CN113376519B - 电机启动状态检测方法、装置、电机及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种电机启动状态检测方法、装置、电机及计算机可读存储介质，所述方法包括以下步骤：采样电机的U、V、W三相电压；将其中任意一相电压与另外两相电压经过比较器后输出两组比较信号；获取预设启动状态特征表，根据两组比较信号与预设启动状态特征表的匹配程度，从而判断电机的启动状态。通过采用两个比较器比较三相电压得到比较信号，进而通过比较信号匹配对应的启动状态，从而使得能够减少比较器的数量，减少硬件资源，节约了成本，且所述方法的抗干扰能力强，可以准确判断电机的启动状态。

Description

电机启动状态检测方法、装置、电机及可读存储介质

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种电机启动状态检测方法、装置、电机及计算机可读存储介质。

背景技术

在电机启动运行前，电机一般存在三种状态，分别为静止状态、顺风状态和逆风状态。根据电机的启动状态不同，对其采取的启动方法也不同。在采用无感FOC控制方案时，通常采用三相的电动势分别与中心点的电动势比较并根据比较结果的变化来判断电机的启动状态。但是，这种方法需要三个比较器，占用硬件资源较多，而且在低速时，反电动势较弱，比较结果存在大量噪声，容易造成误判。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种电机启动状态检测方法、装置、电机及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中判断电机的启动状态的电路中比较器较多造成成本过高，且容易造成误判的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电机启动状态检测方法、装置，其特征在于，所述方法包括：

接收第一比较器发送的第一比较信号以及第二比较器发送的第二比较信号；

获取预设启动状态特征表，并在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态；

将匹配到的启动状态作为电机当前的启动状态。

可选地，所述在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态的步骤之前包括：

判断在预设时间内，所述第一比较信号与所述第二比较信号是否出现电平翻转；

若否，则所述电机当前的启动状态为静止状态；

若是，则执行步骤：在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态。

可选地，所述在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态的步骤包括：

获取所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态；

在所述预设启动状态特征表中匹配与所述连续的预设数量个电平翻转状态对应的启动状态。

可选地，所述获取所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态的步骤之后还包括：

根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态计算电机转速。

可选地，所述根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态计算电机转速的步骤包括：

根据所述电平翻转状态得到所述电机的转动频率；

根据所述转动频率计算电机转速。

可选地，所述根据所述电平翻转状态得到所述电机的转动频率的步骤包括：

判断所述电平翻转状态中是否存在无效干扰电平；

若是，则过滤所述无效干扰电平之后，根据过滤后的电平翻转状态计算电机的转动频率。

为实现上述目的，本发明还提出一种电机启动状态检测装置，所述装置应用如上所述的电机启动状态检测方法；所述装置包括第一比较器、第二比较器、处理模块以及采样模块；所述采样模块包括第一采样单元、第二采样单元以及第三采样单元；

所述第一采样单元的输入端与电机的U相引脚连接，所述第一采样单元的输出端分别与所述第一比较器的第一输入端以及所述第二比较器的第一输入端连接；所述第二采样单元的输入端与所述电机的V相引脚连接，所述第二采样单元的输出端与所述第一比较器的第二输入端连接；所述第三采样单元的输入端与所述电机的W相引脚连接，所述第三采样单元的输出端与所述第二比较器的第二输入端连接；所述第一比较器的输出端与所述处理模块的第一输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述处理模块的第二输入端连接；其中：

所述处理模块，用于接收所述第一比较器发送的第一比较信号以及所述第二比较器发送的第二比较信号，并根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号确定所述电机的启动状态。

为实现上述目的，本发明还提供一种电机，所述电机包括如上所述的电机启动状态检测装置，所述装置包括处理模块和存储在所述处理模块上并可在所述处理模块上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理模块执行时实现如上所述的电机启动状态检测方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理模块执行时实现如上所述的电机启动状态检测方法的步骤。

本发明提出的一种电机启动状态检测方法、装置、电机及计算机可读存储介质，所述方法包括：接收第一比较器发送的第一比较信号以及第二比较器发送的第二比较信号；获取预设启动状态特征表，并在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态；将匹配到的启动状态作为电机当前的启动状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用的电机启动状态检测方法能够准确地识别电机的启动状态，同时由于仅需要对三相电压进行两次比较，从而可以减少装置中比较器的而数量节约了成本，同时所述方法的抗干扰能力强，有效地提高了***启动状态判断的准确性。

附图说明

图1为本发明电机启动状态检测方法的流程示意图；

图2为本发明电机启动状态检测方法的整体流程图；

图3为本发明电机启动状态检测方法电机处于顺风状态下第一比较信号与第二比较信号的波形图；

图4为本发明电机启动状态检测方法电机处于逆风状态下第一比较信号与第二比较信号的波形图；

图5为本发明电机启动状态检测方法电机处于顺风状态下存在无效电平时的第一比较信号与第二比较信号以及计数器计数的示意图；

图6为本发明电机启动状态检测方法电机处于逆风状态下存在无效电平时的第一比较信号与第二比较信号以及计数器计数的示意图；

图7为本发明电机启动状态检测装置的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	处理模块	Q1～Q2	第一比较器～第二比较器
200	采样模块	R1～R2	第一电阻～第二电阻
				201	第一采样单元	M	电机
202	第二采样单元	203	第三采样单元

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种电机启动状态检测方法，参照图1，图1为本发明电机启动状态检测装置的流程示意图，在本发明提出的电机启动状态检测方法第一实施例中，所述方法应用于如上所述的电机启动状态检测装置；所述方法包括步骤：

步骤S10，接收第一比较器发送的第一比较信号以及第二比较器发送的第二比较信号；

步骤S20，获取预设启动状态特征表，并在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态；

步骤S30，将匹配到的启动状态作为电机当前的启动状态。

本实施例中，第一比较器用于比较U相和V相的电压以输出对应的第一比较信号，当U相电压大于V相电压时，第一比较器输出高电平；当U相电压小于或等于V相电压时，第一比较器输出低电平。第二比较器用于比较U相和W相的电压以输出对应的第二比较信号，当U相电压大于W相电压时，第二比较器输出高电平；当U相电压小于或等于W相电压时，第二比较器输出低电平。处理模块根据接收到的第一比较信号与第二比较信号判断电机的启动状态。

所述预设启动状态特征表中包括在电机的各个运行状态，第一比较信号与第二比较信号对应的状态。

本实施例通过采用两个比较器比较三相电压得到比较信号，进而通过比较信号匹配对应的启动状态，从而使得能够减少比较器的数量，减少硬件资源，节约了成本。

进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明电机启动状态检测方法第二实施例中，在所述步骤S20包括步骤：

步骤S40，判断在预设时间内，所述第一比较信号与所述第二比较信号是否出现电平翻转；

步骤S50，若否，则所述电机当前的启动状态为静止状态；

步骤S60，若是，则执行步骤：在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态。

预设时间为电机以第一预设最小转速转动120°所需要的时间。

在预设时间内第一比较信号与第二比较信号为恒定电平时，即第一比较信号与第二比较信号没有上升沿或下降沿的变化，表明电机当前转速小于最小转速，则可将电机的启动状态判定为静止状态；

本实施例能够合理地判断电机是否处于静止状态。

进一步地，参见图2，在基于本发明的第二实施例所提出的本发明电机启动状态检测方法第三实施例中，所述步骤S20包括步骤：

步骤S21，获取所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态；

步骤S22，在所述预设启动状态特征表中匹配与所述连续的预设数量个电平翻转状态对应的启动状态。

可以理解的是，所述预设数量可以根据实际需要进行设置，预设数量越大，则抗干扰能力越强，同时判断启动状态的时间也就越长。本实施例中以预设数量为3进行说明。

参见图3，预设启动状态特征表中，电机在顺风状态下对应的第一比较信号与第二比较信号对应的电平翻转状态的变化顺序为00-10-11-01的循环，即在01之后又返回至00进行循环。上述00是指第一比较信号为低电平且第二比较信号为低电平；10是指第一比较信号为高电平且第二比较信号为低电平；11是指第一比较信号为高电平且第二比较信号为高电平；01是指第一比较信号为低电平且第二比较信号为高电平。当第一比较信号与第二比较信号满足00-10-11-01的循环时，则电机当前的启动状态为顺风状态。例如：本实施例中取3个电平翻转状态，当电平翻转状态的变化满足00-10-11、10-11-01、11-01-00或01-00-10时，电机当前的启动状态为顺风状态。

参见图4，预设启动状态特征表中，电机在逆风状态下对应的第一比较信号与第二比较信号对应的电平翻转状态的变化顺序为00-01-11-10的循环，即在10之后又返回至00进行循环。上述00是指第一比较信号为低电平且第二比较信号为低电平；01是指第一比较信号为低电平且第二比较信号为高电平；11是指第一比较信号为高电平且第二比较信号为高电平；10是指第一比较信号为高电平且第二比较信号为低电平。当第一比较信号与第二比较信号满足00-01-11-10的循环时，则电机当前的启动状态为逆风状态。例如：本实施例中取3个电平翻转状态，当电平翻转状态的变化满足00-01-11、01-11-10、11-10-00或10-00-01时，电机当前的启动状态为逆风状态。

进一步地，在预设时间为电机以第二预设最小转速转动360°的时间时。其中：第二预设最小转速和第一预设最小转速可以相等，也可以不相等。

在预设时间内电机的启动状态没有被判断为顺风状态或者逆风状态，则表明电机处于顺逆风交替状态，且电机当前转速小于第二预设最小转速，此时亦可将电机的启动状态判定为静止状态。

本实施例能够准确地判断电机的启动状态。

进一步地，在基于本发明的第三实施例所提出的本发明电机启动状态检测方法第四实施例中，在所述步骤S21之后还包括步骤：

步骤S23，根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态计算电机转速。

所述步骤S23包括步骤：

步骤S231，根据所述电平翻转状态得到所述电机的转动频率；

步骤S232，根据所述转动频率计算电机转速。

根据第一比较信号与第二比较信号的周期，即电机转动一周的时间，可得到电机对应的转动频率，进而通过转动频率计算得到启动转速。由上可知从第一比较信号与第二比较信号的第二个沿开始，之后的每一个沿，都可依据当前沿的变化和上一个沿的变化关系来判断电机的启动状态。那么在第一比较信号与第二比较信号的一个周期内可以判断四次电机的启动状态。用一个计数器来记录电机启动状态的变化，设置计数器的默认值为5，若检测到当前电机启动状态为顺风状态，则将计数器计数加1，当计数器计数达到9时，表明电机已顺风转动一周，此时计数器计数自动变回默认值5，继续进行后面的计数，那么电机顺风转动一周的开始时间为计数器计数从默认值5开始的时刻，结束时间为计数器计数从8变到默认值5的时刻，由此可得到电机顺风转动的转动频率；同理，在电机启动状态为逆风状态时，则将计数器计数减1，当计数器计数达到1时，表明电机已逆风转动一周，此时计数器计数自动变回默认值5，继续进行后面的计数，那么电机顺风转动一周的开始时间为计数器计数从默认值5开始的时刻，结束时间为计数器计数从2变到默认值5的时刻，由此可得到电机逆风转动的转动频率。在得到转动频率之后，根据下列公式计算电机转速：

其中，V为电机转速；f为转动频率；p为电机的极对数。

需要说明的是，所述计数器的默认计数可以根据实际需要进行更改。

本实施例能够准确地计算电机的转速。

进一步地，在基于本发明的第五实施例所提出的本发明电机启动状态检测方法第六实施例中，所述步骤S231包括步骤：

步骤S2311，判断所述电平翻转状态中是否存在无效干扰电平；

步骤S2312，若是，则过滤所述无效干扰电平之后，根据过滤后的电平翻转状态计算电机的转动频率。

请一并参见图5和图6，若电平翻转状态不满足上述顺风状态或逆风状态的变化顺序，则表示第一比较信号或者第二比较信号中存在无效干扰电平，在无效干扰电平来临时计数器计数保持不变，直到有效电平来临才继续进行计数。

本实施例能够有效地抗干扰，更加精确地判断电机的启动状态和计算电机的启动转速。

本发明还提供一种电机启动状态检测装置，所述装置应用如上所述的电机启动状态检测方法；参照图7，图7为本发明电机启动状态检测装置的结构示意图；所述装置包括第一比较器Q1、第二比较器Q2、处理模块100以及采样模块200；所述采样模块200包括第一采样单元201、第二采样单元202以及第三采样单元203；

所述第一采样单元201的输入端与电机M的U相引脚连接，所述第一采样单元201的输出端分别与所述第一比较器Q1的第一输入端以及所述第二比较器Q2的第一输入端连接；所述第二采样单元202的输入端与所述电机M的V相引脚连接，所述第二采样单元202的输出端与所述第一比较器Q1的第二输入端连接；所述第三采样单元203的输入端与所述电机M的W相引脚连接，所述第三采样单元203的输出端与所述第二比较器Q2的第二输入端连接；所述第一比较器Q1的输出端与所述处理模块100的第一输入端连接，所述第二比较器Q2的输出端与所述处理模块100的第二输入端连接；其中：

所述处理模块100，用于接收所述第一比较器Q1发送的第一比较信号以及所述第二比较器Q2发送的第二比较信号，并根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号确定所述电机M的启动状态。

本实施例中，所述第一比较器Q1的第一输入端为同相输入端，所述第一比较器Q1的第二输入端为反相输入端；所述第二比较器Q2的第一输入端为同相输入端，所述第二比较器Q2的第二输入端为反相输入端。

第一比较器Q1用于比较U相和V相的电压以输出对应的第一比较信号，当U相电压大于V相电压时，第一比较器Q1输出高电平；当U相电压小于或等于V相电压时，第一比较器Q1输出低电平。第二比较器Q2用于比较U相和W相的电压以输出对应的第二比较信号，当U相电压大于W相电压时，第二比较器Q2输出高电平；当U相电压小于或等于W相电压时，第二比较器Q2输出低电平。处理模块100根据接收到的第一比较信号与第二比较信号判断电机M的启动状态。

本实施例通过采用两个比较器比较三相电压得到比较信号，进而通过比较信号匹配对应的启动状态，从而使得能够减少比较器的数量，减少硬件资源，节约了成本。

进一步地，所述采样单元包括第一电阻R1与第二电阻R2；其中：

所述第一电阻R1的第一端作为所述采样单元的输入端，所述第一电阻R1的第二端作为所述采样单元的输出端，所述第一电阻R1的第二端通过所述第二电阻R2接地。

第一电阻R1与第二电阻R2用于进行分压采样。

为实现上述目的，本发明还提供一种电机，所述电机包括如上所述的电机启动状态检测装置，所述装置包括处理模块和存储在所述处理模块上并可在所述处理模块上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理模块执行时实现如上所述的电机启动状态检测方法的步骤。可以理解的是，由于本发明包括如上所述的电机启动状态检测装置，因此，本发明具有如上所述的电机启动状态检测装置的所有有益效果。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机可读存储介质是如ROM(Read-Only Memory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理模块的终端设备(可以是电视，汽车，手机，计算机，服务器，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

在本发明中，术语“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，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，本发明保护的范围并不局限于此，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、修改和替换，这些变化、修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电机启动状态检测方法，其特征在于，所述方法包括：

接收第一比较器根据电机的U相电压与V相电压发送的第一比较信号，以及第二比较器根据电机的U相电压与W相电压发送的第二比较信号；

获取预设启动状态特征表，并在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态；

将匹配到的启动状态作为电机当前的启动状态；

所述在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态的步骤包括：

获取所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态；

在所述预设启动状态特征表中匹配与所述连续的预设数量个电平翻转状态对应的启动状态。

2.如权利要求1所述的电机启动状态检测方法，其特征在于，所述在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态的步骤之前包括：

判断在预设时间内，所述第一比较信号与所述第二比较信号是否出现电平翻转；

若否，则所述电机当前的启动状态为静止状态；

若是，则执行步骤：在所述预设启动状态特征表中匹配与所述第一比较信号以及所述第二比较信号对应的启动状态。

3.如权利要求1所述的电机启动状态检测方法，其特征在于，所述获取所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态的步骤之后还包括：

根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态计算电机转速。

4.如权利要求3所述的电机启动状态检测方法，其特征在于，所述根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号连续的预设数量个电平翻转状态计算电机转速的步骤包括：

根据所述电平翻转状态得到所述电机的转动频率；

根据所述转动频率计算电机转速。

5.如权利要求4所述的电机启动状态检测方法，其特征在于，所述根据所述电平翻转状态得到所述电机的转动频率的步骤包括：

判断所述电平翻转状态中是否存在无效干扰电平；

若是，则过滤所述无效干扰电平之后，根据过滤后的电平翻转状态计算电机的转动频率。

6.一种电机启动状态检测装置，其特征在于，所述装置应用如权利要求1～5中任一项所述的电机启动状态检测方法，所述装置包括第一比较器、第二比较器、处理模块以及采样模块；所述采样模块包括第一采样单元、第二采样单元以及第三采样单元；

所述第一采样单元的输入端与电机的U相引脚连接，所述第一采样单元的输出端分别与所述第一比较器的第一输入端以及所述第二比较器的第一输入端连接；所述第二采样单元的输入端与所述电机的V相引脚连接，所述第二采样单元的输出端与所述第一比较器的第二输入端连接；所述第三采样单元的输入端与所述电机的W相引脚连接，所述第三采样单元的输出端与所述第二比较器的第二输入端连接；所述第一比较器的输出端与所述处理模块的第一输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述处理模块的第二输入端连接；其中：

所述处理模块，用于接收所述第一比较器发送的第一比较信号以及所述第二比较器发送的第二比较信号，并根据所述第一比较信号以及所述第二比较信号确定所述电机的启动状态。

7.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求6所述的电机启动状态检测装置，所述装置包括处理模块和存储在所述处理模块上并可在所述处理模块上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理模块执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电机启动状态检测方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理模块执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电机启动状态检测方法的步骤。

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