用于无刷电机的驱动方法、装置和设备与流程

本公开涉及电机驱动，尤其是一种用于无刷电机的驱动方法、装置和设备。

背景技术：

1、直流无刷电机具有传统直流电机的优点，同时又取消了碳刷、滑环结构，可以低速大功率运行。它不仅体积小、重量轻，而且稳定性好、效率高，因此在电气伺服传动、信息处理、交通运输、家用电器、消费电子、国防等领域中的应用十分广泛。

2、一种较为常见的直流无刷电机是单相直流无刷电机，其具有体积小、控制简单等特点。

3、另一种较为常见的直流无刷电机是三相直流无刷电机，其具有寿命长、噪音低、驱动方式灵活、产业链技术成熟等特点，应用场景广泛，可适用于各种民用产品和军用产品中。此外，由于调速宽、体积小、效率高、稳态速度误差小，三相直流无刷电机还在调速领域具有优势。

4、三相直流无刷电机采用“uvw”三相绕组与对应的磁环布局设计，三相绕组有两种接线方式，分别是星型接法和三角型接法。以电动机为例，通过驱动程序分别对三相绕组交叉切换通电来实现旋转的磁场，从而带动有磁环的转子旋转。

5、然而，单相直流无刷电机和三相直流无刷电机各自都有缺点。

6、单相直流无刷电机提供的扭矩小，导致应用场景较为局限，通常应用在功率较小的家用电器中。

7、三相直流无刷电机虽然能够提供较大的扭矩，但在驱动过程中需要用6种方式规律地对“uvw”三相绕组中的两相绕组进行切换通电，每一相绕组的驱动信号都与其它每相绕组的驱动信号关联，控制复杂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提出如下解决方案，能够以简单的控制驱动无刷电机提供较大的扭矩。

2、根据本公开实施例的一方面，提供一种用于无刷电机的驱动方法，所述无刷电机包括：定子铁芯，包括沿第一周向间隔设置的z个齿组；转子，包括极数为p的磁环，p为偶数；和x相导线，缠绕于所述齿组以形成线圈，x≥2，z=p×x；在同一相所述导线中，相邻两个齿组上的所述线圈沿所述齿组的第二周向的绕线方向相反、且间隔x-1个所述齿组；所述驱动方法包括：通过n相导线各自独立的第一端和第二端，向所述n相导线提供周期变化的n个驱动信号，每个驱动信号在一个周期中的波形包括强度大于0的第一波形和强度小于0的第二波形，1≤n≤x。

3、在一些实施例中，2≤n≤x，所述n个驱动信号在第一时段内的强度持续不为0。

4、在一些实施例中，所述第一波形和所述第二波形交叠的时刻为第一时刻，每个驱动信号在一个周期中除所述第一时刻外的任意时段内的强度持续不为0。

5、在一些实施例中，每个驱动信号在一个周期中的第二时段内的强度持续为0。

6、在一些实施例中，每个驱动信号在一个周期中除所述第二时段外的任意时刻的强度均不为0。

7、在一些实施例中，所述n个驱动信号的幅值相同。

8、在一些实施例中，所述第一波形与所述第二波形中心对称。

9、在一些实施例中，所述n个驱动信号的波形均为方波；或者所述第一波形和所述第二波形符合正弦函数。

10、在一些实施例中，所述无刷电机包括一个或多个所述定子铁芯，所述x相导线沿所述第一周向按照从第1至第x相的顺序依次缠绕于所述齿组；所述n相导线包括第i相导线和第k相导线，第i相导线的驱动信号与第k相导线的驱动信号之间的相位差θik=，其中，1≤i＜k≤x，在同一所述定子铁芯中，第x相导线的所述齿组与两侧相邻齿组在最靠近的位置均具有间隙，所述间隙在所述第一周向上具有中心位置，在所述z个齿组形成的所有间隙中，第x相导线的所述中心位置与在所述第一周向上相邻的中心位置之间的圆弧对应的圆心角为βx，且所述圆弧对应的扇区包括至少部分第x相导线的所述齿组。

11、在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述转子的目标扭矩，确定所述n相导线和每个驱动信号的第一幅值；根据所述转子的目标转速，确定每个驱动信号的第一频率。

12、在一些实施例中，在所述目标扭矩高于第一预设扭矩的情况下，n=x。

13、在一些实施例中，在所述目标扭矩高于所述第一预设扭矩的情况下，所述n个驱动信号的第一幅值相同。

14、在一些实施例中，在所述目标扭矩低于第二预设扭矩的情况下：n＜x、且所述n个驱动信号的第一幅值相同；或者n=x、且所述n个驱动信号中至少两个驱动信号的第一幅值不同。

15、在一些实施例中，从多组参数中调用达到所述目标转速和所述目标扭矩需要的一组参数，所述一组参数表示每个驱动信号的第二频率和第二幅值；和根据所述一组参数，确定每个驱动信号的所述第一频率和所述第一幅值。

16、根据本公开实施例的另一方面，提供一种用于无刷电机的驱动装置，所述无刷电机包括：定子铁芯，包括沿第一周向间隔设置的z个齿组；转子，包括极数为p的磁环，p为偶数；和x相导线，缠绕于所述齿组以形成线圈，x≥2，z=p×x；在同一相所述导线中，相邻两个齿组上的所述线圈沿所述齿组的第二周向的绕线方向相反、且间隔x-1个所述齿组；所述驱动装置包括：提供模块，被配置为通过n相导线各自独立的第一端和第二端，向所述n相导线提供周期变化的n个驱动信号，每个驱动信号在一个周期中的波形包括强度大于0的第一波形和强度小于0的第二波形，1≤n≤x。

17、根据本公开实施例的又一方面，提供一种用于无刷电机的驱动装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行上述任意一个实施例所述的用于无刷电机的驱动方法。

18、根据本公开实施例的还一方面，提供一种设备，包括上述任意一个实施例的用于无刷电机的驱动装置；和所述无刷电机。

19、根据本公开实施例的还一方面，提供一种计算机可读存储介质，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例所述的用于无刷电机的驱动方法。

20、本公开实施例提供的用于无刷电机的驱动方法中，通过n相导线3各自独立的第一端和第二端，向n相导线3提供n个驱动信号。这种方式下，在n增大的情况下，无刷电机提供的扭矩增大，与此同时，由于n个驱动信号彼此之间独立，控制仍然较为简单。如此，可以以简单的控制方式驱动无刷电机提供较大的扭矩。

21、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种用于无刷电机的驱动方法，所述无刷电机包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，2≤n≤x，所述n个驱动信号在第一时段内的强度持续不为0。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一波形和所述第二波形交叠的时刻为第一时刻，每个驱动信号在一个周期中除所述第一时刻外的任意时段内的强度持续不为0。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，每个驱动信号在一个周期中的第二时段内的强度持续为0。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，每个驱动信号在一个周期中除所述第二时段外的任意时刻的强度均不为0。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述n个驱动信号的幅值相同。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一波形与所述第二波形中心对称。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：

9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其中，所述无刷电机包括一个或多个所述定子铁芯（1），所述x相导线（3）沿所述第一周向按照从第1至第x相的顺序依次缠绕于所述齿组（11）；

10.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，还包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述目标扭矩高于第一预设扭矩的情况下，n=x。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述目标扭矩高于所述第一预设扭矩的情况下，所述n个驱动信号的第一幅值相同。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述目标扭矩低于第二预设扭矩的情况下：

14.根据权利要求10所述的方法，其中：

15.一种用于无刷电机的驱动装置，所述无刷电机包括：

16.一种用于无刷电机的驱动装置，包括：

17.一种设备，包括：

18.一种计算机可读存储介质，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1-14任意一项所述的用于无刷电机的驱动方法。

技术总结
本公开提供了一种用于无刷电机的驱动方法、装置和设备，涉及电机驱动技术领域，无刷电机包括：定子铁芯，包括沿第一周向间隔设置的Z个齿组；转子，包括极数为P的磁环，P为偶数；和X相导线，缠绕于齿组以形成线圈，X≥2，Z=P×X；在同一相导线中，相邻两个齿组上所述线圈沿所述齿组的第二周向的绕线方向相反、且间隔X‑1个齿组；所述驱动方法包括：通过N相导线各自独立的第一端和第二端，向N相导线提供周期变化的N个驱动信号，每个驱动信号在一个周期中的波形包括强度大于0的第一波形和强度小于0的第二波形，1≤N≤X。如此，可以以简单的控制方式驱动无刷电机提供较大的扭矩。

技术研发人员：张平,孙叶琳,胡善显,周慧珠,骆兰英,孙兴林
受保护的技术使用者：续新技术（深圳）集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14