排水电机和洗衣机的制作方法

本申请涉及一种排水电机以及包含该排水电机的洗衣机。

背景技术：

随着经济水平的不断提高，人们对家用电器的要求也越来越高。这些要求不仅涉及家用电器的产品性能，还涉及家用电器在安全与节能方面的综合性能。

洗衣机作为一种非常重要的家用电器，其安全与节能已成为人们首先考虑的因素。排水电机为用于洗衣机洗涤与脱水功能切换的控制器，因此，排水电机满足安全与节能的要求也至关重要。通常，现有洗衣机的排水电机使用爪极式永磁同步电机作为其动力源，在这种情况下必须使用交流电作为输入才能驱动电机正常工作。使用交流电会带来较大的风险，而如果直接采用直流电驱动的动力源仍会带来一些问题。例如，可以采用直流电机代替爪极式永磁同步电机，但是，直流电机具有刷电机时其使用寿命具有局限性，而无刷电机时其制造成本高。此外，当使用直流电机作为动力源时，需要对现有动力源结构进行较大的改动，可能导致与客户整机装配干涉的问题，并且导致对于整体项目的开发投入很大。

因此，如何在不对动力源结构进行改动的情况下使用直流电作为排水电机的输入电源，并基于该直流电源实现对该电机的良好控制是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

因此，本申请之目的是提供一种排水电机以及包括这种排水电机的洗衣机。该排水电机通过额外设置电机控制装置，可以使用直流输入电源且保持原有动力源结构不变。因此，这种排水电机安全可靠，能耗较低，寿命较长，结构紧凑简单且生产成本较低。

本申请涉及一种排水电机。该排水电机包括：壳体，在其内部形成第一腔；以及电机，位于第一腔内；其特征在于，所述排水电机还包括电机控制系统，该电机控制系统包括：电机控制装置，用于基于直流电源实现对该电机的控制。

在一些实施例中，所述电机控制系统还包括：基座，位于电机的一侧；以及端盖，设置于基座上且与基座形成第二腔，其中，所述电机控制装置设置在第二腔内。

在一些实施例中，所述电机控制系统设置于壳体的外侧。

在一些实施例中，所述基座包括：主体；多个支撑件，设置于主体背离电机的一侧上，用于支撑电机控制装置；以及输入端子座，设置于主体背离电机的一侧上，具有朝向电机外部敞开的槽室，以用于容纳电机控制装置输入部件。

在一些实施例中，所述基座还包括主体上的输出孔，所述输出孔的位置和数量对应于电机输入部件的位置和数量，使得电机输入部件能够通过输出孔与电机控制装置电连接。

在一些实施例中，所述多个支撑件为多个突出部，所述多个突出部各具有基部和垂直于基部远离主体延伸的限位部，其中电机控制装置被支撑在基部上并由限位部限定位置。

在一些实施例中，所述基座还包括筋部，该筋部在基座的主体背离电机的一侧上垂直于主体延伸且设置于输入端子座的两侧，以及所述端盖具有与筋部和输入端子座对应的凹部，使得能够在凹部处对端盖与基座进行密封焊接。

在一些实施例中，所述凹部具有梯形形状。

在一些实施例中，所述端盖包括底板和从底板延伸的多个侧壁，所述多个侧壁能够被接合在基座上以形成第二腔。

在一些实施例中，所述底板上设置有多个压柱，用于在第二腔内将电机控制装置压向基座的主体。

在一些实施例中，所述多个侧壁面向基座的表面上设置有用于与基座接合的多个凸起，各个凸起沿着相应侧壁的整个长度延伸。

在一些实施例中，所述电机控制装置连接至电机，且该电机控制装置包括：电源单元，其为直流电源；微控制单元，其连接至电源单元，被配置为基于预设控制策略，输出逆变控制信号；逆变控制单元，其连接至电源单元及微控制单元，被配置为接收来自所述微控制单元的逆变控制信号，根据所述逆变控制信号，基于所述直流电源生成用于所述电机的交变电压，并将该交变电压输出至所述电机；且其中，所述逆变控制信号为一路控制信号或两路控制信号。

在一些实施例中，所述逆变控制单元被配置为基于该逆变控制信号，交替地生成第一驱动电压及第二驱动电压，且所述第一驱动电压与所述第二驱动电压的电压方向相反，所述第一驱动电压及第二驱动电压的持续时间相同。

在一些实施例中，所述逆变控制信号为一路控制信号，且其中，当所述逆变控制信号具有第一信号状态时，该逆变控制单元被配置为生成第一驱动电压；且当所述逆变控制信号具有第二信号状态时，该逆变控制单元被配置为生成第二驱动电压。

在一些实施例中，所述逆变控制信号为两路控制信号，该两路控制信号为：第一逆变控制信号及第二逆变控制信号，且其中，当所述第一逆变控制信号具有第一信号状态且所述第二逆变控制信号具有第二信号状态时，该逆变控制单元被配置为生成第一驱动电压；且当所述第一逆变控制信号具有第二信号状态且所述第二逆变控制信号具有第一信号状态时，该逆变控制单元被配置为生成第二驱动电压。

在一些实施例中，所述电源单元包括第一电源输出端和第二电源输出端，所述电机包括第一驱动输入端及第二驱动输入端，所述逆变控制单元包括第一控制输入端和第二控制输入端，且所述逆变控制单元包括：第一上臂模块，其第一端连接至第一电源输出端，第二端连接至电机的第一驱动输入端，第三端经由第一定向二极管接至电机的第二驱动输入端，且该第一定向二极管限定由第一上臂模块至电机的第二驱动输入端的第一电流方向；第二上臂模块，其第一端连接至第一电源输出端，第二端连接至电机的第二驱动输入端，第三端经由第二定向二极管连接至电机的第一驱动输入端，且该第二定向二极管限定由第二上臂模块至电机的第一驱动输入端的第二电流方向；第一下臂控制开关，其控制端连接至所述第一控制输入端，第一端连接至所述第一上臂模块的第二端及所述电机的第一驱动输入端，第二端连接至电源单元的第二电源输出端；第二下臂控制开关，其控制端连接至所述第二控制输入端，第一端连接至所述第二上臂模块的第二端及电机的第二驱动输入端，第二端连接至电源单元的第二电源输出端。

在一些实施例中，当所述逆变控制单元生成该第一驱动电压时，所述第一下臂控制开关响应于所述逆变控制信号导通，使得第二上臂模块、电机、第一下臂控制开关构成第一导通回路；当所述逆变控制单元生成该第二驱动电压时，所述第二下臂控制开关响应于所述逆变控制信号导通，使得第一上臂模块、电机、第二下臂控制开关构成第二导通回路。

在一些实施例中，所述第一上臂模块包括：第一开关，其第一极连接至该第一电源输出端，第二极连接至电机的第一驱动输入端；以及第一开关电阻，跨接在所述第一开关的控制极与所述第一开关的第一极之间；且其中，所述第一开关的控制极经由第一定向二极管连接至电机的第二驱动输入端。

在一些实施例中，所述第二上臂模块包括：第二开关，其第一极连接至第一电源输出端，第二极连接至电机的第二驱动输入端；以及第二开关电阻，跨接在所述第二开关的控制极与所述第二开关的第一极之间；且其中，所述第二开关的控制极经由第二定向二极管连接至电机的第一驱动输入端。

在一些实施例中，所述逆变控制单元向所述电机输出的交变电压具有交流方波形式，使得电机的绕组电流为交变的方波电流。

在一些实施例中，所述电机控制装置被配置为使用周期控制信号控制电机，其中，所述周期控制信号的每个周期包括持续时段和电流消耗时段；且所述电机控制装置包括：驱动单元，配置为接收所述周期控制信号，且在所述持续时段内，响应于所述周期控制信号驱动所述电机运转，在所述电流消耗时段内，响应于所述周期控制信号将所述电机的绕组电流降低至目标值，其中，所述持续时段的时长和所述电流消耗时段的时长，根据所述电机的运转频率以及所述电机的绕组阻抗获得；控制单元，配置为提供所述周期控制信号至所述驱动单元。

在一些实施例中，所述驱动单元还配置为接收直流电信号，且配置为响应于所述周期控制信号将所述直流电信号转变为所述电机所需运转频率的交流电信号，并提供给所述电机绕组。

在一些实施例中，所述目标值的取值范围为0至所述电机的绕组电流峰值。

在一些实施例中，所述持续时段的时长和所述电流消耗时段的时长之和小于等于所述电机的运转周期的二分之一，且所述电机的运转周期包括对称的两部分。

在一些实施例中，所述持续时段的时长t1表示为：

t1＝(1-k)*1/2f；

所述电流消耗时段的时长t2表示为：

t2＝(k)*1/2f；

其中，f表示所述电机的运转频率，k表示根据所述电机的绕组阻抗获得的系数，k的取值为0～1。

在一些实施例中，排水电机还包括查找表，配置为存储所述系数k和所述电机的绕组阻抗的对应关系。

在一些实施例中，所述驱动单元包括分别与所述电机连接的第一上臂开关、第一下臂开关、第二上臂开关和第二下臂开关，所述电机的运转周期包括对称的第一子周期和第二子周期，所述第一子周期和所述第二子周期分别包括所述持续时段和所述电流消耗时段；其中，所述第一上臂开关和所述第二下臂开关配置为在所述第一子周期的持续时段内驱动所述电机运转；所述第二上臂开关和所述第一下臂开关配置为在所述第二子周期的持续时段内驱动所述电机运转。

在一些实施例中，所述第一上臂开关包括第一上臂晶体管及与所述第一上臂晶体管反向并联的第一二极管，所述第一下臂开关包括第一下臂晶体管及与所述第一下臂晶体管反向并联的第二二极管，所述第二上臂开关包括第二上臂晶体管及与所述第二上臂晶体管反向并联的第三二极管，所述第二下臂开关包括第二下臂晶体管及与所述第二下臂晶体管反向并联的第四二极管，所述第一上臂晶体管的第一极连接至所述驱动单元的第一输入端以接收第一电源电压，所述第一上臂晶体管的第二极连接至所述电机，所述第一上臂晶体管的控制端连接至第一驱动信号端以接收第一控制信号；所述第一下臂晶体管的第一极连接至所述第一上臂晶体管的第二极，所述第一下臂晶体管的第二极连接至所述驱动单元的第二输入端以接收第二电源电压，所述第一下臂晶体管的控制端连接至第二驱动控制信号端以接收第二控制信号；所述第二上臂晶体管的第一极连接至所述驱动单元的第一输入端以接收所述第一电源电压，所述第二上臂晶体管的第二极连接至所述电机，所述第二上臂晶体管的控制端连接至第三驱动控制信号端以接收第三控制信号；所述第二下臂晶体管的第一极连接至所述第二上臂晶体管的第二极，所述第二下臂晶体管的第二极连接至所述驱动单元的第二输入端以接收所述第二电源电压，所述第二下臂晶体管的控制端连接至第四驱动控制信号端以接收第四控制信号；其中，所述周期控制信号包括所述第一控制信号、所述第二控制信号、所述第三控制信号和所述第四控制信号，所述直流电信号包括所述第一电源电压和所述第二电源电压。

在一些实施例中，所述电机为爪极式永磁同步电机。

根据本公开的另一方面，还提出了一种洗衣机，该洗衣机包括如上所述的排水电机。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下文中将对本申请实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本申请的一些实施例，而非将本申请的全部实施例限制于此。附图中:

图1示出了根据本发明的一个实施例的排水电机的外观示意图；

图2为根据图1的排水电机的分解示意图；

图3示出了根据图1的排水电机的电机控制系统和电机的分解示意图；

图4示出了根据图1的排水电机的电机控制系统的基座的示意图；

图5示出了排水电机的局部示意图和局部放大图，其中示出了将基座与电机控制装置安装在电机一侧上；

图6示出了图5的局部剖面图；

图7示出了排水电机的局部示意图，其中示出了将端盖安装在基座上；

图8示出了图7的端盖的凹部的示意图；

图9示出了图7的端盖的内部示意图；

图10示出了图9的端盖的局部剖面图；

图11示出了根据本发明的另一个实施例的排水电机的基座的示意图；

图12a示出了根据本发明的另一个实施例的排水电机的电机控制系统和电机的示意图；

图12b示出了根据本发明的又一个实施例的排水电机的局部高度示意性示图；以及

图12c示出了根据本发明的又一个实施例的排水电机的局部高度示意性示图；

图13示出了根据本公开实施例的电机控制装置100的示例性框图；

图14示出了根据本公开实施例的电机控制装置100的结构框图；

图15示出了根据本公开实施例的电机控制装置100的变体的结构框图；

图16示出了根据本公开实施例的第一上臂模块131及第二上臂模块132的结构框图；

图17示出了根据本公开实施例具有电压调节单元140的电机控制装置100的示例性框图；

图18示出了根据本公开实施例电机绕组为交流方波电流和正弦波电流的对比图；

图19示出了根据本公开实施例的电机控制装置100a的电路图，其中该电机控制装置中的逆变控制信号为两路控制信号；

图20示出了根据本公开实施例的电机控制装置的变体100b的电路图，其中该电机控制装置中的逆变控制信号为一路逆变控制信号；

图21示出了根据本公开实施例的电机控制方法700的示例性流程图；

图22示出了根据本公开实施例确定微控制单元输出的逆变控制信号的过程s702的示例性流程图；

图23a为本公开实施例的另一种电机控制装置400的示意框图；

图23b示出了根据本公开实施例的用于电机控制装置400的电机控制方法的示例性流程图；

图23c为本公开至少一实施例提供的一种获取持续时段的时长和电流消耗时段的时长的流程图；

图24a为本公开至少一实施例提供的一种在方波控制信号的控制下电机绕组的电流波形示意图；

图24b为本公开至少一实施例提供的一种在弦波控制信号的控制下电机绕组的电流波形示意图；

图25a为本公开至少一实施例提供的驱动单元的示意图；

图25b为图25a所示的电路结构在第一子周期的持续时段的电流通路的示意图；

图25c为图25a所示的电路结构在第二子周期的持续时段的电流通路的示意图；

图25d为图25a所示的电路结构在第一子周期的电流消耗时段的一些示例的电流通路的示意图；

图25e为图25a所示的电路结构在第一子周期的电流消耗时段的另一些示例的电流通路的示意图；

图26a为本公开至少一实施例提供的另一种控制方法的流程图；

图26b为本公开至少一实施例提供的又一种控制方法的流程图；

图26c为本公开至少一实施例提供的一种控制方法的系统流程图；

图27为本公开至少一实施例提供的一种控制单元的示意框图。

具体实施方式

为了使得本申请的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本申请具体实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”、“包含”或者“具有”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1示出了用于洗衣机的排水电机的外观，图2示出了排水电机的结构分解图，图3示出了排水电机的电机控制系统的分解图。

如图1所示，排水电机包括壳体1，其具有在竖直向上的方向上叠置的上壳体2和下壳体3。上壳体2和下壳体3在壳体内部形成第一腔，以容纳排水电机的部件，避免电机、齿轮组件等裸露在外，为排水电机内部零件提供稳定工作环境，保证排水电机正常工作。如图2所示，上壳体2和下壳体3通过贯穿它们的多个螺钉28所提供的锁紧力矩来实现二者之间的紧密连接。

如图2所示，排水电机还包括电机4、牵引系统5、回复控制系统6以及电机控制系统7。电机4、牵引系统5、回复控制系统6均位于第一腔内。牵引系统5为排水电机的执行机构，通过轴孔配合装配在电机4的多个铆轴上。牵引系统5能够在电机6的驱动下动作，通过例如为钢丝绳的牵引绳带动和保持外部负载，例如洗衣机排水阀。牵引系统5例如由多个相互啮合的齿轮构成。回复控制系统6为排水电机的控制机构，且能够在电机4的驱动下控制牵引系统5的牵引和回复。

如图3所示，电机控制系统7设置于壳体1的外侧且包括基座8、端盖9以及电机控制装置10。如图1和2所示，基座8位于电机4的一侧，与电机4相连。端盖9设置于基座8上且与基座8形成可以容纳电机控制装置10的第二腔。电机控制装置10用于基于直流电源实现对该电机的控制。例如，电机控制装置为逆变器。通过将电机控制装置10设置在壳体的外侧，可以有效避免焊接时产生的垃圾进入电机内部，不会对电机造成影响。

如图4所示，基座8包括主体11、多个支撑件12以及输入端子座13。主体11例如具有板状结构。多个支撑件12设置于主体11背离电机4的一侧上，用于支撑电机控制装置10。例如，多个支撑件为主体上的多个突出部。例如，每一个突出部具有基部19和垂直于基部远离主体11延伸的限位部20。如图5和6所示，电机控制装置10被支撑在基部19上并由限位部20限定位置。如图4和5所示，输入端子座13也设置于主体11背离电机4的一侧上，具有朝向电机外部敞开的槽室15，槽室15可以用于容纳电机控制装置输入部件16。电机控制装置输入部件16可以与外部直流电源相连。

如图6所示，输入端子座13包括在主体11的边缘处垂直于主体11延伸的端壁29，以及垂直于端壁29且远离主体11延伸的多个侧壁30。输入端子座13的端壁29与多个侧壁30形成槽室15。例如，输入端子座13可以具有标准端子结构，与基座一体注塑成型。以这种方式，可以避免使用成品端子进行组装而导致不能有效密封的情形。

例如，电机控制装置输入部件16为可以进行锡焊的插针，例如为方针，该方针通过挤压入端壁29且一体折弯的方式来连接到电机控制装置10，从而可以实现电机控制装置输入端的密封且利于电机控制装置的装配焊接。

此外，如图4所示，基座还包括主体11上的输出孔14，其位置和数量与电机输入部件17的位置和数量对应，该电机输入部件17可以通过输出孔14与电机控制装置10电连接，例如，与电机控制装置10的电路连接，从而实现对电机4的供电。例如，电机输入部件17为可以进行锡焊的插针。在电机输入部件17穿过输出孔14之后，通过焊接将电机输入部件17与电机控制装置10的电路进行连接。

上述电机控制装置与电机和外部电源的连接方式简单易操作且成本较低，而且仅是示例性的。

如图9所示，端盖9包括底板22和从底板延伸的多个侧壁23。例如，矩形底板具有从其四个边缘垂直延伸的四个侧壁23。如图7所示，多个侧壁23能够被接合在基座8上以形成第二腔。例如，通过超声波熔焊将端盖9的多个侧壁23接合至基座8，从而实现密封。采用超声波熔焊可以避免湿气及冷凝水对电机控制装置的电子元器件的损伤，从而避免造成电路短路而使电机失效。

在上述输入端子座13的多个侧壁30具有矩形形状的情况下，当采用超声波熔焊工艺将端盖焊接在基座上时，由于输入端子座13与端盖9的接合区垂直于基座的主体11，因此在输入端子座13的两侧无法进行有效焊接。为了能对端盖和基座进行完全焊接以实现良好的密封，如图7所示，基座8还包括筋部21。该筋部21在基座8的主体11背离电机4的一侧上垂直于主体延伸且设置于输入端子座13的两侧。例如，筋部21包括分别位于输入端子座13左右两侧的两个三角形部分。例如，筋部21可以与输入端子座13一体注塑成型，从而与输入端子座13的端壁29形成梯形结构。端盖9具有与筋部21和输入端子座13对应的凹部24。如图8所示，凹部24设置于其中一个侧壁23上且具有梯形形状，可以在梯形的腰处实现有效的密封焊接。凹部24不限于梯形形状，也可以具有其他形状，只要其可以与输入端子座13和筋部21相配合以形成相对于基座的主体11不垂直的接合区，即可以在凹部处对端盖与基座进行密封焊接。

此外，如图9所示，端盖9的底板22上设置有多个压柱25，例如两个压柱，用于在第二腔内将电机控制装置10压向基座8的主体11。以此方式，可以在垂直于主体的方向上有效限制电机控制装置的运动。

进一步，如图10所示，侧壁23面向基座的表面上设置有用于与基座8接合的凸起26，例如尖状凸起。例如，除设置有凹部24的侧壁之外的其它三个侧壁23中的每一个均设置有一个凸起26，其沿着相应侧壁23的整个长度延伸。例如，在设置有凹部24的侧壁上，在凹部两侧的侧壁部分上分别设置有沿侧壁部分的长度延伸的凸起。采用上述凸起，不仅使端盖和基座的超声波焊接变得简单方便，而且可以提高效率。

如图11和12a所示，在本发明的另一实施例中，基座8还包括安装壁27。安装壁27在基座的主体11背离电机4的一侧从主体11延伸且能够包围电机控制装置10，端盖9的侧壁23可以被接合在安装壁27上。例如，安装壁27基本与电机控制装置齐平。在此实施例中，基座8可不具有筋部21，端盖9可不具有凹部24，因此基座与端盖的接触面为平面，即二者之间的焊接区为平面。如此，可以保证焊接的密封性。

在本发明的其他实施例中，如图12b所示，电机控制系统仅包括电机控制装置10，电机控制装置10设置于壳体1的内部，即上壳体2和下壳体3形成的第一腔内。在此示例中，需对电机控制装置10设置更高要求的静电防护部件。尽管这种排水电机的焊接垃圾不易控制，生产过程更复杂，且需要额外的保护，但是排水电机的整体外观更整洁。

如图12c所示，电机控制系统7(即，电机控制装置10、基座8和端盖9)设置于上壳体2和下壳体3形成的第一腔内。在此示例中，需要更多的外壳材料，但是排水电机的整体外观更整洁。

本发明的上述排水电机通过额外设置电源转换机构，可以在保持原有动力源结构不变的情况下使用直流电输入。因此，这种排水电机安全可靠，能耗较低，寿命较长，结构紧凑简单且生产成本较低。

在一些实施例中，所述电机例如为永磁同步电机，例如爪极式永磁同步电机。爪极式永磁电机内部，无转子传感器，无法借鉴bldc、pmsm等永磁电机的控制装置及控制方法；且爪极式永磁电机要求电机能够在转子的任意位置启动。

爪极式永磁电机的应用，导致爪极式电机成本较低；对于其的控制装置成本要求较低。这就要求爪极式永磁同步电机的控制装置尽量控制成本，甚至是控制mcu的内部资源以达到保持转矩并降低成本的目的。

然而，现有的电机控制装置中所设置的逆变电路通常由四路单独的控制信号、或由两路控制信号和该两路控制信号的反向信号所组成的四路控制信号控制以实现直流电至交流电的逆变过程，其控制信号数目较多，制作成本高昂，且将占用微控制单元的较多计算处理资源。

基于上述，在设置如前所述的排水电机的基础上，在一些实施例中，还进一步对电机控制装置进行设置，使得其能够在基于直流输入生成交流输出以良好控制电机的基础上，有效地减少电机控制装置的制造成本，减少所需的控制信号数目，简化控制逻辑，从而减少制造成本，实现灵活的电机控制。

图13示出了根据本公开实施例的电机控制装置100的示例性框图。参照图13，该电机控制装置100连接至电机200，且该电机控制装置100包括：电源单元110、微控制单元120、逆变控制单元130。

该电源单元110为直流电源，根据实际使用需要，其直流电压值例如可以为12v，或者也可以为240v，本公开的实施例不受该电源单元的具体电压数值的限制。

所述微控制单元120连接至电源单元110，且被配置为基于预设控制策略，输出逆变控制信号。且在本申请中，所述逆变控制信号为一路控制信号或两路控制信号。

例如，参照图13，其中以实线箭头示出了逆变控制信号为两路控制信号的情况，例如该逆变控制信号为第一逆变控制信号i1及第二逆变控制信号i2。进一步参照图13，其中还以虚线箭头示出了该逆变控制信号为一路控制信号的情况，例如该逆变控制信号为控制信号im。

所述逆变控制信号旨在表征用于实现由直流电至交流电的逆变过程的控制信号，其例如可以为电压信号，或者也可以为电流信号；其例如可以为连续的电压或电流信号，或者其也可以为对该连续信号进行处理得到的调制信号，例如对连续信号经由脉冲宽度调制、三角波调制、方波调制、正弦调制后得到的调制信号。本公开的实施例不受该逆变控制信号的信号类型的限制。

逆变控制单元130连接至电源单元110及微控制单元120，被配置为接收来自所述微控制单元120的逆变控制信号，根据所述逆变控制信号，基于所述直流电源生成用于所述电机200的交变电压，并将该交变电压输出至所述电机200。

所述交变电压，亦即交流电压，旨在表征大小和方向随时间做周期性变化的电压。本公开的实施例不受该交变电压所具有的具体时间周期的限制。

基于上述，本申请中，通过设置该逆变控制单元仅接收来自微控制器的一路或两路逆变控制信号，并基于该逆变控制信号将电源单元的直流电转化为交流电，使得基于该电机控制装置，在将直流电压输入转化为电机所需的交变电压以驱动该电机工作的基础上，相较于采用四路控制信号或更多路控制信号实现逆变过程的技术方案，能够显著地减少电机控制装置所采用的控制信号数目，简化控制逻辑，同时能够降低对微控制单元中计算处理资源的占用，且该电机控制装置成本较低。

在一些实施例中，所述逆变控制单元130生成交变电压的过程例如可以更具体地描述。例如，该逆变控制单元130被配置为基于该逆变控制信号，交替地生成第一驱动电压及第二驱动电压，且所述第一驱动电压与所述第二驱动电压的电压方向相反，且所述第一驱动电压及第二驱动电压的持续时间相同。

所述第一驱动电压、第二驱动电压均为逆变驱动单元输出至该电机的输出电压，且采用第一驱动电压、第二驱动电压仅用于区分具有不同电压方向的输出电压，而并非旨在对其进行限制。

例如，若该电机具有第一端及第二端，基于逆变控制信号，该逆变控制单元能够交替地产生具有从电机第一端至电机第二端的电压方向的第一驱动电压及具有从电机第二端至电机第一端的电压方向的第二驱动电压，该第一驱动电压及该第二驱动电压例如具有相同的电压幅值，且具有相同的持续时间，从而得到交变电流。

基于上述，通过设置该逆变控制单元产生具有相反电压方向且相同持续时间的第一驱动电压及第二驱动电压，使得能够向该电机供给随时间周期性变化的交流电压，从而使得能够输出用于驱动该电机的交变电流。

在一些实施例中，所述逆变控制信号为一路控制信号，且其中，当所述逆变控制信号具有第一信号状态时，该逆变控制单元被配置为生成第一驱动电压；且当所述逆变控制信号具有第二信号状态时，该逆变控制单元被配置为生成第二驱动电压。

所述第一信号状态及第二信号状态例如能够基于实际情况进行设置，例如设置其为持续信号，例如设置高电平持续信号为第一信号状态，设置低电平持续信号为第二信号状态；或者也可以设置电平阈值，将高于该电平阈值的逆变控制信号作为第一信号状态，低于该电平阈值的电平作为第二信号状态。或者，还可以采用脉冲调制信号(pwm信号)，例如占空比可调整的方波调制信号作为第一状态信号或第二状态信号，本公开的实施例不受所述第一状态信号及第二状态信号的具体设定方式的限制。

基于上述，当该逆变控制信号为一路控制信号时，经由该逆变控制信号的信号状态确定逆变控制单元的输出电压，使得能够灵活地控制该逆变控制单元的输出，实现对该交变电压的周期的实时性调整。

在一些实施例中，所述逆变控制信号为两路控制信号，该两路控制信号为：第一逆变控制信号及第二逆变控制信号。且其中，当所述第一逆变控制信号具有第一信号状态且所述第二逆变控制信号具有第二信号状态时，该逆变控制电路被配置为生成第一驱动电压；且当所述第一逆变控制信号具有第二信号状态且所述第二逆变控制信号具有第一信号状态时，该逆变控制电路被配置为生成第二驱动电压。

应了解，上述第一逆变控制信号及第二逆变控制信号仅旨在于对该两路逆变控制信号进行区分，而并非旨在对其进行进一步地限制。

基于上述，当该逆变控制信号为两路控制信号时，通过设置该逆变控制单元综合该第一逆变控制信号及第二逆变控制信号的信号状态来确定所输出的电压信号，使得当逆变控制信号为两路控制信号时，也能够良好地实现直流电压至交流电压的转换，从而实现对该电机的良好控制。

在一些实施例中，如前所述的电机控制装置100例如能够更具体地描述。图14示出了根据本公开实施例的电机控制装置100的结构框图，其中示出了逆变控制单元130的内部组成结构。

如图14所示出的，该电源单元110例如包括第一电源输出端s1和第二电源输出端s2，所述电机200包括第一驱动输入端d1及第二驱动输入端d2，所述逆变控制单元130包括第一控制输入端r1和第二控制输入端r2。

且所述逆变控制单元130例如具有桥式电路的结构，且包括：第一上臂模块131、第二上臂模块132、第一下臂控制开关133及第二下臂控制开关134。

该第一上臂模块131的第一端131a连接至第一电源输出端s1，第二端131b连接至电机200的第一驱动输入端d1，第三端131c经由第一定向二极管d1连接至电机200的第二驱动输入端d2，且该第一定向二极管d1限定由第一上臂模块131至电机200的第二驱动输入端d2的第一电流方向。

第二上臂模块132的第一端132a连接至第一电源输出端s1，第二端132b连接至电机200的第二驱动输入端d2，第三端132c经由第二定向二极管d2连接至电机200的第一驱动输入端d1，且该第二定向二极管d2限定由第二上臂模块132至电机200的第一驱动输入端d1的第二电流方向。

第一下臂控制开关133的控制端133m连接至所述第一控制输入端r1，第一端133a连接至所述第一上臂模块131的第二端131b及所述电机200的第一驱动输入端d1，第二端133b连接至电源单元110的第二电源输出端s2。

第二下臂控制开关134的控制端134m连接至所述第二控制输入端r2，第一端134a连接至所述第二上臂模块132的第二端132b及电机200的第二驱动输入端d2，第二端134b连接至电源单元110的第二电源输出端s2。

基于上述，通过设置该逆变控制单元包括第一上臂模块、第二上臂模块、第一下臂控制开关、第二下臂控制开关，使得能够经由改进后的桥式逆变电路简单便捷地实现本申请中将直流电源逆变为交变电压的过程，使得能够提供电机工作所需的交流电。

在一些实施例中，当所述逆变控制单元130生成该第一驱动电压时，所述第一下臂控制开关133响应于所述逆变控制信号导通，使得所述第二上臂模块132、电机200、第一下臂控制开关133构成第一导通回路，且当所述逆变控制单元130生成该第二驱动电压时，所述第二下臂控制开关134响应于所述逆变控制信号导通，使得所述第一上臂模块131、电机200、第二下臂控制开关134构成第二导通回路。

所述第一导通回路旨在表征用于生成该第一驱动电压的回路，其例如可以为串联回路，或者也可以包括并联的多个子回路，本公开的实施例不受该第一导通回路的具体组成结构的限制。

所述第二导通回路旨在表征用于生成该第二驱动电压的回路，其例如可以为串联回路，或者其也可以包括并联的多个子回路，本公开的实施例不受该第二导通回路的具体组成结构的限制。

所述第一导通回路及所述第二导通回路旨在用于区分生成第一驱动电压及第二驱动电压的回路，其并不旨在对该回路进行限制。

该第一导通回路、第二导通回路的具体组成及其作用方式将在下文中进行更具体地说明。

基于上述，本申请中，通过第一下臂控制开关响应于逆变控制信号导通来形成第一导通回路，从而生成第一驱动电压；且通过第二下臂控制开关响应于逆变控制信号导通来形成第二导通回路，从而生成第二驱动电压。基于此，仅需控制该第一下臂控制开关、第二下臂控制开关的导通与截止状态，即能够形成第一驱动电压及第二驱动电压以输出逆变电压，从而使得本申请至多只需要两路逆变控制信号，即可实现对于逆变控制单元的控制，其有效地减少了逆变控制信号的个数，降低了制造成本。

在一些实施例中，参照图14，所述逆变控制信号为两路控制信号，该两路控制信号包括：第一逆变控制信号i1及第二逆变控制信号i2，且所述微控制单元120包括：第一输出端o1，其连接至逆变控制单元130的第一控制输入端r1，被配置为输出第一逆变控制信号i1；以及第二输出端o2，其连接至逆变控制单元130的第二控制输入端r2，被配置为输出第二逆变控制信号i2。

应了解，上述第一输出端、第二输出端仅用于表征输出该第一逆变控制信号及第二逆变控制信号的端口，其并非旨在对该第一输出端、第二输出端进行限制。

例如，在该逆变控制信号为两路控制信号时，通过该微控制单元经由第一输出端输出第一逆变控制信号，且该第一逆变控制信号输出至第一控制输入端，从而作为第一下臂控制开关133的控制极输入信号，实现对于第一下臂控制开关133的导通及截止状态控制。且通过该微控制单元经由第二输出端输出第二逆变控制信号，且该第二逆变控制信号将输出至第二控制输入端，从而作为第二下臂控制开关134的控制极输入信号，实现对于第二下臂控制开关134的导通及截止状态控制，由此能够良好地控制该逆变驱动单元交替地产生第一驱动电压及第二驱动电压，从而实现直流电源至交变电压的转换。

基于上述，本申请中，通过设置如前所述的连接结构，使得当微控制单元输出两路逆变控制信号时，能够良好地经由该逆变控制信号实现对于下臂第一开关、下臂第二开关的控制，从而良好地实现直流电源至交变电压的转换，使得该电机控制装置能够良好地控制该电机。

在一些实施例中，所述逆变控制信号为一路控制信号，则此时微控制单元与逆变控制单元的连接方式及控制过程例如能够更具体地描述。图15示出了根据本公开实施例的电机控制装置100的变体的结构框图。

参照图15，当该逆变控制信号为一路控制信号时，所述微控制单元120例如包括控制输出端om，所述逆变控制单元130还包括总控制输入端rm。

所述控制输出端om旨在表征微控制单元用于输出一路逆变控制信号的输出端。所述总控制输入端rm旨在表征该逆变控制单元130用于接收该逆变控制信号的接收端。且其连接关系如下所详细描述的。

该微控制单元120的控制输出端om连接至该逆变控制单元130的总控制输入端rm，该逆变控制单元130的总控制输入端rm直接连接至第一控制输入端r1，该逆变控制单元130的总控制输入端rm经由反相模块135连接至该逆变控制单元130的第二控制输入端r2。

所述反相模块135被配置为输出该逆变控制信号的反相信号，即该反向信号与该逆变控制信号具有相同的信号值且具有相反的信号方向。

基于上述，本申请中，当该逆变控制信号为一路控制信号时，通过设置该逆变控制信号连接至该逆变控制单元的总控制输入端，并随后将该逆变控制信号输出至逆变控制单元的第一控制输入端，将该逆变控制信号的反相信号输出至该逆变控制单元的第二控制输入端，使得仅经由一路逆变控制信号即能够良好地实现逆变控制过程，从而使得该电机控制装置中的控制信号数目显著降低，且有利于提高微控制单元的运算速度，减少资源占用。

在一些实施例中，所述反相模块135包括三极管，且该三极管的基极连接至该总控制输入端rm，该三极管的集电极连接至该逆变控制单元130的第二控制输入端r2，该三极管的发射极连接至所述电源单元110的第二电源输出端s2。

通过设置三极管的基极连接至逆变控制单元的总控制输入端，由三极管的特性可知，基于该三极管的反向作用，在该三极管的集电极将输出反相后的逆变控制信号。从而实现将逆变控制信号反相的作用。

然而，应了解，上述仅旨在给出该反相模块的一种示例性组成方式。根据实际的需要，还可以采用其他方式获得反相的逆变控制信号，例如设置反相电路等，本公开的实施例不受该反相模块的具体组成的限制。

上述逆变控制单元的各组成元件例如能够更具体地说明。图16示出了根据本公开实施例的第一上臂模块131及第二上臂模块132的结构框图，其中该逆变控制信号为两路控制信号。

在一些实施例中，所述第一上臂模块131包括：第一开关g1及第一开关电阻rs。

所述第一开关g1的第一极连接至该第一电源输出端s1，第二极连接至电机200的第一驱动输入端d1。且其中，所述第一开关g1的控制极经由第一定向二极管d1连接至电机200的第二驱动输入端d2。

所述第一开关电阻rs跨接在所述第一开关g1的控制极与所述第一开关g1的第一极之间。

所述第一开关例如可以为三极管、林达顿管、氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,mosfet)、绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)等，本公开的实施例不受该第一开关的具体类型的限制。

所述第一开关电阻rs例如可以为单个电阻，或者也可以由多个电阻通过串联或并联连接形成。本公开的实施例不受该第一开关电阻rs的具体组成方式及其电阻值的限制。

在一些实施例中，所述第二上臂模块132包括：第二开关g2及第二开关电阻rx。

所述第二开关g2的第一极连接至第一电源输出端s1，第二极连接至电机200的第二驱动输入端s2，且其中，所述第二开关g2的控制极经由第二定向二极管d2连接至电机200的第一驱动输入端d1。

所述第二开关电阻rx跨接在所述第二开关g2的控制极与所述第二开关g2的第一极之间。

所述第二开关例如可以为三极管、林达顿管、氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,mosfet)、绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)等，本公开的实施例不受该第二开关的具体类型的限制。

通过设置该第一开关、第二开关具有如前所述的结构，使得当该逆变控制单元能够响应于该逆变控制信号，形成第一导通回路及第二导通回路，从而输出交变电压，实现对于电机的良好控制。

在一些实施例中，该电机控制装置100还包括电压调节单元140，图17示出了根据本公开实施例具有电压调节单元140的电机控制装置100的示例性框图。

参照图17，该电压调节单元140连接至电源单元110及微控制单元120，被配置为将电源单元110输出的电源电压转换为微控制单元输入电压，并将该微控制单元输入电压提供至微控制单元120。

且其中，该微控制单元输入电压的幅值小于等于该电源单元110输出的电源电压的幅值。

例如，所述电压调节单元140例如可以包括调节电阻及反向串联的稳压二极管，且将该稳压二极管两端的电压作为输出电压，即微控制单元输入电压，通过在电压调节单元中设置调节电阻及反向串联的稳压二极管，使得能够将该电源单元的直流电源电压转换为稳定的微控制单元输入电压。

所述调节电阻的阻值例如能够根据实际需要进行设置，本公开的实施例不受该调节电阻的具体阻值的限制。

基于上述，本申请中，通过设置电压调节单元且使其所输出的微控制单元输入电压的电压幅值小于等于该电源单元输出的电源电压的幅值，当输入的直流电源具有较高电压值时，能够经由该电压调节单元将该高电压值转换为供微控制单元使用的适当电压值，从而有利于保护微控制单元。

在一些实施例中，所述逆变控制单元130向所述电机200输出的交变电压具有交流方波形式，使得电机200的绕组电流为交变的方波电流。

所述交流方波形式旨在表征该交变电压为交流方波电压，则当其施加至电机后，将在电机绕组上产生交流方波形式的绕组电流，且该交流方波形式的绕组电流所产生的力矩远大于弦波形式的绕组电流所产生的力矩。

具体地，参照图18，其中示出了根据本公开实施例电机绕组为交流方波电流和正弦波电流的对比图。更具体地，以排水用爪极式永磁同步电机为例，参照下表1，其示出了电机绕组为正弦波与方波时电机输出拉力对比。

表1电机绕组输出交流方波电流和正弦波电流下输出拉力对比

基于上述，通过设置该逆变控制单元向所述电机输出的交变电压具有交流方波形式，使得能够在该电机绕组中产生交流方波电流，相较于弦波形式的绕组电流，该交流方波电流能够使得该电机输出更大的拉力，使得该电机具有更好的工作效果。

在一些实施例中，所述电机为永磁同步电机，例如为爪极式永磁同步电机，从而使得能够以简单便捷地方式基于直流电源输入实现对爪极式永磁同步电机的控制。

接下来将结合该电机控制装置的具体实施例，对该电机控制装置及其控制过程进行描述。图19示出了根据本公开实施例的电机控制装置100a的电路图，其中该电机控制装置中的逆变控制信号为两路控制信号。图20示出了根据本公开实施例的电机控制装置的变体100b的电路图，其中该电机控制装置中的逆变控制信号为一路逆变控制信号。

首先，参照图19，其中示出了电机控制装置100a，如前所述，其例如包括电源单元110、微控制单元120、逆变控制单元130及电压调节单元140，其连接至电机200，该电机例如为爪极式永磁同步电机。

且其中，该电压调节单元140包括电阻r5和反向串联的稳压二极管dz1，如前所述，其用于将该电源单元的直流电源电压转化为微控制单元输入电压，该微控制单元输入电压的幅值小于等于该直流电源电压的幅值。

且参照图19，该逆变控制单元130为桥式电路结构且包括如前所述的第一上臂模块131、第二上臂模块132、第一下臂控制开关133及第二下臂控制开关134，且其相互间连接关系如前所述(图19中并未标识其附图标记)。其中，第一上臂模块131包括由晶体管e1形成的第一开关g1，及跨接在该晶体管e1的栅极(控制极)与源极(第一极)之间的第一开关电阻rs，该第一开关电阻rs由第一电阻r1和第二电阻r2串联组成。第二上臂模块包括由晶体管e2形成的第二开关g2，及跨接在该晶体管e2的栅极(控制极)与源极(第一极)之间的第二开关电阻rx，该第二开关电阻rx由第三电阻r3和第四电阻r4串联组成。该第一下臂控制开关133由晶体管e3形成，且该晶体管e3的栅极连接至逆变控制单元的第一控制输入端。该第二下臂控制开关134由晶体管e4形成，且该晶体管e4的栅极连接至逆变控制单元130的第二控制输入端。且其中，所述晶体管e1、e2、e3、e4例如均为p型晶体管。

进一步参照图19，当该逆变控制信号为双路控制信号(分别为第一逆变控制信号control1及第二逆变控制信号control2)，且该第一逆变控制信号control1经由微控制单元的第一输出端输出至逆变控制单元的第一逆变控制信号输入端(即晶体管e3的控制极)，该第二逆变控制信号control2经由该逆变控制单元的第二输出端输出至逆变控制单元的第二逆变控制输入端(即晶体管e4的控制极)。

具体地，微控制单元mcu的逆变控制信号例如根据目标电机控制周期确定，若该电机的目标运转频率为fhz，则其目标电机控制周期t为1/f，且若其第一子周期为前半周期，第二子周期为后半周期，则例如设置该逆变控制信号的总周期为1/f，且设置第一逆变控制信号control1及第二逆变控制信号control1的输出信号为持续信号，该电机的控制过程例如可以为如下所详细描述的。

首先，该第一逆变控制信号control1在1/2f的时间周期内具有第一信号状态(例如为高电平持续信号)，该高电平持续信号使得逆变控制单元中的晶体管e3处于导通状态，从而使得由电源单元的第一电源输出端(+极端)、电阻r3、电阻r4、第二定向二极管d2、晶体管e3、电源单元的第二电源输出端(-极端)形成导通回路，且电阻r3的压降使得晶体管e2打开，则电机200的绕组上会在1/2f的时间周期内产生从晶体管e2流向晶体管e3的电流，从而使得该逆变控制单元向该电机输出具有第一电压方向m1的第一驱动电压。且此时由于第二逆变控制信号control2处于第二信号状态(例如为低电平持续信号)，从而使得晶体管e4处于截止状态。

该第二逆变控制信号control2将在其后的1/2f的时间周期内具有第一信号状态(例如为高电平持续信号)，该高电平持续信号使得逆变控制单元中的晶体管e4处于导通状态，从而使得由电源单元的第一电源输出端(+极端)、电阻r1、电阻r2、第一定向二极管d1、晶体管e4、电源单元的第二电源输出端(-极端)形成导通回路，且电阻r1的压降使得晶体管e1打开，则电机200的绕组上会在1/2f的时间周期内产生从晶体管e1流向晶体管e4的电流，且此时由于第一逆变控制信号control1处于第二信号状态(例如为低电平持续信号)，从而使得晶体管e3处于截止状态，从而使得该逆变控制单元向该电机输出具有第二电压方向m2的第二驱动电压，且该第二电压方向与该第一电压方向相反。

应了解，还可以在每一个逆变控制信号的控制周期1/f中，设置第一子周期为后半周期，第二子周期为前半周期，则例如还可以在该前半周期1/2f中输出具有第一信号状态的第二逆变控制信号及具有第二信号状态的第一逆变控制信号，在该后半周期1/2f中输出具有第一信号状态的第一逆变控制信号及具有第二信号状态的第二逆变控制信号。

基于上述，经由本申请所述的电机控制装置，通过控制两路逆变控制信号，使得该逆变控制单元能够响应于逆变控制信号，交替地输出具有第一电压方向的第一驱动电压及具有与第一电压方向相反的第二电压方向的第二驱动电压，从而在电机的绕组上的产生交变电流，控制该电机以目标运转频率进行工作并输出相应的电机转矩。

图20示出了根据本公开实施例逆变控制信号为一路控制信号时的电机控制装置100b，如前所述，其例如包括电源单元110、微控制单元120、逆变控制单元130及电压调节单元140，且连接至电机200，该电机例如为爪极式永磁同步电机。

该逆变控制单元130中包括第一上臂模块131、第二上臂模块132、第一下臂控制开关133及第二下臂控制开关134(图20中并未标识其附图标记)，该组件的组成结构与图19中相应组件的组成结构相同，在此不再赘述。

参照图20，该微控制单元120的控制输出端连接至该逆变控制单元130的总控制输入端，且该总控制输入端直接连接至第一控制输入端(即晶体管e3的控制极)，并经由如前所述的反相模块135连接至该逆变控制单元130的第二控制输入端(即晶体管e4的控制极)，该反相模块包括三极管e5，其基极连接至总控制输入端，发射极连接至晶体管e4的控制极。

进一步参照图20，该逆变控制信号为一路控制信号control0。具体地，微控制单元mcu的逆变控制信号例如根据目标电机控制周期确定，若该电机的目标运转频率为fhz，则其目标电机控制周期t为1/f，则设置该逆变控制信号的总周期为1/f，且若其第一子周期为前半周期，第二子周期为后半周期，且设置逆变控制信号为持续信号，该电机的控制过程例如可以为如下所详细描述的。

在前半周期中，该逆变控制信号control0具有第一信号状态，例如其在1/2f的时间周期内输出高电平持续信号，该高电平持续信号将输出至该第一控制输入端(即晶体管e3的控制极)，使得逆变控制单元中的晶体管e3处于导通状态，从而使得由电源单元的第一电源输出端(+极端)、电阻r3、电阻r4、第二定向二极管d2、晶体管e3、电源单元的第二电源输出端(-极端)形成导通回路，且电阻r3的压降使得晶体管e2打开，则电机200的绕组上会在1/2f的时间周期内产生从晶体管e2流向晶体管e3的电流，从而使得该逆变控制单元向该电机输出具有第一电压方向m1的第一驱动电压，且由于三极管e5的反相作用，该反相后的逆变控制信号将使得晶体管e4处于截止状态。

在后半周期中，该逆变控制信号control0具有第二信号状态，例如该逆变控制信号在其后的1/2f的时间周期内输出低电平持续信号，该低电平持续信号将经由三极管e5的反相作用形成第一信号状态(高电平持续信号)，该高电平持续信号输入至第二控制输入端(即晶体管e4的控制极)，使得逆变控制单元中的晶体管e4处于导通状态，从而使得由电源单元的第一电源输出端(+极端)、电阻r1、电阻r2、第一定向二极管d1、晶体管e4、电源单元的第二电源输出端(-极端)形成导通回路，且电阻r1的压降使得晶体管e1打开，则电机200的绕组上会在1/2f的时间周期内产生从晶体管e1流向晶体管e4的电流，从而使得该逆变控制单元向该电机输出具有第二电压方向m2的第二驱动电压，且该第二电压方向与该第一电压方向相反，将使得晶体管e3处于截止状态。

应了解，还可以在每一个逆变控制信号的控制周期1/f中，设置第一子周期为后半周期，第二子周期为前半周期，则在前半周期中输出具有第二信号状态的逆变控制信号，后半周期中输出具有第一信号状态的逆变控制信号。

基于上述，经由本申请所述的电机控制装置，通过控制一路逆变控制信号，使得该逆变控制单元能够交替地输出具有第一电压方向的第一驱动电压及具有与第一电压方向相反的第二电压方向的第二驱动电压，从而在电机的绕组上的产生交变电流，控制该电机以目标运转频率进行工作并输出相应的电机转矩。

且在本申请中，通过调节该逆变控制信号，例如调节该逆变控制信号的导通时间，能够使得该逆变控制单元所输出的交变电压的周期为可调节的，从而使得该电机绕组的频率可调节，进而能够实现在不更改该电机自身配置的基础上对该电机转速的调节。下表2中示出了根据本公开实施例的爪极式永磁同步电机的三种转速档位。

表2爪极式永磁同步电机转速档位表

基于上述可知，通过调整该电机控制单元输出至该电机的交变电压的持续时间，使得在不更改该电机的组件及结构的基础上，能够在一定范围内，例如在40-60hz的范围内调节该电机转速，从而有利于根据实际需要对该电机进行灵活控制。

根据本公开的实施例，还提出了一种用于如前所述的电机控制装置的电机控制方法700。图21示出了根据本公开实施例的电机控制方法700的示例性流程图。

参照图21，首先，在步骤s701中，获取该电机的目标运转频率和输出扭矩要求。所述获取该电机的目标运转频率旨在表征期望该电机在单位时间内转动的次数。所述输出扭矩要求旨在表征电机期望的输出扭矩。

该目标运转频率例如可以为用户预先输入的数值，或者也可以为基于该电机类型及其实际需要所设定的数值。本公开的实施例不受该目标运转频率的具体数值及其来源的限制。

该输出扭矩要求例如可以为预先设置的，或者也可以为用户输入的。本公开的实施例不受该输出扭矩要求的具体内容及其来源的限制。

获取该电机的目标运转频率后，在步骤s702中，基于该目标运转频率，确定该微控制单元输出的逆变控制信号。

例如，当所述逆变控制信号为一路控制信号时，例如可以基于周期为频率的倒数的特征，基于该目标运转频率得到该电机的目标运转周期，并据此确定所输出的逆变控制信号的信号值。

其后，在步骤s703中，基于输出扭矩要求，确定该微控制单元(120)输出的逆变控制信号的占空比。

所述占空比旨在调整该微控制单元输出的逆变控制信号中的有效电平的比率，通过调整该有效电平的比率，能够良好地实现对该电机输出扭矩的控制。

确定逆变控制信号后，在步骤s704中，向逆变控制单元130输出该逆变控制信号，以控制所述逆变控制单元130将所述直流电源的直流电转换为交流电。

基于上述，通过本申请中提出的方法，能够根据该电机的目标转动频率和输出扭矩要求来确定该逆变控制信号及其占空比，且通过该逆变控制信号实现对该电机的控制，且该逆变控制信号为一路控制信号或两路控制信号，从而使得能够在提供足够扭矩输出的基础上，显著地降低控制信号的个数，并减少制造成本。

在一些实施例中，上述基于目标运转频率确定该微控制单元输出的逆变控制信号的步骤s702例如能够更具体地描述。图22示出了根据本公开实施例确定微控制单元输出的逆变控制信号的过程s702的示例性流程图。

在一些实施例中，上述基于目标运转频率确定该微控制单元输出的逆变控制信号的步骤s702例如能够更具体地描述。图22示出了根据本公开实施例确定微控制单元输出的逆变控制信号的过程s702的示例性流程图。

参照图22，首先，在步骤s7021中，基于该目标运转频率确定逆变控制信号的信号周期，所述信号周期包括对称的第一子周期和第二子周期。所述逆变控制信号的信号周期旨在表征周期信号中两个相同信号的时间间隔。

例如，可以基于该电机的目标运转频率f确定该电机的目标运转周期t，该目标运转周期t例如为该目标运转频率f的倒数，据此得到该电机的目标运转周期，且例如可以更进一步地将该电机的目标运转周期作为该逆变控制信号的信号周期，据此得到了该逆变控制信号的信号周期t。

所述第一子周期及第二子周期旨在限定信号周期内对称的子周期，例如，第一子周期为前半周期，第二子周期为后半周期；或者，该第一子周期为后半周期，第二子周期为前半周期。本公开的实施例不受该第一子周期及第二子周期的具体组成的限制。

然而，应了解，上述仅给出了一种基于该目标运转频率确定逆变控制信号的信号周期的示例性方法，还可以通过其他方式确定该逆变控制信号的信号周期，本公开的实施例不受该逆变控制信号的信号周期的具体确定方式的限制。

其后，在步骤s7022中，在该信号周期的第一子周期内，输出的逆变控制信号使得该逆变控制单元生成第一驱动电压。

其后，在步骤s7023中，在该信号周期的第二子周期内，输出的逆变控制信号使得该逆变控制单元生成第二驱动电压，且所述第一驱动电压与所述第二驱动电压的电压方向相反。

所述第一驱动电压、第二驱动电压均为逆变驱动单元输出至该电机的输出电压，且采用第一驱动电压、第二驱动电压仅用于区分具有不同电压方向的输出电压，而并非旨在对其进行限制。

基于上述，本申请中，基于该目标运转频率确定该逆变控制信号的信号信号周期，并由此确定该逆变控制信号，使得能够良好地控制该逆变控制单元在该第一子周期输出第一驱动电压，在第二子周期输出与该第一驱动电压方向相反的第二驱动电压，从而能够使得该逆变控制单元交替地产生第一驱动电压及第二驱动电压，从而形成交变电压。

在一些实施例中，当所述逆变控制信号为一路控制信号时，在该信号周期的第一子周期内，输出的逆变控制信号具有第一信号状态；在该信号周期的第二子周期内，输出的逆变控制信号具有第二信号状态。

所述第一信号状态及第二信号状态例如能够基于实际情况进行设置，例如设置其为持续信号，例如设置高电平持续信号为第一信号状态，设置低电平持续信号为第二信号状态；或者也可以设置电平阈值，将高于该电平阈值的逆变控制信号作为第一信号状态，低于该电平阈值的电平作为第二信号状态。或者，还可以采用脉冲调制信号(pwm信号)，例如占空比可调整的方波调制信号作为第一状态信号或第二状态信号，本公开的实施例不受所述第一状态信号及第二状态信号的具体设定方式的限制。

基于上述，当该逆变控制信号为一路控制信号时，经由调整该逆变控制信号的信号状态，控制逆变控制单元的输出电压，使得能够灵活地控制该逆变控制单元的输出，实现对该交变电压的周期的实时性调整。

在一些实施例中，所述逆变控制信号为两路控制信号，该逆变控制信号包括：第一逆变控制信号及第二逆变控制信号，且其中，在该信号周期的第一子周期内，所述第一逆变控制信号具有第一信号状态且所述第二逆变控制信号具有第二信号状态；在该信号周期的第二子周期内，所述第一逆变控制信号具有第二信号状态且所述第二逆变控制信号具有第一信号状态。

应了解，上述第一逆变控制信号及第二逆变控制信号仅旨在于对该两路逆变控制信号进行区分，而并非旨在对其进行进一步地限制。

上述第一信号状态、第二信号状态旨在区分该逆变控制信号的不同输出信号，其非旨在对其进行进一步地限制。

基于上述，当该逆变控制信号为两路控制信号时，通过设置该第一逆变控制信号及第二逆变控制信号的不同信号状态，来控制逆变控制单元输出的电压信号，使得当逆变控制信号为两路控制信号时，也能够良好地实现直流电压至交流电压的转换，从而实现对该电机的良好控制。

在一些实施例中，通过在电机控制装置中应用如前所述的电机控制方法，使得该电机控制装置能够实现如前所述的功能，具有如前所述的优势。且关于上述实施例提供的电机控制方法的技术效果可以参考本公开的实施例中提供的电机控制装置的技术效果，这里不再赘述。

在一些实施例中，通过在电机控制装置中应用如前所述的电机控制方法，使得该电机控制装置能够实现如前所述的功能，具有如前所述的优势。且关于上述实施例提供的电机控制方法的技术效果可以参考本公开的实施例中提供的电机控制装置的技术效果，这里不再赘述。

在一些实施例中，还提出了另一种电机控制装置的示例。图23a为本公开实施例的另一种电机控制装置400的示意框图。例如，该电机控制装置400用于使用周期控制信号控制电机，该周期控制信号的每个周期包括持续时段和电流消耗时段。例如，如图23a所示，该电机控制装置400包括驱动单元410和控制单元420。例如，驱动单元410可以实现为图25a所示的桥式电路，控制单元可以通过硬件(例如电路)模块、软件模块或二者的任意组合等实现，以下是实施例与此相同，不再赘述。

例如，驱动单元410配置为接收周期控制信号，且在持续时段内，响应于周期控制信号驱动电机运转，在电流消耗时段内，响应于周期控制信号将电机的绕组电流降低至目标值。例如，持续时段的时长和电流消耗时段的时长，根据电机的运转频率以及电机的绕组阻抗获得。

控制单元420配置为提供周期控制信号至驱动单元410，例如，提供第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号至驱动单元410。

且该电机控制装置400例如可以经由本申请中提出的电机控制方法实现控制。图23b示出了根据本公开实施例的用于电机控制装置400的电机控制方法的示例性流程图。

参照图23b，该控制方法包括步骤s110至步骤s120。

步骤s110：在持续时段内，使得周期控制信号驱动电机运转。

步骤s120：在电流消耗时段内，使得周期控制信号将电机的绕组电流降低至目标值。

上述控制方法例如能够更具体地说明如下。例如，在本公开的一些实施例中，使用周期控制信号控制电机的工作。例如，周期控制信号的每个周期包括持续时段和电流消耗时段。例如，在本公开的一些实施例中，持续时段的时长和电流消耗时段的时长，根据电机的运转频率以及电机的绕组阻抗获得。

例如，在一些示例中，持续时段的时长t1可以通过以下公式获得：

t1＝(1-k)*1/2f(1)

电流消耗时段的时长t2可以通过以下公式获得：

t2＝(k)*1/2f(2)

其中，f表示电机的运转频率，k表示根据电机的绕组阻抗获得的系数，k的取值为0～1。

例如，在一些示例中，持续时段的时长t1和电流消耗时段的时长t2之和小于等于电机的运转周期t(t＝1/f)的二分之一(即1/2f)，且电机的运转周期t包括对称的两部分。

图24a为本公开至少一实施例提供的一种在方波控制信号的控制下电机绕组的电流波形示意图；图24b为本公开至少一实施例提供的一种在弦波控制信号的控制下电机绕组的电流波形示意图。

例如，如图24a或图24b所示，电机的运转周期t包括对称的第一子周期t1和第二子周期t2，第一子周期t1和第二子周期t2的相位相反，一个为正而另一个负，因此二者为对称的两部分。第一子周期t1和第二子周期t2各自分别包括持续时段和电流消耗时段。例如，如图24a或图24a所示，电机的运转周期t的每个子周期等于持续时段的时长t1和电流消耗时段的时长t2之和。例如，第一子周期t1或第二子周期t2对应周期控制信号的1个周期。

对于步骤s110，例如，该周期控制信号可以是方波信号，也可以是正弦波信号或三角波信号，还可以是其他非规则形状(如图24a所示)的周期性信号，本公开的实施例对此不作限制。

例如，如图24a或图24b所示，在持续时段(即时长t1)内，提供周期控制信号控制驱动单元(例如，图25a所示的桥式电路)产生相应的电信号以驱动电机运转。

例如，在本公开的一些实施例中，该控制方法还包括：向电机提供直流电信号，并将直流电信号转变为电机所需运转频率的交流电信号，并提供给电机绕组，从而可以在直流供电的情况下，将输入的直流电信号转化为电机所需的交流电信号(例如，图24a或图24b所示的交流波形)及频率，控制电机达成既定功能，从而可以实现电机的交流控制。例如，提供至电机绕组上的电压理论上只要是交变电压，电机绕组就会产生交变电流，绕组的交变电流在同步电机中产生交变电磁场，带动永磁转子旋转。

对于步骤s120，例如，目标值的取值范围为0至电机的绕组电流峰值。例如，电机的绕组电流峰值也叫电机的相电流峰值。例如，在一些示例中，目标值等于0，当然，该目标值也可以接近于0的数值，本公开的实施例对此不作限制。例如，在另一些示例中，目标值为电机的相电流峰值时，电流消耗时段的时长t2为0。具体的可视实际情况而定，本公开的实施例对此不作限制。例如，如图24a或图24b所示，在电流消耗时段(即时长t2)内，可以在控制电机运转的每个子周期中，插入(k)*1/2f的时间使绕组电流尽快降低至零，从而可以在不需要知道电机转子位置的前提下，实现电机的力矩/电流比最佳，使得电机达成最大的转矩/功率密度，由此可以达到保持转矩并降低电机的成本和功耗的目的。

例如，以排水用爪极式永磁同步电机为例，桥式电路施加至电机绕组的电流为图24a所示的交流方波电流；不同系数k下输出拉力、输入电流、等效转矩/功率密度比的对比数据如表3所示：

表3不同系数k下输出拉力、输入电流、等效转矩/功率密度比

如上表所述，可通过确定最大的转矩/功率密度来确定的系数k，从而根据该系数k基于上述公式(1)和公式(2)确定持续时段的时长和电流消耗时段的时长，由此可见通过该控制方法可以有效的提升单位电流下的电机输出扭矩，从而可以使得电机达成最大的转矩/功率密度。

例如，该系数k和电机的绕组阻抗相对应地存储在查找表中，以供后续查找、使用。

图23c为本公开至少一实施例提供的一种获取持续时段的时长和电流消耗时段的时长的流程图。例如，如图23c所示，该获取方法包括步骤s130至步骤s150。

步骤s130：获取当前电机的绕组阻抗。

步骤s140：在查找表中得到对应于当前电机的绕组阻抗的系数。

步骤s150：基于电机的运转频率以及系数获得持续时段的时长和电流消耗时段的时长。

例如，考虑到爪极式永磁电机的类型、系列较多，如每款电机使用1个系数k，因此，会产生非常多的对应于不同电机的软件。并且，在本公开的实施例中，在转子标准化的基础上，由于不同电机对应的电机绕组不同，因此可以针对电机绕组阻抗，产生对应阻抗的系数k，并使用标准软件存储电机绕组阻抗和系数k之间的对应关系，以降低软件代码/版本的管控难度。

例如，不同电机所需的k(即电机绕组阻抗和系数k之间的对应关系)，放置在控制单元(例如，mcu)的存储器(例如，eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，带电可擦可编程只读存储器)，也可以是控制单元外部的外置存储器或数据闪存(dataflash)，或以数据表(例如，查找表)的形式放置在代码中(例如，通过程序烧录至闪存中)。

例如，对于步骤s130，对电机供电以及对控制单元(例如，mcu)进行初始化后，mcu控制驱动单元(例如，图25a所示的桥式电路)向电机绕组中单向注入脉冲信号(例如通过图25a所示的晶体管q1/q4导通，或者晶体管q2/q3导通实现脉冲信号的单向注入)，例如，单向脉冲信号的注入时间小于等于1/2f。

例如，在注入单向的脉冲信号后，可以根据电机的反馈电流计算得到电机绕组阻抗。例如，该电机的反馈电流可以采用本领域的方法采集，在此不再赘述。

对于步骤s140，根据电机的绕组阻抗范围，通过查询查找表的方法，确定电机所需k值。或者在识别到电机控制参数后，使用其他软件方法，对应得到k值，从而可以降低软件代码/版本的管控难度。

对于步骤s150，基于电机的运转频率f以及系数k根据上述公式(1)和公式(2)分别获得持续时段的时长和电流消耗时段的时长，从而基于获得的持续时段的时长和电流消耗时段的时长驱动电机工作。

例如，该驱动单元410可以实现上述步骤s110和步骤s120，其具体实现方法可以参考步骤s110和步骤s120的相关描述，在此不再赘述。

在一些实施例中，例如，如图25a所示，该电机控制装置400还包括电压调节电路430，电压调节电路430配置为将外部提供的直流电信号转换为控制单元420(例如，mcu)能够使用的电压。控制单元420根据电机控制策略(例如，根据图23b所示的控制方法)，输出控制信号；驱动单元根据控制单元420发出的周期控制信号(例如，包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号)，将外部提供的直流电信号转换为电机所需的一定频率的交流电信号，提供给电机绕组。

图25a为本公开至少一实施例提供的驱动单元的示意图。例如，如图25a所示，该驱动单元410包括第一上臂开关s1、第一下臂开关s3、第二上臂开关s2和第二下臂开关s4。例如，第一上臂开关s1和第二下臂开关s4配置为在第一子周期t1的持续时段内驱动电机m运转；第二上臂开关s2和第一下臂开关s3配置为在第二子周期t2的持续时段内驱动电机m运转。例如，在另一些示例中，第二上臂开关s2和第一下臂开关s3配置为在第一子周期t1的电流消耗时段内驱动电机m运转。

例如，如图25a所示，第一上臂开关s1包括第一上臂晶体管q1及与第一上臂晶体管q1反向并联的第一二极管l1，第一下臂开关s3包括第一下臂晶体管q3及与第一下臂晶体管q3反向并联的第二二极管l2，第二上臂开关s2包括第二上臂晶体管q2及与第二上臂晶体管q2反向并联的第三二极管l3，第二下臂开关s4包括第二下臂晶体管q4及与第二下臂晶体管q4反向并联的第四二极管l4。

例如，第一上臂晶体管q1的第一极连接至驱动单元410的第一输入端+以接收第一电源电压，第一上臂晶体管q1的第二极连接至电机m，第一上臂晶体管q1的控制端连接至第一驱动信号端ct1以接收第一控制信号。

例如，第一下臂晶体管q3的第一极连接至第一上臂晶体管q1的第二极，第一下臂晶体管q3的第二极连接至驱动单元410的第二输入端-以接收第二电源电压，第一下臂晶体管q3的控制端连接至第二驱动控制信号端ct2以接收第二控制信号。

例如，第二上臂晶体管q2的第一极连接至驱动单元410的第一输入端+以接收第一电源电压，第二上臂晶体管q2的第二极连接至电机m，第二上臂晶体管q2的控制端连接至第三驱动控制信号端ct3以接收第三控制信号。

例如，第二下臂晶体管q4的第一极连接至第二上臂晶体管q2的第二极，第二下臂晶体管q4的第二极连接至驱动单元410的第二输入端-以接收第二电源电压，第二下臂晶体管q4的控制端连接至第四驱动控制信号端ct4以接收第四控制信号。

例如，该周期控制信号包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，例如，第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号的周期与电机运转周期的各个子周期对应。

需要注意的是，关于驱动单元的工作过程能够更具体地描述，图26a为本公开至少一实施例提供的另一种控制方法的流程图。例如，如图26a所示，该控制方法包括步骤s210至步骤s220。

步骤s210：在持续时段内，第一上臂开关和第二下臂开关响应于周期控制信号导通，以驱动所述电机运转。

步骤s220：在电流消耗时段内，第一下臂开关、电机和第二下臂开关响应于周期控制信号连通并构成电流通路以使电机的绕组电流降低至目标值，或者，在电流消耗时段内，第二上臂开关和第一下臂开关响应于周期控制信号导通，以驱动电机产生反向的绕组电流，从而使电机的绕组电流降低至目标值。

例如，对于步骤s210，在第一子周期的持续时段内，第一上臂开关s1和第二下臂开关s4响应于周期控制信号导通，以向电机提供如图25b所示的沿第一通路p1的单向脉冲信号，从而驱动电机运转。类似地，在第二子周期的持续时段内，第二上臂开关s2和第一下臂开关s3响应于周期控制信号导通，以向电机提供如图25c所示沿第二通路p2的单向脉冲信号，从而驱动电机运转，从而可以实现在直流供电的情况下，将输入的直流电信号转化为电机所需的交流电信号及频率，控制电机达成既定功能，从而可以实现电机的交流控制。

例如，以第一子周期的持续时段和电流消耗时段为例进行说明，其余子周期的持续时段和电流消耗时段的驱动控制过程可参考第一子周期的介绍，不再赘述。本公开的实施例对此不作限制。

对于步骤s220，例如，在一些示例中，如图25d或图25e所示，在第一子周期的电流消耗时段内，第一下臂开关s3、电机m和第二下臂开关s4构成电流通路p3或p4以使电机的绕组电流降低至目标值，即通过电流通路p3或p4消耗至0，以实现电机的最大转矩/功率密度。

例如，在另一些示例中，在所述电流消耗时段内，如图25b所示，第二上臂开关s2和第一下臂开关s3响应于周期控制信号导通，从而形成通路p2，以驱动电机产生反向的绕组电流，从而使电机m的沿第一通路p1的绕组电流与沿第二通路p2的绕组电流抵消，以使得电机m的绕组电流尽快降低至目标值。

例如，如图25a所示，第一上臂开关s1包括第一上臂晶体管q1及与第一上臂晶体管q1反向并联的第一二极管l1，第一下臂开关s3包括第一下臂晶体管q3及与第一下臂晶体管q3反向并联的第二二极管l2，第二上臂开关s2包括第二上臂晶体管q2及与第二上臂晶体管q2反向并联的第三二极管l3，第二下臂开关s4包括第二下臂晶体管q4及与第二下臂晶体管q4反向并联的第四二极管l4。

例如，第一上臂晶体管q1的第一极连接至驱动单元110的第一输入端+以接收第一电源电压，第一上臂晶体管q1的第二极连接至电机m，第一上臂晶体管q1的控制端连接至第一驱动信号端ct1以接收第一控制信号。

例如，第一下臂晶体管q3的第一极连接至第一上臂晶体管q1的第二极，第一下臂晶体管q3的第二极连接至驱动单元110的第二输入端-以接收第二电源电压，第一下臂晶体管q3的控制端连接至第二驱动控制信号端ct2以接收第二控制信号。

例如，第二上臂晶体管q2的第一极连接至驱动单元110的第一输入端+以接收第一电源电压，第二上臂晶体管q2的第二极连接至电机m，第二上臂晶体管q2的控制端连接至第三驱动控制信号端ct3以接收第三控制信号。

例如，第二下臂晶体管q4的第一极连接至第二上臂晶体管q2的第二极，第二下臂晶体管q4的第二极连接至驱动单元110的第二输入端-以接收第二电源电压，第二下臂晶体管q4的控制端连接至第四驱动控制信号端ct4以接收第四控制信号。

例如，该周期控制信号包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，例如，第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号的周期与电机运转周期的各个子周期对应。

例如，在第一子周期的电流消耗时段内，第一下臂开关s3、电机m和第二下臂开关s4构成电流通路p3或p4以使电机的绕组电流降低至目标值,包括：在电流消耗时段内，第二下臂晶体管q4响应于第四控制信号导通，如图25e所示，第二二极管l2、电机和第二下臂晶体管q4构成电流通路p4以使电机m的绕组电流降低至目标值，例如，在此阶段，电机绕组的电流流向为第二二极管l2-电机m-第二下臂晶体管q4；或者，例如，如图25d所示，在电流消耗时段内，第一下臂晶体管q3响应于第二控制信号导通，第二下臂晶体管q4响应于第四控制信号导通，第一下臂晶体管q3、电机m和第二下臂晶体管q4构成电流通路以使电机m的绕组电流降低至目标值，例如，在此阶段，电机绕组的电流流向为例如，在此阶段，电机绕组的电流流向为第二二极管l2-电机m-第二下臂晶体管q4。

本公开的实施例中采用的第一上臂晶体管q1、第二上臂晶体管q2、第一下臂晶体管q3和第二下臂晶体管q4均可以为薄膜晶体管或场效应晶体管或其他特性相同的开关器件，例如，三极管、达林顿管、igbt或其他晶体管等，本公开的实施例对此不作限制。本公开的实施例中均以场效应晶体管为例进行说明。这里采用的晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的，所以其源极、漏极在结构上可以是没有区别的。在本公开的实施例中，为了区分晶体管除控制端之外的两极，直接描述了其中一极为第一极，另一极为第二极。此外，按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为n型和p型晶体管。当晶体管为p型晶体管时，开启电压为低电平电压(例如，0v、-5v、-10v或其他合适的电压)，关闭电压为高电平电压(例如，5v、10v或其他合适的电压)；当晶体管为n型晶体管时，开启电压为高电平电压(例如，5v、10v或其他合适的电压)，关闭电压为低电平电压(例如，0v、-5v、-10v或其他合适的电压)。

例如，直流电信号包括上述第一电源电压和第二电源电压。例如，通过该驱动单元可以将该直流电信号转变为电机所需运转频率的交流电信号，并提供给电机绕组。图26b为本公开至少一实施例提供的又一种控制方法的流程图。如图26b所示，该控制方法包括步骤s310和步骤s320。

步骤s310：在第一子周期的持续时段内，通过第一控制信号和第四控制信号驱动电机运转。

步骤s320：在第二子周期的持续时段内，通过第二控制信号和第三控制信号驱动电机运转。

例如，如图25a所示，电压调节电路430将外部提供的直流电信号转换为控制单元420(例如，mcu)能够使用电压。控制单元420根据电机控制策略(例如，根据图23b所示的控制方法)，输出控制信号；驱动单元根据mcu发出的周期控制信号(例如，包括第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号)，将外部提供的直流电信号转换为电机所需的一定频率的交流电信号，提供给电机绕组。

例如，驱动单元输出在电机绕组上的电压理论上只要是交变电压，电机绕组就会产生交变电流，绕组的交变电流在同步电机中产生交变电磁场，带动永磁转子旋转。

对于步骤s310，例如，以图25a为例，在第一子周期t1的持续时段(时长t1)内，通过第一控制信号和第四控制信号驱动电机运转，例如，形成图25b所示的通路p1。

例如，在该时段，第一控制信号和第四控制信号持续时长为(k-1)*1/2f，第一上臂晶体管q1和第二下臂晶体管q4打开，则电机绕组上会在(k-1)*1/2f的时间内产生从第一上臂晶体管q1流向第二下臂晶体管q4的电流；在(k)*1/2f时间内，即电流消耗时段(时长t2)内，该电流尽快降低至0。

例如，在第二子周期t2的持续时段(时长t1)内，通过第二控制信号和第三控制信号驱动电机运转。例如，形成图25c所示的通路p2。

例如，在该时段，第二控制信号和第三控制信号持续时长为(k-1)*1/2f，第二上臂晶体管q2和第一下臂晶体管q3打开，则电机绕组上会在(k-1)*1/2f的时间内产生从第二上臂晶体管q2流向第一下臂晶体管q1的电流；在(k)*1/2f时间内，即电流消耗时段(时长t2)内，该电流尽快降低至0。

如此方式，在电机绕组上的产生了交变电流。

图26c为本公开至少一实施例提供的一种控制方法的系统流程图。如图26c所示，首先对电机供电，以及初始化控制单元。对电机供电以及对控制单元(例如，mcu)进行初始化后，mcu控制驱动单元(例如，图25a所示的桥式电路)向电机绕组中单向注入脉冲信号(例如通过图25a所示的晶体管q1/q4，或者晶体管q2/q3实现脉冲信号的单向注入)，例如，单向脉冲信号的注入时间小于等于1/2f。

例如，在注入单向的脉冲信号后，可以根据电机的反馈电流计算得到电机阻抗。例如，该电机的反馈电流可以采用本领域的方法采集，在此不再赘述。

从而，可以根据电机阻抗范围，例如通过查询查找表的方法，确定电机所需k值。

获取k值后，基于电机的运转频率f以及系数k根据上述公式(1)和公式(2)分别获得持续时段的时长和电流消耗时段的时长，从而基于获得的持续时段的时长和电流消耗时段的时长驱动电机工作。

本公开上述实施例的控制方法，在控制电机运转的每个子周期中，插入(k)*1/2f时间例如使电机的绕组电流尽快降低至零，从而可以在不需要知道电机转子位置的前提下，实现电机的最大转矩/功率密度，由此可以达到保持转矩并降低电机的成本和功耗的目的；还可以实现在直流供电的情况下，将输入的直流电信号转化为电机所需的交流电信号及频率，控制电机达成既定功能，从而可以实现电机的交流控制，扩宽并延续了交流输入电机的应用场景。

需要说明的是，在本公开的实施例中，本公开上述各个实施例提供的加工控制方法的流程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行。虽然上文描述的加工控制方法的流程包括特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚地了解，多个操作的顺序并不受限制。上文描述的加工控制方法可以执行一次，也可以按照预定条件执行多次。

图27为本公开至少一实施例提供的一种控制单元的示意图。例如，如图27所示，该控制单元420可以包括处理器210和存储器220。

例如，处理器210与存储器220通过总线系统230连接。例如，总线系统230可以是常用的串行、并行通信总线等，本公开的实施例对此不作限制。

例如，该处理器210可以是微控制单元(mcu)、中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、图像处理器(gpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，可以为通用处理器或专用处理器，并且可以控制控制单元420中的其它组件以执行期望的功能。

存储器220可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器210可以运行该程序指令，以实现本公开实施例中(由处理器210实现)的功能以及/或者其它期望的功能，例如系数k的查询以及控制信号的施加等。在该计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如存储有电机阻抗和系数k的对应关系的查找表以及应用程序使用和/或产生的各种数据等。

需要说明的是，为表示清楚、简洁，本公开实施例并没有给出该控制单元420的全部组成单元。为实现控制单元420的必要功能，本领域技术人员可以根据具体需要提供、设置其他未示出的组成单元，本公开的实施例对此不作限制。

例如，驱动单元410还配置为接收直流电信号，且配置为响应于控制单元420提供的周期控制信号将直流电信号转变为电机所需运转频率的交流电信号，并提供给电机绕组。例如，该驱动单元410还可以实现上述步骤s310和步骤s320，其具体实现方法可以参考步骤s310和步骤s320的相关描述，在此不再赘述。

需要注意的是，在本公开的实施例中，该控制装置可以包括更多或更少的电路或单元，并且各个电路或单元之间的连接关系不受限制，可以根据实际需求而定。各个电路的具体构成方式不受限制，可以根据电路原理由模拟器件构成，也可以由数字芯片构成，或者以其他适用的方式构成。

关于上述实施例提供的控制装置的技术效果可以参考本公开的实施例中提供的控制方法的技术效果，这里不再赘述。

本公开至少一实施例还提供一种电机系数的获取方法，电机系数用于确定电机的持续时段的时长和电流消耗时段的时长，该获取方法包括：将系数和电机的绕组阻抗相对应地存储在查找表中；获取当前电机的绕组阻抗；在查找表中得到对应于当前电机的绕组阻抗的系数；周期控制信号的每个周期包括持续时段和电流消耗时段；在持续时段内，使得周期控制信号驱动电机运转；在电流消耗时段内，使得周期控制信号将电机的绕组电流降低至目标值。

例如，考虑到爪极式永磁电机的类型、系列较多，如每款电机使用1个系数k，因此，会产生非常多的对应于不同电机的软件。在本公开的实施例中，在转子标准化的基础上，由于不同电机对应的电机绕组不同，因此可以针对电机绕组阻抗，产生对应阻抗的系数k，并使用标准软件存储电机绕组阻抗和系数k之间的对应关系，以降低软件代码/版本的管控难度。

例如，不同电机所需的k(即电机绕组阻抗和系数k之间的对应关系)，放置在控制单元(例如，mcu)的存储器(例如，eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，带电可擦可编程只读存储器)，也可以是控制单元外部的外置存储器或数据闪存(dataflash)，或以数据表(例如，查找表)的形式放置在代码中(例如，通过程序烧录至闪存中)。

对电机供电以及对控制单元(例如，mcu)进行初始化后，mcu控制驱动单元(例如，图25a所示的桥式电路)向电机绕组中单向注入脉冲信号(例如通过图25a所示的晶体管q1/q4导通，或者晶体管q2/q3导通实现脉冲信号的单向注入)，例如，单向脉冲信号的注入时间小于等于1/2f。

例如，在注入单向的脉冲信号后，可以根据电机的反馈电流计算得到电机绕组阻抗。例如，该电机的反馈电流可以采用本领域的方法采集，在此不再赘述。根据电机的绕组阻抗范围，通过查询查找表的方法，确定电机所需k值。或者在识别到电机控制参数后，使用其他软件方法，对应得到k值，从而可以降低软件代码/版本的管控难度。

此外，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据申请目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本申请之目的为准。