之间的差值是否大于等于第六换相阈值;如果是,则控制电机换相,并根据换相后电机的转子位置对当前加速矢量和当前侦测矢量进行更新;如果否,则继续根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。参见上述实施例,本发明实施例中提出了根据第一时长与第二时长的比值、第一时长与第二时长比值的斜率或者第一时长与第二时长之间的差值,判断当前转子所在扇区,其具体的判断方法与上述实施例中根据第一电流与第二电流的比值、第一电流与第二电流比值的斜率或者第一电流与第二电流之间的差值,判断当前转子所在扇区的方法类似,在此不再详述。根据本发明的一个实施例,第一至第六换相阈值均为固定值;或者,根据电机的当前直流母线电压从预设表格中获取第一至第六换相阈值。需要说明的是,上述实施例中的第一至第六换相阈值可设定为固定值,其具体值可根据实际情况进行设定,也可预先在不同直流母线电压下标定出对应的第一至第六换相阈值的值,并将其统计成预设表格,以存储在相应的程序中,以便于在使用时直接调用。根据本发明的一个实施例,在根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲之前,还包括:向电机的定子绕组连续施加m个加速矢量脉冲,其中,m可为正整数。具体而言,在实际应用中,为了减少计算的频率,增加计算的可靠性,在电机的每次静止起动和每次换相后,可先对电机的定子绕组连续施加m个加速矢量脉冲以控制电机进行加速,然后再交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲进行转子位置判断。其中,上述实施例中的加速矢量脉冲的个数m和na以及侦测矢量脉冲的个数nb可为固定值,也可根据电机的转速进行分段调整,转速越高,m、na和nb的值就越小。综上所述,根据本发明的无刷直流电机的起动控制方法,获取电机的当前转子位置,以及根据当前转子位置从预设起动换相表中获取所述电机的当前加速矢量和当前侦测矢量,并根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以及获取第n个所述加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个所述侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流,以及根据第一电流和所述第二电流控制所述电机进行换相。从而能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。另外,本发明的实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的无刷直流电机的起动控制方法。根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质,通过执行上述的无刷直流电机的起动控制方法,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。图7是根据本发明实施例的无刷直流电机的起动控制装置的方框示意图。如图7所示,本发明实施例的无刷直流电机的起动控制装置可包括第一获取单元100、第二获取单元200、矢量脉冲施加单元300、第三获取单元400和控制单元500。其中,第一获取单元100用于获取电机的当前转子位置;第二获取单元200用于根据当前转子位置从预设起动换相表中获取电机的当前加速矢量和当前侦测矢量;矢量脉冲施加单元300用于根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,其中,na和nb均为正整数;第三获取单元400用于获取第n个加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流,其中,n≤na,m≤nb;控制单元500用于根据第一电流和第二电流控制电机进行换相。根据本发明的一个实施例,预设起动换相表如下所示:转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量viabcbiicbcaiiicabaibabcvbcacivacab其中,加速矢量超前侦测矢量60°电角度;或者,转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量viabaciicbabiiicacbibacavbcbaivacbc其中,加速矢量滞后侦测矢量60°电角度。根据本发明的一个实施例,预设起动换相表如下所示:转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量via+b-iib-c+iiic+a-ia-b+vb+c-ivc-a+其中,加速矢量超前所述侦测矢量60°电角度;或者,转子位置所在扇区加速矢量侦测矢量via+c-iib-a+iiic+b-ia-c+vb+a-ivc-b+其中,加速矢量滞后所述侦测矢量60°电角度。根据本发明的一个实施例,控制单元500具体用于,判断第一电流与第二电流的比值是否大于等于第一换相阈值,或者,判断第一电流与第二电流比值的斜率是否大于等于第二换相阈值,或者,判断第一电流与第二电流之间的差值是否大于等于第三换相阈值;如果是,则控制电机换相,并控制第二获取模块200根据换相后电机的转子位置对当前加速矢量和当前侦测矢量进行更新;如果否,则控制矢量脉冲施加单元300继续根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。根据本发明的一个实施例,如图8所示,无刷直流电机的起动控制装置还可包括第四获取单元600。其中,第四获取单元600用于获取第一电流达到第一电流阈值时,加速矢量脉冲对应的第一时长,以及获取第二电流达到第一电流阈值时,侦测矢量脉冲对应的第二时长;控制单元500还用于根据第一时长和第二时长控制电机进行换相。根据本发明的一个实施例,控制单元500具体用于,判断第一时长与第二时长的比值是否大于等于第四换相阈值,或者,判断第一时长与第二时长比值的斜率是否大于等于第五换相阈值,或者,判断第一时长与第二时长之间的差值是否大于等于第六换相阈值;如果是,则控制电机换相,并控制第二获取模块200根据换相后电机的转子位置对当前加速矢量和当前侦测矢量进行更新;如果否,则控制矢量脉冲施加单元300继续根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲。根据本发明的一个实施例,第一至第六换相阈值均为固定值;或者,根据电机的当前直流母线电压从预设表格中获取第一至第六换相阈值。根据本发明的一个实施例,矢量脉冲施加单元300还用于在根据当前加速矢量和当前侦测矢量,交替地向电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲之前,向电机的定子绕组连续施加m个加速矢量脉冲,其中,m为正整数。需要说明的是,本发明实施例的无刷直流电机的起动控制装置中未披露的细节,请参照本发明实施例的无刷直流电机的起动控制方法中所披露的细节,具体这里不再赘述。根据本发明实施例的无刷直流电机的起动控制装置,通过第一获取单元获取电机的当前转子位置,以及通过第二获取单元根据所述当前转子位置从预设起动换相表中获取所述电机的当前加速矢量和当前侦测矢量,并通过矢量脉冲施加单元根据所述当前加速矢量和所述当前侦测矢量,交替地向所述电机的定子绕组施加na个加速矢量脉冲和nb个侦测矢量脉冲,以及通过第三获取单元获取第n个所述加速矢量脉冲对应的电机电流以获得第一电流,并获取第m个所述侦测矢量脉冲对应的电机电流以获得第二电流,以及通过控制单元根据所述第一电流和所述第二电流控制所述电机进行换相。从而能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。另外,本发明的实施例还提出了一种无刷直流电机的控制系统,其包括上述的无刷直流电机的起动控制装置。根据本发明实施例的无刷直流电机的控制系统,通过上述的无刷直流电机的起动控制装置,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。此外,本发明实施例还提出了一种吸尘器,其包括上述的无刷直流电机的控制系统。根据本发明实施例的吸尘器,通过上述的无刷直流电机的控制系统,能够实现电机在低速运行阶段的准确换相,提高起动转矩,保证电机不会失步,可靠性高。应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。另外,在本发明的描述中,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12
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