TW201427266A - 馬達驅動裝置 - Google Patents

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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
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Abstract

本發明提供一種馬達驅動裝置包括：一第一雙向轉換電路；一直流鏈路；一第二雙向轉換電路；一馬達控制器；一電能儲存裝置；及一能量控制器。該能量控制器包括：一相位偵測單元；一PWM驅動單元；一電能存儲控制單元；一處理單元，用於根據預先設置的工作程式產生一馬達減速信號時，啟動電能回充，即控制電能存儲控制單元使電能儲存裝置工作，同時根據相位偵測單元偵測的市電的相位，控制PWM驅動單元產生PWM信號至第一雙向轉換電路，使第一雙向轉換電路產生的反向再生電流與市電的相位同步，從而回灌市電。

Description

馬達驅動裝置
本發明涉及一種馬達驅動裝置。
馬達驅動裝置經常要驅動馬達加速或減速運動，以控制外部設備(如車床刀具)。但馬達在減速時產生的再生電能往往被浪費掉，電能利用效率低。
針對上述問題，有必要提供一種能提高電能利用效率的馬達驅動裝置。
一種馬達驅動裝置，包括：一第一雙向轉換電路，用於接收市電，並將市電轉換為直流電；一直流鏈路，用於接收經該第一雙向轉換電路轉換後的直流電；一第二雙向轉換電路，用於接收經該直流鏈路傳輸的直流電並將其轉換回工作交流電以驅動一馬達工作；一馬達控制器，用於產生馬達加速信號或馬達減速信號，使馬達加速或減速工作，並根據馬達的工作狀態回饋一電機加速信號或電機減速信號至能量控制器；一電能儲存裝置，連接在第一雙向轉換電路及第二雙向轉換電路之間，用於儲存能量；及一能量控制器。該能量控制器包括：一相位偵測單元，用於偵測市電的相位；一PWM驅動單元，用於產生一PWM信號至第一雙向轉換電路，在電能回充時，使第一雙向轉換電路產生的反向再生電流與市電的相位同步；一電能存儲控制單元，用於在電能回充時，控制電能儲存裝置工作，即電能儲存裝置根據第二雙向轉換電路產生的反向直流電儲能；一處理單元，用於根據預先設置的工作程式產生一馬達減速信號時，啟動電能回充，即控制電能存儲控制單元使電能儲存裝置工作，同時根據相位偵測單元偵測的市電的相位，控制PWM驅動單元產生PWM信號至第一雙向轉換電路，使第一雙向轉換電路產生的反向再生電流與市電的相位同步，從而回灌市電。
如此，根據預設的工作程式使馬達進行加減速動作時即啟動電能回充，提高了電能利用率，且根據馬達控制器回饋的電機減速信號及直流電壓偵測單元產生的工作電壓作為啟動電能回充的補充，可以降低電能回充的過程中直流鏈電壓的波動，提升了系統的穩定度。
請參照圖1，本發明的較佳實施方式的馬達驅動裝置100包括一第一雙向轉換電路10、一直流鏈路20、一第二雙向轉換電路30、一電能儲存裝置40、一馬達控制器50及一能量控制器60。該市電1一般為三相交流電源。
該第一雙向轉換電路10用於把來自於該市電1的三相交流電轉換為直流電。
該直流鏈路20用於儲存能量及把經該第一雙向轉換電路10轉換後的直流電傳輸給該第二雙向轉換電路30。該直流鏈路20包括一儲能電容，兩端分別連接第一雙向轉換電路10及第二雙向轉換電路30。
該第二雙向轉換電路30用於接收經該直流鏈路20傳輸過來的直流電並將其轉換回工作交流電以驅動該馬達2工作。
該電能儲存裝置40，連接在第一雙向轉換電路10及第二雙向轉換電路30之間，用於儲存能量。
該馬達控制器50用於根據能量控制器60產生的馬達加速信號或馬達減速信號，使馬達2加速或減速工作，並根據馬達2的工作狀態回饋一電機加速信號或電機減速信號至能量控制器60。
能量控制器60包括一相位偵測單元601、一PWM驅動單元602、一電能存儲控制單元603、一直流電壓偵測單元604及一處理單元605。
相位偵測單元601，用於偵測市電1的相位，並將相位訊號傳送至處理單元605。
PWM驅動單元602產生一脈衝寬度調製（PWM）信號至第一雙向轉換電路10，在電能回充時，使第一雙向轉換電路10產生的反向再生電流與市電1的相位同步。
電能存儲控制單元603，在電能回充時，控制電能儲存裝置40工作，即電能儲存裝置40根據第二雙向轉換電路30產生的反向直流電儲能。一般情況下，電能存儲控制單元603包括一開關，在開關導通時控制電能儲存裝置40工作。
直流電壓偵測單元604，用於偵測直流鏈路20的工作電壓。
處理單元605連接馬達驅動器70，接收馬達驅動器70回饋的電機加速信號或電機減速信號，連接直流電壓偵測單元604，接收直流電壓偵測單元604傳送的直流鏈路20的工作電壓，並接收相位偵測單元601傳送的市電1的相位訊號。
在本發明優選實施方式下，處理單元605根據預先設置的工作程式產生一馬達減速信號時，啟動電能回充。即，處理單元605控制電能存儲控制單元603使電能儲存裝置40工作，同時根據相位偵測單元601偵測的市電1的相位，控制PWM驅動單元602產生PWM信號至第一雙向轉換電路10，使第一雙向轉換電路10產生的反向再生電流與市電1的相位同步，從而回灌市電1。
在本發明其他實施方式下，處理單元605根據馬達控制器50回饋的一電機減速信號及直流電壓偵測單元604產生的工作電壓，作為啟動電能回充的補充。具體的工作方法及電路可參考申請人2008年10月10日提出的申請號為200810304883.x，名稱為“馬達驅動裝置”的發明專利申請。
馬達驅動裝置100根據預設的工作程式使馬達2進行加減速動作時即啟動電能回充，提高了電能利用率，且根據馬達控制器50回饋的電機減速信號及直流電壓偵測單元604產生的工作電壓作為啟動電能回充的補充，可以降低電能回充的過程中直流鏈電壓的波動，提升了系統的穩定度。
100．．．馬達驅動裝置
1．．．市電
2．．．馬達
10．．．第一雙向轉換電路
20．．．直流鏈路
30．．．第二雙向轉換電路
40．．．電能儲存裝置
50．．．馬達控制器
60．．．能量控制器
601．．．相位偵測單元
602．．．PWM驅動單元
603．．．電能存儲控制單元
604．．．直流電壓偵測單元
605．．．處理單元
圖1係本發明較佳實施方式的馬達驅動裝置的電路圖。
100．．．馬達驅動裝置
1．．．市電
2．．．馬達
10．．．第一雙向轉換電路
20．．．直流鏈路
30．．．第二雙向轉換電路
40．．．電能儲存裝置
50．．．馬達控制器
60．．．能量控制器
601．．．相位偵測單元
602．．．PWM驅動單元
603．．．電能存儲控制單元
604．．．直流電壓偵測單元
605．．．處理單元

Claims (4)

  1. 一種馬達驅動裝置，包括一第一雙向轉換電路，用於接收市電，並將市電轉換為直流電；一直流鏈路，用於接收經該第一雙向轉換電路轉換後的直流電；一第二雙向轉換電路，用於接收經該直流鏈路傳輸的直流電並轉換回工作交流電以驅動一馬達工作；一馬達控制器，用於產生馬達加速信號或馬達減速信號，使馬達加速或減速工作，並根據馬達的工作狀態回饋一電機加速信號或電機減速信號至能量控制器；其改良在於，該馬達驅動裝置還包括：
    一電能儲存裝置，連接在第一雙向轉換電路及第二雙向轉換電路之間，用於儲存能量；及
    一能量控制器，包括：
    一相位偵測單元，用於偵測市電的相位；
    一PWM驅動單元，用於產生一PWM信號至第一雙向轉換電路，在電能回充時，使第一雙向轉換電路產生的反向再生電流與市電的相位同步；
    一電能存儲控制單元，用於在電能回充時，控制電能儲存裝置工作，即電能儲存裝置根據第二雙向轉換電路產生的反向直流電儲能；及
    一處理單元，用於根據預先設置的工作程式產生一馬達減速信號時，啟動電能回充，即控制電能存儲控制單元使電能儲存裝置工作，同時根據相位偵測單元偵測的市電的相位，控制PWM驅動單元產生PWM信號至第一雙向轉換電路，使第一雙向轉換電路產生的反向再生電流與市電的相位同步，從而回灌市電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之馬達驅動裝置，其中，所述能量控制器還包括一直流電壓偵測單元，用於偵測直流鏈路的工作電壓；所述處理單元根據馬達控制器回饋的一電機減速信號及直流電壓偵測單元產生的工作電壓，作為啟動電能回充的補充。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之馬達驅動裝置，其中，所述電能存儲控制單元包括一開關，在開關導通時控制電能儲存裝置工作。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之馬達驅動裝置，其中，所述直流鏈路包括一儲能電容，兩端分別連接第一雙向轉換電路及第二雙向轉換電路。
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