CN109286354B - 马达驱动控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种马达驱动控制系统及其方法，先依据一第一控制脉冲传送出一第一控制信号至一马达，并检测该马达在一第一时序所接收到的一实际脉冲与第一控制信号的至少一信号参数。接着，依据信号参数，判断马达是否在一异常状态。若判断结果为否，储存实际脉冲并更新至一脉冲数据，并依据脉冲数据的实际脉冲与第一控制脉冲形成一脉冲补偿量。接着，依据脉冲补偿量与一第二控制脉冲传送出一微调控制信号至马达，藉以在一第二时序控制马达。若判断结果为是，重置脉冲数据并依据第二控制脉冲传送出一第二控制信号至马达，藉以在第二时序控制马达。

Description

马达驱动控制系统及其方法

技术领域

本发明有关于一种马达驱动控制系统及其方法，尤其是指一种在马达处于异常状态时重置脉冲数据的马达驱动控制系统及其方法。

背景技术

马达是一种藉由电流的磁效应而将电能转换为机械能的装置。自十八世纪马达被发明以来，马达产业开始萌芽。到了工业革命后，马达产业开始蓬勃发展。到了今日科技产业蓬勃发展的时代，为了配合精密的高科技技术，人们对于马达转动的精准度要求越来越高，且马达的种类也越来越多。

其中，在众多马达的种类当中，伺服马达是一种依照控制信号指令而运作的马达。为了控制伺服马达，人们会依据控制条件，藉由变频服务器传送出一马达控制信号，藉以控制马达。其中，控制条件包含了一将马达控制至具有一控制转速的控制脉冲。

为了说明变频服务器依照控制指令控制马达，请参阅图1，图1为显示先前技术的在异常状态时的变频服务器控制马达的马达转速与时间的波形示意图。如图所示，由于一些难以避免的误差，变频服务器所输出的马达控制信号的一输出脉冲难免会与控制脉冲有些微差异，而造成马达的实际转速与控制转速有所差异。人们为了消弭马达的实际转速与控制转速之间的差异，会依据一储存模块所储存的最新输出脉冲与控制脉冲计算出一脉冲补偿量，并将脉冲补偿量补偿至下个时序的控制脉冲。

然而，当马达与服务器在运作时序PAt遇到断电或供电异常等异常状态时，储存模块所储存的输出脉冲会与控制脉冲具有极大的差异。因此，会使由输出脉冲与控制脉冲所计算出的脉冲补偿量过大，而造成马达运作时序PAt之后的转速骤升或转速异常的状况。在图1中，实线为马达实际的转速曲线，虚线为以马达控制信号控制马达的转速曲线。当变频服务器在运作时序PAt后突然地产生具有过高脉冲的控制信号并传送至马达时，容易造成变频服务器与马达的损坏。

发明内容

有鉴于在先前技术中，当马达与服务器遇到断电或供电异常等异常状态时，经由输出脉冲与控制脉冲所计算出的脉冲补偿量会过大，而造成马达转速骤升或转速异常的状况，因而使得变频服务器与马达容易发生故障。

本发明为解决先前技术的问题，所采用的必要技术手段为提供一种马达驱动控制系统。马达驱动控制系统用以依据一控制条件控制一马达。控制条件包含一在一第一时序的第一控制脉冲与一在一第二时序的第二控制脉冲。马达驱动控制系统包含一控制模块、一检测模块、一储存模块与一处理模块。

控制模块电性连接于马达，并依据第一控制脉冲传送出一具有一实际脉冲的第一控制信号至马达。检测模块电性连接于控制模块，用以检测第一控制信号的至少一信号参数与马达在第一时序所接收到的实际脉冲。储存模块电性连接于检测模块，并设有一用以储存实际脉冲的脉冲数据。处理模块电性连接于检测模块与储存模块，用以依据信号参数，判断马达是否在一异常状态。

其中，在处理模块判断出马达未在异常状态时，依据第一控制脉冲与脉冲数据的实际脉冲形成一脉冲补偿量。控制模块依据第二控制脉冲与脉冲补偿量传送出一微调控制信号至马达，藉以在第二时序控制马达。在处理模块判断出马达在异常状态时，储存模块重置脉冲数据，且控制模块依据第二控制脉冲传送出一第二控制信号至马达，藉以在第二时序控制马达。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制系统所衍生的一附属技术手段为信号参数为一信号电压值与一脉冲周期。处理模块设有一信号电压判断值与一信号判断周期，用以在信号电压值低于信号电压判断值，且脉冲周期大于信号判断周期时，判断马达在异常状态。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制系统所衍生的一附属技术手段为处理模块电性连接于一具有一直流电压的直流电供应单元，处理模块依据直流电压产生信号电压判断值。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制系统所衍生的一附属技术手段为处理模块电性连接于一具有一交流电脉冲的交流电供应单元，处理模块依据交流电脉冲产生信号判断周期。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制系统所衍生的一附属技术手段为控制模块依据第二控制脉冲与脉冲补偿量之和传送出微调控制信号至马达。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制系统所衍生的一附属技术手段为处理模块判断出马达未在异常状态时依据第一控制脉冲与脉冲数据的实际脉冲之差形成脉冲补偿量。

本发明为解决现有技术的问题，另外所采用的必要技术手段为提供一种马达驱动控制方法。马达驱动控制方法用以依据一控制条件控制一马达。控制条件包含一在一第一时序的第一控制脉冲与一在一第二时序的第二控制脉冲。首先，依据第一控制脉冲传送出一第一控制信号至马达，并检测马达在第一时序所接收到的一实际脉冲与第一控制信号的至少一信号参数。接着，依据信号参数，判断马达是否在一异常状态。

在判断马达不是在异常状态时，储存实际脉冲并更新至一脉冲数据，并依据脉冲数据的实际脉冲与第一控制脉冲形成一脉冲补偿量。接着，依据脉冲补偿量与第二控制脉冲传送出一微调控制信号至马达，藉以在第二时序控制马达。在判断马达在异常状态时，重置脉冲数据，并依据第二控制脉冲传送出一第二控制信号至马达，藉以在第二时序控制马达。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制方法所衍生的一附属技术手段为信号参数为一信号电压值与一脉冲周期，在判断马达是否在一异常状态时，先判断信号电压值是否小于一信号电压判断值。在判断信号电压值小于信号电压判断值时，判断脉冲周期是否大于一信号判断周期。在判断出信号电压值不小于信号电压判断值或判断脉冲周期不大于信号判断周期时，则判定马达未在异常状态。在判断脉冲周期大于信号判断周期时，则判定马达在异常状态。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制方法所衍生的一附属技术手段为在依据脉冲数据的实际脉冲与第一控制脉冲形成一脉冲补偿量时，是依据脉冲数据的实际脉冲与第一控制脉冲之差而形成脉冲补偿量。

在上述必要技术手段的基础下，上述马达驱动控制方法所衍生的一附属技术手段为在依据脉冲补偿量与第二控制脉冲传送出一微调控制信号至马达时，是依据脉冲补偿量与第二控制脉冲之和而传送出微调控制信号。

承上所述，在本发明所提供的马达驱动控制系统及其方法中，当马达在一异常状态时，储存模块会重置脉冲数据，并以第二控制脉冲传送出第二控制信号。藉此，避免传送出脉冲补偿量过大的微调控制信号。其中，处理模块是依据信号电压判断值与信号判断周期来判断马达是否在异常状态。

相较于现有技术，本发明所提供的马达驱动控制系统及其方法会在异常状态时重置脉冲数据，并在第二时序以控制条件预设的第二控制脉冲传送第二控制信号控制马达。藉此，避免了现有技术中，以输出脉冲会与控制脉冲所计算出的脉冲补偿量补偿下个时序的控制脉冲时，因为脉冲补偿量过大而造成马达转速过高，进而避免了马达转速骤升或转速异常的状况，因而使得变频服务器与马达发生故障的机率下降。

附图说明

图1为显示现有技术在异常状态时的变频服务器控制马达的马达转速与时间的波形示意图；

图2为显示本发明较佳实施例所提供的马达驱动控制系统的方块图；

图3为显示本发明所提供的马达驱动控制方法的流程图；

图4为显示本发明较佳实施例的马达驱动控制系统未判断出异常状态时的马达的转速与时间的波形示意图；以及

图5为显示本发明较佳实施例的马达驱动控制系统判断出异常状态时的马达的转速与时间的波形示意图。

其中附图标记为：

PAt 运作时序

1 马达驱动控制系统

11 控制模块

12 检测模块

13 储存模块

131 脉冲数据

14 处理模块

141 信号电压判断值

142 信号判断周期

2 马达

3 直流电供应单元

31 直流电压

4 交流电供应单元

41 交流电脉冲

t1 第一时序

t2 第二时序

具体实施方式

请参阅图2，图2为显示本发明较佳实施例所提供的马达驱动控制系统的方块图。如图所示，本发明较佳实施例提供了一种马达驱动控制系统1。马达驱动控制系统1包含一控制模块11、一检测模块12、一储存模块13与一处理模块14。在本实施例当中，马达驱动控制系统1应用于伺服马达的变频服务器，但在其他实施例并不以此为限。

控制模块11电性连接于一马达2。检测模块12电性连接于控制模块11。储存模块13电性连接于检测模块12，并设有一脉冲数据131。其中，储存模块 13可为硬盘(Hard DiskDrive；HDD)、固态硬盘(Solid State Disk；SSD)、闪存(Flash Memory)、只读存储器(Read-only Memory；ROM)、动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory；DRAM)或静态随机存取内存 (Static Random Access Memory；SRAM)，但不以此为限。

处理模块14电性连接于检测模块12、储存模块13、一直流电供应单元3 与一交流电供应单元4，并设有一信号电压判断值141与一信号判断周期142。其中，处理模块14可为中央处理器、微处理器或软件程序，软件程序可藉由 ASP、C/C++/C#、JAVA、Python、PHP、Perl等程序语言实现，但并不以此为限。

直流电供应单元3具有一直流电压31。处理模块14依据直流电压31产生信号电压判断值141。交流电供应单元4具有一交流电脉冲41。处理模块14 依据交流电脉冲41产生信号判断周期142。

在本实施例当中，由于直流电压31的值为100V(伏特)～110V，因此将信号电压判断值141设为110V，但在其他实施例当中并不以此为限。在本实施例当中，交流电供应单元4为市电供应单元。由于一般市电的频率为60赫兹，因此市电的电力周期为17微秒(ms)。在本实施例当中，信号判断周期142 设为半个市电的电力周期，因此信号判断周期142约为8微秒。

请一并参阅图2至图4，图3为显示本发明所提供的马达驱动控制方法的流程图；图4为显示本发明较佳实施例的马达驱动控制系统未判断出异常状态时的马达的转速与时间的波形示意图。如图3所示，本发明较佳实施例提供了一种马达驱动控制方法。

马达驱动控制方法用以依据一控制条件控制马达2。控制条件包含一在一第一时序的第一控制脉冲与一在一第二时序的第二控制脉冲。

首先，控制模块11依据第一控制脉冲传送出一第一控制信号至马达2，并藉由检测模块12检测马达2在第一时序所接收到的一实际脉冲与第一控制信号的至少一信号参数(步骤S1)。其中，信号参数为第一控制信号的一信号电压值与一脉冲周期。

接着，处理模块14判断信号电压值是否小于信号电压判断值141(步骤 S21)。

在判断出信号电压值不小于信号电压判断值141时，则可判断出马达2并非在一异常状态(步骤S23)。其中，异常状态可能为跳电、或电力异常供应，但不以此为限。倘若判断出判断信号电压值小于信号电压判断值141时，则接着判断脉冲周期是否大于一信号判断周期142(步骤S22)。在判断出判断脉冲周期不大于信号判断周期142时，则可判断出马达2并非在一异常状态(步骤S23)。

当确认马达2在第一时序并非在异常状态时，储存模块13会储存实际脉冲并更新至脉冲数据131，并使处理模块14依据脉冲数据131所更新的实际脉冲与第一控制脉冲形成一脉冲补偿量。在本实施例当中，处理模块14是依据脉冲数据131的实际脉冲与第一控制脉冲之差而形成脉冲补偿量(步骤S3)，但在其他实施例当中并不以此为限。

接着，控制模块11会依据脉冲补偿量与第二控制脉冲传送出一微调控制信号至马达2，藉以在第二时序控制马达2。在本实施例当中，控制模块11是依据脉冲补偿量与第二控制脉冲之和而传送出微调控制信号(步骤S4)，但在其他实施例当中并不以此为限。

在图4中，实线为在多个时序中，马达2的实际转速数据。虚线为在多个时序中，以控制条件控制马达2的控制转速数据。其中，由于以控制条件所对应的马达2的转速难免会与马达2受控制后实际的转速有些许误差，因此会藉由将第一时序的第一控制脉冲与脉冲数据131的实际脉冲之间所具有的脉冲补偿量补偿至第二时序的第二控制脉冲，藉以降低马达2转速的误差。由于并未出现异常状态，因此马达实际转速数据的曲线与以控制条件控制马达2的控制转速数据的曲线相近。

请一并参阅图2、图3与图5，图5为显示本发明较佳实施例的马达驱动控制系统判断出异常状态时的马达的转速与时间的波形示意图。如图3 所示，当判断出判断脉冲周期大于一信号判断周期142时，则判定马达2在异常状态(步骤S24)。当判断出马达2在第一时序t1为异常状态时，重置脉冲数据131，以清空脉冲数据131内所储存的实际脉冲。控制模块11依据第二控制脉冲传送出一第二控制信号至马达2，藉以在第二时序t2控制马达2(步骤S5)。

在图5中，实线为在多个时序中，马达2的实际转速数据。虚线为在多个时序中，以控制条件控制马达2的控制转速数据。其中，由于以控制条件所对应的马达2的转速难免会与马达2受控制后实际的转速有些许误差，因此会藉由将第一时序t1的第一控制脉冲与实际脉冲之间所具有的脉冲补偿量补偿至第二时序t2的第二控制脉冲，藉以降低马达2转速的误差。

由于在第一时序t1时，处理模块14判断出马达2出现了异常状态，储存模块13会清空并重置脉冲数据131。控制模块11会在马达2回复非异常状态的第二时序t2依照控制条件的第二控制脉冲传出第二控制信号。如此一来，虽然马达2的实际转速与控制转速之间可能会具有误差，但可避免现有技术中，在马达2回复到非异常状态时产生过高的脉冲而使马达2转速骤升，因而减少了马达2与变频服务器故障的机率。

综上所述，在本发明较佳实施例所提供的马达驱动控制系统及其方法中，当处理模块依据信号电压判断值与信号判断周期判断出马达在第一时序处于异常状态时，会重置储存模块的脉冲数据，并在第二时序以第二控制脉冲产生的第二控制信号控制马达。其中，处理模块是依据直流电供应单元的直流电压而定义出信号电压判断值，依据交流电供应单元的交流电脉冲而定义出信号判断周期。

相较于现有技术，在本发明较佳实施例所提供的马达驱动控制系统及其方法中，当马达处于异常状态时，会清空脉冲数据内的实际脉冲，藉以重置脉冲数据，并在第二时序依据第二控制脉冲传送出第二控制信号控制马达。藉此，避免了现有技术中，在马达处于异常状态时，因为依据输出脉冲会与控制脉冲所计算出的脉冲补偿量过高而造成马达转速过高，因而避免了马达转速骤升或转速异常的状况发生，使得变频服务器与马达故障的机率下降。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。

Claims (10)

1.一种马达驱动控制系统，其特征在于，用以依据一控制条件控制一马达，该控制条件包含一在一第一时序的第一控制脉冲与一在一第二时序的第二控制脉冲，该马达驱动控制系统包含：

一控制模块，电性连接于该马达，并依据该第一控制脉冲传送出一具有一实际脉冲的第一控制信号至该马达；

一检测模块，电性连接于该控制模块，用以检测该第一控制信号的至少一信号参数与该马达在该第一时序所接收到的该实际脉冲；

一储存模块，电性连接于该检测模块，设有一脉冲数据，并用以储存该实际脉冲；以及

一处理模块，电性连接于该检测模块与该储存模块，用以依据该至少一信号参数，判断该马达是否在一异常状态；

其中，在该处理模块判断出该马达未在该异常状态时，依据该第一控制脉冲与该脉冲数据的该实际脉冲形成一脉冲补偿量，该控制模块依据该第二控制脉冲与该脉冲补偿量传送出一微调控制信号至该马达，藉以在该第二时序控制该马达；在该处理模块判断出该马达在该异常状态时，该储存模块重置该脉冲数据，且该控制模块依据该第二控制脉冲传送出一第二控制信号至该马达，藉以在该第二时序控制该马达。

2.如权利要求1所述的马达驱动控制系统，其特征在于，该至少一信号参数为一信号电压值与一脉冲周期，该处理模块设有一信号电压判断值与一信号判断周期，用以在该信号电压值低于该信号电压判断值，且该脉冲周期大于该信号判断周期时，判断该马达在该异常状态。

3.如权利要求2所述的马达驱动控制系统，其特征在于，该处理模块电性连接于一具有一直流电压的直流电供应单元，该处理模块依据该直流电压产生该信号电压判断值。

4.如权利要求2所述的马达驱动控制系统，其特征在于，该处理模块电性连接于一具有一交流电脉冲的交流电供应单元，该处理模块依据该交流电脉冲产生该信号判断周期。

5.如权利要求1所述的马达驱动控制系统，其特征在于，该控制模块依据该第二控制脉冲与该脉冲补偿量之和传送出该微调控制信号至该马达。

6.如权利要求1所述的马达驱动控制系统，其特征在于，该处理模块判断出该马达未在该异常状态时，依据该脉冲数据的该实际脉冲与该第一控制脉冲之差形成该脉冲补偿量。

7.一种马达驱动控制方法，其特征在于，用以依据一控制条件控制一马达，该控制条件包含一在一第一时序的第一控制脉冲与一在一第二时序的第二控制脉冲，该马达驱动控制方法包含以下步骤：

(a)依据该第一控制脉冲传送出一第一控制信号至该马达，并检测该马达在该第一时序所接收到的一实际脉冲与该第一控制信号的至少一信号参数；

(b)依据该至少一信号参数，判断该马达是否在一异常状态；

(c)在该步骤(b)的判断结果为否时，储存该实际脉冲，将该实际脉冲更新至一脉冲数据，并依据该脉冲数据的该实际脉冲与该第一控制脉冲形成一脉冲补偿量；

(d)依据该脉冲补偿量与该第二控制脉冲传送出一微调控制信号至该马达，藉以在该第二时序控制该马达；以及

(e)在该步骤(b)的判断结果为是时，重置该脉冲数据，并依据该第二控制脉冲传送出一第二控制信号至该马达，藉以在该第二时序控制该马达。

8.如权利要求7所述的马达驱动控制方法，其特征在于，该至少一信号参数为一信号电压值与一脉冲周期，在该步骤(b)中，更包含以下步骤：

(b1)判断该信号电压值是否小于一信号电压判断值；

(b2)在该步骤(b1)的判断结果为是时，判断该脉冲周期是否大于一信号判断周期；

(b3)在该步骤(b1)与该步骤(b2)中的至少一者的判断结果为否时，则判定该马达未在该异常状态；以及

(b4)在该步骤(b2)的判断结果为是时，则判定该马达在该异常状态。

9.如权利要求7所述的马达驱动控制方法，其特征在于，在该步骤(c)中，依据该脉冲数据的该实际脉冲与该第一控制脉冲之差而形成该脉冲补偿量。

10.如权利要求7所述的马达驱动控制方法，其特征在于，在该步骤(d)中，依据该脉冲补偿量与该第二控制脉冲之和而传送出该微调控制信号。

Images