具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

一般的电机都会有输入功率的限制，超过最大功率会造成电机的损毁，严重的话还会造成事故的发生，并且在省电和环保的要求下，对电机转速要有一定的控制。因此，为了实现对电机的控制，一般需要得到当前电机的状态。在现有对于电机状态的判断时，采集到的数据精度不准确，不利于对电机的控制。

现有的获取电机的状态是在电机的上端或者下端，串一个小电阻，然后电机的电流会流过电阻，如果有短路或者其他断开的状态的话，电流会增大或者减小，然后电流流过小电阻的话，电阻上的电压会有变化，采集上面的电压，这样做的话精度采不准，电机在换向的时候干扰很大，并不是一个很稳定的波形，会有很严重的干扰，精度也不会很高。这里的电机的上端或者下端指的是在靠近电机的位置，小电阻和电机串联，小电阻排列在电机的前面，或者小电阻排列在电机的后面。

另外，为了掌握电机的当前状态，一般现有的通过采集母线电压和IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)模块后的电流，采集难度大，在每次PWM开关中都会干扰采集。所以采集电压需要躲开干扰。而且每个型号的电机都不同。每款电机需要单独调试，采样精度差，由于是采集反馈电阻上的电压，该电压并不是一直恒定，变化起伏较大，毛刺比较多。另外，采集出来的电压并不能直接使用，需要软件滤波后才能使用。软件算法需要时间，所以采样时间上会有滞后。

针对上述情况，本发明提出了通过对电机前端的交流电压和交流电流进行采样的解决思路。相对于采集电机后端的电压参数和电流参数的方案来说，降低电机换向时对采样数据的干扰，得到较精确的采样数据，从而有利于实现对电机的控制。

参见图1，图1为本发明一实施例电机控制装置结构示意图。本发明公开了一种电机控制装置，包括：母线、电流采样模块10、电压采样模块20、信号处理模块30和调整模块40；

所述电流采样模块10与母线电连接，用于采集母线上的电流，所述电压采样模块20与所述母线电连接，用于采集母线的电压，所述信号处理模块30与所述电流采样模块10的输出端、所述电压采样模块20的输出端连接，用于计算当前所述电机的瞬时功率，并用于将所述瞬时功率与预设的目标功率进行比较，调整输出的PWM的占空比，所述调整模块40与所述信号处理模块30的输出端连接，接收从所述信号处理模块30输出的PWM的占空比，以控制所述电机的运行状态。

其中，母线包括零线和火线，电流采样模块采样的是零线上的电流，电压采样模块采样的是火线和零线之间的电压。需要说明的是，当电机在转动的时候，火线和零线是连通的，所以零线上也有电流，电流采样模块可以采集到零线的电流。

这样，电流采样模块、电压采样模块均与母线连接，电流采样模块与电压采样模块采集的是母线的电流和电压，相当于电流和电压的采集位置是放在电机输入端之前，相对于采集电机后端的电压参数和电流参数的方案来说，降低电机换向时对采样数据的干扰，得到较精确的采样数据，从而有利于实现对电机的控制。

需要说明的是，对于零线接地这里接地是指内部线路板电路的零电位，不是安全接地。如图所示的只是示意图，在实际电路中，例如可以在母线的电源端接浪涌保护器，相当于一大电阻，用于保护母线电压稳定。本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，对此不予限定。

另外，需要说明的是，由于是交流电供电和检测，火线和零线可以对调连接，在实际应用中火线和零线接反也是可以使用的。

可选地，所述电流采样模块10包括采样电阻11、第一滤波电路12和第二滤波电路13，所述采样电阻11与所述母线电连接，所述采样电阻11的一端与所述第一滤波电路12的一端连接，另一端与所述第二滤波电路13的一端连接；所述第一滤波电路12和所述第二滤波电路13的另一端作为所述电流采样模块10的输出端，所述第一滤波电路12的电容和所述第二滤波电路13的电容短接接地。

这样，将采集电流的采集位置放在电机输入端之前，从而减少干扰，便于采集得到较精确的电流值，便于后续对电机的控制。

可选地，所述电流采样模块10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1以及第二电容C2，所述第二电阻R2与零线电连接，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的一端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第一电容C1连接，所述第一电容C1和所述第二电容C2短接接地。所述第一电阻R1和所述第三电阻R3的另一端作为电流采样模块的输出与所述信号处理模块30的输入端连接。其中，第二电阻R2为采样电阻，第一滤波电路12包括第一电阻R1和第一电容C1，第二滤波电路13包括第三电阻R3和第二电容C2。

其中，第一滤波电路和第二滤波电路均为低通滤波电路。当输入信号的频率低时，电容器的阻抗相对于电阻的阻抗高，因此，大部分输入电压在电容器上(和负载两端，与电容器并联)下降。当输入频率较高时，电容的阻抗相对于电阻器的阻抗较低，这意味着电阻器上的电压降低，并且较少的电压传输到负载。因此，低频信号通过并且高频信号被阻挡。

其中，第二电阻R2为采样电阻，采样电阻R2一般是毫欧级别，对于采样电阻要求阻值比较小，这样使得电阻的发热量少。当电流流过R2时会产生电压的变化，经过R1、R3、C1、C2组成的滤波电路后进入功率计量芯片的第一A/D转换器。

可选地，所述电压采样模块20包括降压组件21和第三滤波电路22，所述降压组件21的一端连接到火线，另一端与所述第三滤波电路22连接并作为电压采样模块20的输出端，所述第三滤波电路22的另一端接地。

这样，通过所述电压采样模块采集电机前端的电压参数，使得得到精度较高的电压参数，便于后续对电机状态的控制。

可选地，对于降压组件的设置，所述降压组件包括降压电阻，对于降压电阻的数量例如可以设置为一个、两个或者多个，这样有利于降低流入的电压。

可选地，所述电压采样模块20包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第三电容C3，所述第五电阻R5的一端与火线连接，所述第五电阻R5的另一端与第六电阻R6、第七电阻R7依次串联，所述第七电阻R7的另一端与所述第四电阻R4、第三电容C3的一端连接并作为电压采样模块的输出端，电压采样模块的输出端与所述信号处理模块30的输入端连接，所述第四电阻R4和所述第三电容C3的另一端短接接地。

其中，降压电阻为第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，电压信号经过R5、R6、R7降压后，经过R4、C3组成的第三滤波电路后进入功率计量芯片的第二A/D转换器。

可选地，电流的采集和电压的采集要一个在零线上采集，一个在火线上采集，采集的是火线和零线的电压，所以火线和零线都要有个基准才可以采集出来，内部线路板的零电位需要和火线相连。

可选地，所述信号处理模块30包括功率计量芯片31，所述功率计量芯片31用于接收所述电流采样模块10和所述电压采样模块20的数据计算得到初步功率数据。

这样，通过功率计量芯片对采集单元得到电压参数和电流参数进行预处理得到初步功率数据，便于后续瞬时功率值的计算。

可选地，所述功率计量芯片例如可以为HLW8012、SA9904B、CS5463等。在此对于功率计量芯片的型号不予限定，只要能实现对电流采样模块10和所述电压采样模块20采集到的数据进行处理得到初步功率数据即可。

可选地，所述功率计量芯片31包括第一A/D转换器和第二A/D转换器，所述第一A/D转换器与所述电流采样模块10的输出端连接，用于对所述电流采样模块10的数据进行预处理，所述第二A/D转换器与所述电压采样模块20的输出端连接，用于对所述电压采样模块20的数据进行预处理。

其中，根据采集得到的电压参数和电流参数经过功率计量芯片取得初步功率数据，由于采集得到的是交流电流和交流电压，而交流电流和交流电压会存在相位，一般的相位计算会比较复杂，因此通过功率计量芯片进行预处理之后得到初步功率数据。经过功率计量芯片的处理，处理速度比较快。另外，所述第一A/D转换器和第二A/D转换器集成在一集成电路上，相对于第一A/D转换器和第二A/D转换器分别单独为一个芯片的方案来说，节省了电路的占用空间。对于功率计量芯片的选用，有很多不同型号，不同品牌的芯片，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，在此不予限定。

这样，通过第一A/D转换器和第二A/D转换器对电压参数和电流参数进行预处理得到初步功率数据，便于后续瞬时功率值的计算。

可选地，所述信号处理模块30还包括单片机32，所述单片机32与所述功率计量芯片31的输出端连接。

这样，通过功率计量芯片进行预处理之后得到初步功率数据，再经过单片机处理，得到当前的瞬时功率值。单片机内部计算出当前的功率值，判断当前电机的瞬时功率值是否满足目标功率的范围，若不满足，则调整PWM的占空比输出。通过经过预处理的数据输入到单片机中，大大减小了单片机的计算难度，从而使得计算更简单。

可选地，所述调整模块40包括功率开关芯片和半导体型场效应管，所述调整模块40与电机电连接。其中，所述调整模块40与电机电连接具体可以通过串联或者并联的方式连接。

其中，调整单元包括功率开关芯片和半导体场效应管，所述调整模块为功率调整部分，功率部分根据单片机输入的PWM来调整功率输出给电机。半导体场效应管包括MOS管，PWM信号直接作用在MOS管中，MOS也会直接输出PWM信号用来控制电机，并不调整电压高低。即通过PWM来控制，单片机输出PWM给功率开关芯片和半导体场效应管，并没有调整电压。单片机输出的是小信号，单片机输出的PWM信号输入到调整单元，转换为大信号，进而控制电机的运转。

这样，通过设置一调整模块，将其他单元输出的小信号转换为大信号，进而控制电机的运转，这样有利于对电机状态的控制。

本发明公开一种电机控制装置，包括电流采样模块、电压采样模块、第一A/D转换器、第二A/D转换器、单片机、调整模块、零线和火线，所述调整模块包括功率开关芯片和半导体型场效应管，所述电流采样模块10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1以及第二电容C2，所述第二电阻R2与零线电连接，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的一端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第一电容C1连接，所述第一电容C1和所述第二电容C2短接接地。所述第一电阻R1和所述第三电阻R3的另一端作为电流采样模块的输出与所述第一A/D转换器连接。所述电压采样模块20包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第三电容C3，所述第五电阻R5的一端与火线连接，所述第五电阻R5的另一端与第六电阻R6、第七电阻R7依次串联，所述第七电阻R7的另一端与所述第四电阻R4、第三电容C3的一端连接并作为电压采样模块的输出端，电压采样模块的输出端与所述第一A/D转换器连接，所述第四电阻R4和所述第三电容C3的另一端短接接地。所述单片机32与所述第一A/D转换器、所述第二A/D转换器的输出端连接。所述单片机的输出端与所述调整模块40连接，所述调整模块40与电机并联。所述火线和所述零线通过电机连接，其中M代表电机。

这样，电流采样模块、电压采样模块均与母线连接，电流采样模块与电压采样模块采集的是母线的电流和电压，相当于电流和电压的采集位置是放在电机输入端之前，相对于采集电机后端的电压参数和电流参数的方案来说，降低电机换向时对采样数据的干扰，得到较精确的采样数据，从而有利于实现对电机的控制。

参见图2，图2为本发明一实施例电机控制方法流程示意图。本发明公开了一种电机控制方法，应用于如上述所述的电机控制装置，包括：

S10，通过所述电流采样模块和所述电压采样模块分别采集母线的电流和电压；

其中，通过所述电流采样模块和所述电压采样模块分别采集母线的电流和电压，即采集的电压和电流指的是采集的是未经过电机的电流值和电压值，而在电机之前还有功率开关芯片和半导体型场效应管，且采集的是功率开关芯片和半导体型场效应管之前的电压值和电流值，即将电压和电流的采集位置放在电机输入端之前。其中采集到的电压是交流电压，采集到的电流是交流电流，且采集的是单相交流电流和单相交流电压。

S20，通过所述信号处理模块，根据所述电压和电流计算当前所述电机的瞬时功率，并将所述瞬时功率与预设的目标功率进行比较，调整输出的PWM的占空比；

所述信号处理模块包括功率计量芯片和单片机，根据采集得到的电压和电流经过功率计量芯片取得初步功率数据，由于采集得到的是交流电流和交流电压，而交流电流和交流电压会存在相位，一般的相位计算会比较复杂，因此通过功率计量芯片进行预处理之后得到初步功率数据，再经过单片机处理，得到当前的瞬时功率值。将所述瞬时功率与预设的目标功率进行比较，如果采集出来的功率和目的功率不一致，则调整PWM的占空比，即占空比是可调的。

S30，通过所述调整模块，接收从所述信号处理模块输出的PWM的占空比，以控制所述电机的运行状态。

将经过调整的PWM的占空比输送至调整模块，通过调整模块来控制电机的运行状态。

这样，相对于采集电机后端的电流和电压的方案来说，分别采集母线的电流和电压即通过采集电机前端的电流和电压，降低电机换向时对采样数据的干扰，以得到较精确的采样数据，从而计算得到较准确的实时瞬时功率，通过所述瞬时功率反应当前电机的状态。其次，通过比较瞬时功率和预设的目标功率，不断调整PWM的占空比，以使得当前瞬时功率达到预设的目标功率，以实现对电机很好的控制，从而使得电机可以稳定的运行。

因为电机是一个干扰源，前端交流电压和交流电流的采集可以更好的克服在后端的电机带来的干扰，在后端采集电压或者电流精度不高。另外，在前端采用的好处是将采样后级的各种消耗也计算在内，反映出来的数据比较全面。如果在后端采集，那么采样点前所造成的消耗将无法统计。

可选地，所述S10，通过所述电流采样模块和所述电压采样模块分别采集母线的电流和电压中，所述电压为交流电压，所述电流为交流电流。

这样，通过采集电机前端的交流电压和交流电流，以得到较精确的采样数据，从而计算得到较准确的实时瞬时功率，通过所述瞬时功率反映当前电机的状态，有利于实现对电机的控制。

参见图3，图3为本发明另一实施例电机控制方法流程示意图。可选地，所述S20，通过所述信号处理模块，根据所述电压和电流计算当前所述电机的瞬时功率，并将所述瞬时功率与预设的目标功率进行比较调整PWM的占空比，包括：

S21，判断所述瞬时功率是否满足目标功率。

其中，判断所述瞬时功率是否满足目标功率指的是比较瞬时功率和目标功率值的大小，所述目标功率为预设值，目标功率可以根据实际需要进行设定。当然预设的目标功率也可以设定为预设范围，只要是在误差允许的范围内，都是可以满足电机正常运行的。

S22，当所述瞬时功率未满足所述目标功率时，调整输出至所述电机的PWM的占空比，重新计算当前电机的瞬时功率，直至所述瞬时功率达到预设的目标功率。

当所述瞬时功率未满足目标功率指的是，当前的瞬时功率未在目标功率值范围内，当所述瞬时功率未在目标功率值内时，调整PWM的占空比，输出PWM信号，PWM改变之后，使得电机的瞬时功率发生了改变，接着重新采集电机前端的电流和电压，重新计算当前的瞬时功率，比较瞬时功率与目标功率的大小，继续调整PWM的占空比，继续输出PWM信号，直到调整到瞬时功率达到目标功率值范围内，则恒定输出最后的PWM的占空比。

例如，对于目标功率的设定，会根据不同的电机在程序内设置几个预设值，例如500W的电机在PWM的占空比为30％时，空载功率应该是100W(预设值)，即目标功率为100W。当在PWM得占空比为30％时，采集到的瞬时功率大于或者小于100W，说明电动机当前处于一个带负载状态，那么我们会根据采集到的瞬间功率通过一套算法提升或者降低PWM信号的占空比，来改变电机的功率或者是转速。

这样，通过比较瞬时功率与目标功率的大小，根据它们之间的差距大小进而判断对PWM的占空比是进行增大还是减小，有利于后续调整PWM的占空比控制，以实现对电机运行状态的调整。

需要说明的是，当瞬时功率达到预设的目标功率后并没有停止检测，而是会一直检测下去，一直循环判断，比较瞬时功率与目标功率的大小，当瞬时功率未满足目标功率时，重新调整输出至所述电机的PWM的占空比，而当瞬时功率达到目标功率值范围内，则恒定输出最后的PWM的占空比。

可选地，所述S20，通过所述信号处理模块，根据所述电压和电流计算当前所述电机的瞬时功率，并将所述瞬时功率与预设的目标功率进行比较调整PWM的占空比，还包括：

S23，当所述瞬时功率满足所述目标功率时，将当前的占空比恒定输出以控制所述电机。

当所述瞬时功率满足所述目标功率值的范围时，则不再进行调整PWM的占空比，最后输出恒定的PWM的占空比。

这样，当所述瞬时功率满足目标功率时，此时可以判断当前电机的转速满足正常的工作需求，电机处于一个较稳定的运行状态，这样有利于电机的稳定运行。

可选地，所述S21，判断所述瞬时功率是否满足目标功率中，

当所述瞬时功率大于所述目标功率时，将输出至电机的PWM的占空比减小；

当所述瞬时功率小于所述目标功率时，将输出至电机的PWM的占空比增大。

一般PWM变大是指占空比占得高一点，电压调高，电机转速转得快，电机的功率就大。需要说明的是，对于占空比的调大调小，本领域技术人员可以实际需要进行调整，例如每次调整的占空比可以是等幅度改变，当然也可以不等幅度改变，当当前的瞬时功率与目标功率相差比较大的时候，占空比可以调得比较大，而当瞬时功率与目标功率比较接近的时候，可以占空比调得相对比较小，这样调整相对比较精准，从而可以使得电机的瞬时功率尽可能接近目标功率，或者就和目标功率相等，这样使得电机的状态达到最佳的运行状态。

同样地，对于瞬时功率大于目标功率时，认为当前可能是处于过负载或者短路的状态，因此需要调小或停止PWM的占空比，这样以确保电机能正常工作，而不至于被损坏。

这样，当所述瞬时功率大于目标功率时，将PWM的占空比增大，即当前电机可能处于过负载的情况，通过将PWM的占空比减小，以降低电机的功率，以使得电机不被损坏；而当所述瞬时功率小于所述目标功率时，将PWM的占空比增大，以满足正常的电机功率，以使得电机处于正常的工作状态。

可选地，所述S23，当所述瞬时功率满足所述目标功率时，将当前的占空比恒定输出以控制所述电机中，

当所述瞬时功率等于所述目标功率时，PWM的占空比保持不变。

这样，当所述瞬时功率等于所述目标功率时，输出的PWM的占空比不变，将当前的占空比输出以控制电机，以使得电机能够稳定的运行，运行状态达到较佳的状态。

可选地，参见图4，图4为本发明再一实施例电机控制方法流程示意图。本发明还公开了一种电机控制方法，应用于如上述所述的电机控制装置，包括：

S100，通过所述电流采样模块采集母线的电流；

S200，通过所述信号处理模块，将所述电流和预设电流值进行比较并调整PWM的占空比；

S300，通过所述调整模块，接收从所述信号处理模块输出的PWM的占空比，以控制所述电机的运行状态。

这样，通过采集电机前端的电流参数，降低电机换向时对采样数据的干扰，以得到较精确的采样数据，从而计算得到较准确的实时电流，通过所述电流的变化反应当前电机的状态。其次，通过电流的变化不断调整PWM的占空比，以使得当前电流达到预设的电流值，以实现对电机很好的控制，从而使得电机可以稳定的运行。

可选地，所述200，通过所述信号处理模块，将所述电流和预设电流值进行比较并调整PWM的占空比，包括：

当所述电流大于所述预设电流值时，将输出至电机的PWM的占空比减小；

当所述电流小于所述预设电流值时，将输出至电机的PWM的占空比增大。

这样，当所述电流大于预设电流值时，将PWM的占空比增大，即当前电机可能处于过负载的情况，通过将PWM的占空比减小，以降低电机的功率，以使得电机不被损坏；而当所述电流小于所述预设电流时，将PWM的占空比增大，以满足正常的电机功率，以使得电机处于正常的工作状态。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。