專利名稱：吊扇無刷馬達(dá)動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速控制方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與吊扇的轉(zhuǎn)動(dòng)控制有關(guān)，特別是吊扇無刷馬達(dá)動(dòng)態(tài)性負(fù)載及 功率限定轉(zhuǎn)速控制方法及電路。
背景技術(shù)：
目前市售吊扇的轉(zhuǎn)動(dòng)控制方法都是以葉片的轉(zhuǎn)速來作為主要的控制 參數(shù)，以定速控制系統(tǒng)來控制葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，做法是制造商先依吊扇的負(fù)載 設(shè)定好輸出功率，依此設(shè)定好的輸出功率使葉片可以達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并且 也設(shè)定好不同段數(shù)的不同的轉(zhuǎn)速與對(duì)應(yīng)的輸出功率。這樣的做法會(huì)變成控 制程序必須依著吊扇的負(fù)載不同而給予不同的設(shè)定，會(huì)有很大的客制化的 問題。
再者，由于吊扇會(huì)依著葉片的大小、形狀、材質(zhì)等等的交叉搭配而產(chǎn) 生出許多不同的變化，可是設(shè)定好的輸出功率是不會(huì)變的，所以若消費(fèi)者 想要換不同材質(zhì)或大小的葉片時(shí)由于負(fù)載的被改變，這便會(huì)造成吊扇在轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)無法依照原來的設(shè)定來執(zhí)行的狀況。例如若在更換葉片后馬達(dá)的負(fù) 載變重了，依著原來控制系統(tǒng)的設(shè)定則會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)速度不足的情形，而定 速控制系統(tǒng)為了補(bǔ)足轉(zhuǎn)速便會(huì)不停的增加輸出功率，進(jìn)而有可能造成輸出 功率超出負(fù)載而發(fā)生過熱的情形。由此可見以定速控制系統(tǒng)來做為控制吊 扇速度的方法是不足夠的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一整合定功率與定轉(zhuǎn)速的吊扇無刷馬達(dá) 動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速控制方法及電路。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明吊扇無刷馬達(dá)動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定 速控制方法及電路，其方法為在啟動(dòng)時(shí)，先以定功率為主軸， 一中央處理單 元會(huì)開始增加能量的輸出，在不斷增加負(fù)載的同時(shí)該馬達(dá)消耗功率取樣單 元以及該馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元也會(huì)不斷的將信號(hào)傳給該中央處理單元，該中 央處理單元會(huì)判斷是否己達(dá)到額定功率，若己達(dá)到額定功率則以此時(shí)馬達(dá) 的轉(zhuǎn)速設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并且該控制程序會(huì)以此為基準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算設(shè)定各檔 的轉(zhuǎn)速，而若未達(dá)額定功率時(shí)，則該中央處理單元會(huì)判斷目前轉(zhuǎn)速是否大 于或等于設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，若未到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央處理單元會(huì)繼續(xù)增加 能量的輸出，然后再重復(fù)上述的判斷，若此時(shí)己達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央處理 單元不再增加能量的輸出而改由定轉(zhuǎn)速控制，以原先控制程序所內(nèi)定的各 檔轉(zhuǎn)速來運(yùn)作。


為了說明本發(fā)明的特征及功效，以下列舉一實(shí)施例配合附圖詳細(xì)說明 如后，其中
圖1為本發(fā)明電路的功能方塊圖。
圖2為本發(fā)明電源整流濾波單一實(shí)施例的電路圖。
圖3及圖4為本發(fā)明馬達(dá)消耗功率取樣單元實(shí)施例的電路圖。 圖5為本發(fā)明控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)Dl所示，本發(fā)明吊扇無刷馬達(dá)轉(zhuǎn)速及負(fù)載控制方法及其電路，
其中該電路裝設(shè)于一般吊扇并與吊扇的無刷馬達(dá)1連接，包含有
一電源整流濾波單元10，用于連接AC電源并將AC電源整流濾波成 DC電源，如圖2所示。
一 AC電源回饋單元20，與該電源整流濾波單元10連接，用于監(jiān)測(cè) AC電源的浮動(dòng)狀態(tài)并且將監(jiān)測(cè)的電壓信號(hào)輸出，如圖2所示。
一中央處理單元30，內(nèi)部設(shè)有控制程序，與該AC電源回饋單元20 連接并接收該AC電源回饋單元所輸出的電壓信號(hào)。
一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元40，與該電源整流濾波單元10以及該中央處理單元 30連接并受其控制，該中央處理單元30產(chǎn)生三相電壓依序輸出至吊扇的
6三相無刷馬達(dá)1控制其運(yùn)轉(zhuǎn)。
一馬達(dá)消耗功率取樣單元50，與該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元40以及該中央處理
單元30連接，用于將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元40內(nèi)總消耗電流轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)后輸出 給中央處理單元30。如圖3及圖4所示為一消耗功率取樣單元的實(shí)施電路， 利用電流感應(yīng)器將總電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再利用OP放大器將電壓信號(hào) 放大后積分成直流電壓送入中央處理單元30轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，取得總消 耗功率的參數(shù)。
一馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元60，與該中央處理單元30連接，將取得的轉(zhuǎn)速 信號(hào)輸出給中央處理單元30，使中央處理單元30可以了解目前吊扇馬達(dá) 的轉(zhuǎn)速，該馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元60可利用光電組件或是HALL感應(yīng)器取得轉(zhuǎn) 速信號(hào)然后回饋一方波信號(hào)給中央處理單元30,其中該方波信號(hào)頻率與轉(zhuǎn) 速的關(guān)系式為
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N為轉(zhuǎn)速，F(xiàn)為方波信號(hào)的頻率，P為馬達(dá)磁鐵磁極數(shù)量，當(dāng)中央處理 單元30讀取到額定功率對(duì)應(yīng)到的電壓時(shí)就可以得知額定功率對(duì)應(yīng)到的轉(zhuǎn) 速參數(shù)。
如圖5所示為本發(fā)明控制方法的流程圖，本發(fā)明吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)
性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速控制方法及其電路，其方法為在啟動(dòng)時(shí)，先以定
功率主軸，中央處理單元30會(huì)開始增加能量的輸出，在不斷增加能量的 同時(shí)該馬達(dá)消耗功率取樣單元50以及該馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元60也會(huì)不斷的 將信號(hào)傳回給該中央處理單元30，該中央處理單元30會(huì)以馬達(dá)消耗功率 取樣單元50所傳來的信號(hào)來判斷是否己達(dá)到最大功率的額定功率，若己 達(dá)到額定功率則讀取此時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速并將該轉(zhuǎn)速設(shè)定為最高轉(zhuǎn)速的目標(biāo) 轉(zhuǎn)速，并且設(shè)在該中央處理單元內(nèi)部的控制程序會(huì)以此目標(biāo)轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)自 動(dòng)計(jì)算設(shè)定各檔的轉(zhuǎn)速。而若未達(dá)額定功率時(shí)，則該中央處理單元30會(huì) 判斷目前轉(zhuǎn)速是否大于或等于設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，若未到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央 處理單元會(huì)繼續(xù)增加能量的輸出，然后再重復(fù)上述的判斷流程，若此時(shí)己 達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央處理單元不再增加能量的輸出而改由定轉(zhuǎn)速控制，以 原先控制程序所內(nèi)定的各檔轉(zhuǎn)速來運(yùn)作。
本發(fā)明的電路裝設(shè)于吊扇并與吊扇的無刷馬達(dá)1連接之后其整體的詳細(xì)運(yùn)作如下在吊扇馬達(dá)1的電源被開啟時(shí)，該中央處理單元30控制增 加輸出功率使葉片可以開始轉(zhuǎn)動(dòng)，在葉片加速的過程中該中央處理單元30
會(huì)不斷的接收馬達(dá)消耗功率取樣單元50與馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元60所傳來的 信號(hào)，來監(jiān)測(cè)葉片轉(zhuǎn)速與輸出的功率值。并且該控制程序采緩加速的機(jī)制 以避免馬達(dá)在加速時(shí)造成電流突流的現(xiàn)象，利用中央處理單元30持續(xù)的 監(jiān)測(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元60與馬達(dá)消耗功率取樣單元50所得到的轉(zhuǎn)速與功 率的參數(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)速參數(shù)有增加時(shí)就去偵測(cè)消耗功率的參數(shù)，當(dāng)連續(xù)幾次的 消耗功率參數(shù)平均值都相同時(shí)再去調(diào)整能量的輸出加速的動(dòng)作，以此方式 避免電流突流現(xiàn)象的產(chǎn)生。
當(dāng)能量己達(dá)到額定功率時(shí)則讀取此時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速并將該轉(zhuǎn)速設(shè)定為 最高轉(zhuǎn)速，并且該控制程序會(huì)以此為基準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算設(shè)定各檔的轉(zhuǎn)速。而在 輸出能量若未達(dá)額定功率時(shí)，則該中央處理單元30會(huì)判斷目前轉(zhuǎn)速是否 大于或等于設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，若未到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央處理單元會(huì)繼續(xù)增 加能量的輸出，然后再重復(fù)上述的判斷，若此時(shí)己達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央處 理單元不再增加能量的輸出而改由定轉(zhuǎn)速控制，以原先控制程序所內(nèi)定的 各檔轉(zhuǎn)速來運(yùn)作，使吊扇的無刷馬達(dá)l可以在額定功率下做出最佳的轉(zhuǎn)速， 而控制程序無須再做任何的修改或設(shè)定。
如此一來，吊扇葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)控制方式便不會(huì)再受限于傳統(tǒng)單一種定速 控制的方式，因此便不會(huì)再有負(fù)載過重而使輸出功率超過額定功率的狀 況。換言之，葉片的控制程序便不必再依著各種不同吊扇的不同負(fù)載而更 動(dòng)，不必再有客制化的情形。
權(quán)利要求
1.一吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速控制方法，其方法為在啟動(dòng)時(shí)，先以定功率為主軸，一中央處理單元會(huì)開始增加能量的輸出，在不斷增加能量的同時(shí)一馬達(dá)消耗功率取樣單元以及一馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元也會(huì)不斷的將信號(hào)傳給該中央處理單元，該中央處理單元會(huì)判斷是否已達(dá)到額定功率，若已達(dá)到額定功率則以此時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為最高轉(zhuǎn)速，而若未達(dá)額定功率時(shí)，則該中央處理單元會(huì)判斷目前轉(zhuǎn)速是否大于或等于設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，若未到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央處理單元會(huì)繼續(xù)增加能量的輸出，然后再重復(fù)上述的判斷，若此時(shí)已達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速則中央處理單元不再增加能量的輸出而改由定轉(zhuǎn)速控制，以原先控制程序所內(nèi)定的各檔轉(zhuǎn)速來運(yùn)作。
2. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速 控制方法，其中該中央處理單元以馬達(dá)消耗功率取樣單元所傳回的信號(hào)為 馬達(dá)消耗功率判斷的基準(zhǔn)。
3. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速 控制方法，其中該中央處理單元以馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元所傳回的信號(hào)為馬達(dá) 轉(zhuǎn)速判斷的基準(zhǔn)。
4. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速 控制方法，其中馬達(dá)消耗功率若己達(dá)到額定功率則以此時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)定 為最高轉(zhuǎn)速，并且該中央處理單元內(nèi)的控制程序會(huì)以此為基準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算設(shè) 定各檔的轉(zhuǎn)速。
5. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速 控制方法，其中該中央處理單元持續(xù)的監(jiān)測(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)速與馬達(dá)消耗功率的參 數(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)速參數(shù)有增加時(shí)就去偵測(cè)消耗功率的參數(shù)，當(dāng)連續(xù)幾次的消耗功 率參數(shù)平均值都相同時(shí)再去調(diào)整輸出能量加速的動(dòng)作，以此方式避免電流 突流現(xiàn)象的產(chǎn)生。
6. —吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速控制電路，其中該電 路包含有一電源整流濾波單元，用于連接AC電源并將AC電源整流濾波成DC電源；一AC電源回饋單元，與該電源整流濾波單元連接，用于監(jiān)測(cè)AC電源 的浮動(dòng)狀態(tài)并且將監(jiān)測(cè)的電壓信號(hào)輸出；一中央處理單元，內(nèi)部設(shè)有控制程序，與該AC電源回饋單元連接并 接收該AC電源回饋單元所輸出的電壓信號(hào)；一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，與該電源整流濾波單元以及該中央處理單元連接并 受其控制，該中央處理單元產(chǎn)生控制信號(hào)輸出至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生三相電 壓至吊扇無刷馬達(dá)控制其運(yùn)轉(zhuǎn)；一馬達(dá)消耗功率取樣單元，與該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元以及該中央處理單元連 接，用于將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)總消耗電流轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)后輸出給中央處理單 元；一馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元，與該中央處理單元連接以及吊扇無刷馬達(dá)連 接，將取得的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出給中央處理單元，使中央處理單元可以了解目 前吊扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)中央處理單元讀取到額定功率對(duì)應(yīng)到的電壓時(shí)就可 以得知額定功率對(duì)應(yīng)到的轉(zhuǎn)速參數(shù)。
7. 依據(jù)權(quán)利要求6所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速 控制電路，其中該消耗功率取樣單元是利用電流感應(yīng)器將總電流轉(zhuǎn)換成電 壓信號(hào)，再利用OP放大器將電壓信號(hào)放大后積分成直流電壓送入中央處 理單元轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，取得總消耗功率的參數(shù)。
8. 依據(jù)權(quán)利要求6所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速 控制電路，其中該馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元可利用光電組件或是HALL感應(yīng)器取 得轉(zhuǎn)速信號(hào)。
9. 依據(jù)權(quán)利要求6所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速 控制電路，其中該中央處理單元產(chǎn)生控制信號(hào)輸出至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生三 相電壓至吊扇無刷馬達(dá)控制其運(yùn)轉(zhuǎn)。
10. 依據(jù)權(quán)利要求6所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn) 速控制電路，其中該馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元取得轉(zhuǎn)速信號(hào)后回饋一方波信號(hào)給中央處理單元。
11.依據(jù)權(quán)利要求io所述的吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速控制電路，其中該方波信號(hào)頻率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系式為N二(120xF) /PN為轉(zhuǎn)速，F(xiàn)為方波信號(hào)的頻率，P為馬達(dá)磁鐵磁極數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于吊扇無刷馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性負(fù)載及功率限定轉(zhuǎn)速控制方法及其電路，其方法為啟動(dòng)時(shí)，先以定功率方式為主軸，一中央處理單元開始增加能量的輸出，同時(shí)一馬達(dá)消耗功率取樣單元及一馬達(dá)轉(zhuǎn)速取樣單元也會(huì)不斷的將信號(hào)傳給中央處理單元以判斷是否已達(dá)到額定功率，若已達(dá)到額定功率則以此時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為最高轉(zhuǎn)速；若未達(dá)額定功率，中央處理單元會(huì)判斷目前轉(zhuǎn)速是否大于或等于設(shè)定最高轉(zhuǎn)速，若未到達(dá)最高轉(zhuǎn)速中央處理單元會(huì)繼續(xù)增加能量的輸出，然后再重復(fù)上述的判斷，若已達(dá)到最高轉(zhuǎn)速則中央處理單元不再增加能量輸出改由定轉(zhuǎn)速控制。
文檔編號(hào)H02P6/20GK101667800SQ20081021484
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者陳建勛 申請(qǐng)人:瑞格電子股份有限公司