[发明专利]基于观测器的吸尘器电机堵孔保护方法

说明书

本发明提供一种基于观测器的吸尘器电机堵孔保护方法，包括以下步骤：获取电机转速ω、转子和叶轮的转动惯量J、电机输出的电磁转矩t_e以及机械传动系统的阻尼系数B；将获取的参数带入电机机械运动方程，根据电机机械运动方程计算电机的负载转矩t_l为0时的估计速度ω_estimate；用估计速度ω_estimate与实际速度ω进行比较，采用PI控制器对负载转矩t_l进行修正，以获得实际速度ω所对应的负载转矩t_l；将获得的负载转矩t_l与事先测得的阈值A比较，判断吸尘器的进气口是否堵孔。该方法根据电机的机械运动方程，靠电机内部的参数来检测的，更加准确，且能在较短时间内检测出全堵状态，精度较高。

技术领域

本发明涉及吸尘器技术领域，特别是涉及一种基于观测器的吸尘器电机堵孔保护方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，吸尘器已逐渐取代扫帚，成为主要的清理工具。吸尘器按结构可分为立式、卧式和便携式。吸尘器主要包括5个部件：进气口，排气口，气泵(由电机与风叶轮组成)，集尘收纳装置以及外壳吸尘器在工作时，气泵转动，将空气一直推到排气口。当空气被向前推动时，风扇前方的粒子密度会增加，空气压力也相应增加，而风扇后方的空气密度会减小，此时气泵后方的压力低于吸尘器外部的压力，即环境气压，从而在吸尘器内部产生吸力，形成一定的真空度。因此，吸尘器外部的空气就自动通过进气口进入吸尘器。

吸尘器工作时，永磁同步电机带动叶轮吸入空气，形成一定的真空度，进行吸尘。吸入的空气会经过电机和控制板，吸收电机绕组和控制板的热量后，从排风口排出，对电机和控制板进行散热。用户使用吸尘器时，如果有异物将进风口全部堵上，那么就无空气流入，电机和控制板就无法散热，温度就会迅速上升，如果时间过长就会使电机和控制板损坏。

公开号为CN201810191120.2，专利名称为：一种吸尘器堵孔的检测方法、装置及吸尘器的专利中公开了一种堵孔检测方法，如图1所示为电机的加速过程示意图，该方法是靠速度、占空比和母线电流这些电机外部变量来检测的，只能等待电机稳定后来判断，需要较长的时间才能保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于观测器的吸尘器电机堵孔保护方法。

设计原理：当电机进风口被全堵后，进入的空气减小，叶轮的阻力就会较小，电机的负载转矩t_l就会减小，所以可以通过计算出电机的负载转矩t_l来判断堵孔情况。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种基于观测器的吸尘器电机堵孔保护方法，包括以下步骤：

S1：获取电机转速ω、转子和叶轮的转动惯量J、电机输出的电磁转矩t_e以及机械传动系统的阻尼系数B；

S2：将步骤S1获取的参数带入电机机械运动方程，根据电机机械运动方程计算电机的负载转矩t_l为0时的估计速度ω_estimate；

S3：用估计速度ω_estimate与实际速度ω进行比较，采用PI控制器对负载转矩t_l进行修正，以获得实际速度ω所对应的负载转矩t_l；

S4：将步骤S3获得的负载转矩t_l与事先测得的阈值A比较，判断吸尘器的进气口是否堵孔需要停机保护。

进一步，步骤S2中的电机机械运动方程为：

其中，t_e为电机输出的电磁转矩；

J为转子和叶轮的转动惯量；

ω为电机速度；

B为机械传动系统的阻尼系数；