TWI251396B - Motor apparatus and its control method - Google Patents

Description

1251396 五、發明說明G) 發明所屬之技術領域 種針Κΐίϋ::種·?達的控制方法’特別是有關於- 角而&供馬達保護機制的控制方法。 先前技術 轉子1 2 ^播圖士所V V白1知的馬達裝置由一定子1 0，以及- N極與四個“虽j 3轉子12上設置有相互交錯排列的四個 轉子極、，一感測兀件16設置於定子10上，用於感測 示）的雷、、☆極或s極通過並輸出訊號以變換定子線圈（未圖 性者成机方向，使疋子1 0對應於轉子1 2改變矽鋼片的極 你2測元件16偵測到_121時，輸出一高位準訊號， N炻1 ^屑兀件16所在的矽鋼片1〇1之極性變換為N極，藉由 \ 對矽鋼片1 0 1的推斥力使轉子得以持續運轉；當感 及疋件16偵測到s極時，輸出一低位準訊號，使矽鋼片丄〇 } 之，性變換為S極，其運轉原理同上所述。企匕時感測器i 6 所偵測到的訊號如第5 a圖中S_所示。 當轉子12停止轉動時，若其任一1^極121與§極122交界 處恰巧停在感測元件1 6的附近，則當馬達重新運轉時，感 測元件1 6首先會偵測到N極而使石夕鋼片1 q 1的極性變換為n 才查並進而使轉子1 2做順時鐘方向轉動。如第2圖所示， 當轉子1 2轉動到使感測元件1 6偵測到s極1 2 2時，矽鋼片 101的極性會變換為S極，藉由矽鋼片ι〇1對3極122的推斥 力使轉子122朝反時鐘轉動，又再度使感測元件16偵測到N 極1 2 1，而回到第1圖所示的狀態，如此反覆地順時鐘、反

0678- 101631W(N1); 12703-CP-TW; j oanne. ptd 第6頁 1251396 五、發明說明（2) =ί方向轉動’會使轉子1 2產生抖動現象，此時感測元件 妒訊號如第5b圖中s—所#，最後造成電流過大使馬達 損1又。 、制r^ ^12的N —S極交界處附近停留在感測元件16的感 以』1，％為馬達陷入死角。轉子12的N —S交界處係 二:磁:磁:;極性而定。在第1圖、第2圖中的轉子12具 愈多時，則N-S極具Λ八的交界處，當轉子的磁極 中。 、才乂界處亦愈多，使馬達更容易陷入死角 本發明 是否陷 供的馬 及一由 方法包 ;提供 轉動時 到該轉 該轉子 二訊號 分別對 發明内容 有鑑於此， 法，以偵測馬達 本發明所提 達具有一定子以 的轉子，該控制 設置於該定子上 而使得當該轉子 件不會同時感測 感測元件感測到 一訊號以及一第 之N極與S極時， 號；判斷該第一 定的時間 的目的在於提供一 入死角，並提供馬 達控制方法係用於 複數個N極與s極相 括下列步驟：提供 一苐二感測元件設 ’该第一感測元件 子的N極與s極之交 之N極與s極時，分 ’當該第二感測元 應輪出一第三訊號 三、四訊號其中之 二、三、四訊號其 種馬達的 達保護的 一馬達中 互交錯配 一第一感 置於該定 與該第二 界點；當 別對應輸 件感測到 以及一第 一是否超 中之一超 控制方 機制。 ，該馬 置而成 測元件 子上， 感測元 該第一 出一第 該轉子 四訊 過一既 過一既 ;若該第

1251396 五、發明說明（3) 定的時間’則關斷該馬達供電。上述之既定的時間係對應 於該轉子的轉速。 在本發明的馬達控制方法中，該第一感測元件與該第 二感測元件為磁場感測元件。該磁場感測元件可為分流器 (shunt)、比流器、（current transformer)、霍爾感應 器（Hall sensor)或磁阻器（magnetic resistor)。 本發明更提供一種馬達裝置，包括··一轉子，具有複 數個N極與S極互相交錯配置；一定子；一第一感測^件， 设置於該定子上；一第二感測元件，設置於該定子上，並 與該第一感測元件相隔一適當的距離；以及一處理元， 接收來自該第一感測元件以及該第二感測元件之訊號直 *合當=子轉動時，該第一感測元件 ;;元件 供電。 在判斷疋否關斷該馬達裝置的 本發明之馬達設置兩個感測元 會同時感測到轉子Ν-S極的交界處〜，因此若兩個感測元件不 其中一個感測元件於轉子N — S極六 馬達啟動時， 動現象，則可由另一感測元件人,广’而使轉子產生抖 一位準而得知，藉此可關斷馬二二二、號持續處於某 損。 達的供電以保護馬達免於毁 實施方式 置^的示意圖 本發明的馬達

第3圖為本發明之馬達裝 1251396 發明說明（4) 裝置由轉子12以及定子10所構成，轉子12具有複數個磁極 (在本實施例中為八個），其中N極與s極交錯排列。在定 子1 〇上設置感測兀件1 6與感測元件i 8，且使感測元件丨6與 感測元件1 8不會同時偵測到轉子〗2 極與s極的交界處。 以第3圖所示的馬達為例，與感測元件16可同時偵測到轉 子12之N極與S極的交界處的感測元件的設置位置共有八 處，即在定子10的圓周上，從感測元件16起每相隔45度圓 心角就存在一個位置，所以感測元件18只要不設置在其中 一個位置就不會與感測元件丨6同時偵測到轉子丨2 極盥8 極的交界處。感測元件16、18可為磁場感測元件，這類的 感測元件有分流器（shunt)、比流器（current transformer)、霍爾感應器（HaU sens〇r)或磁阻器 (magnetic resistor )等 。 第4圖表示本發明馬達裝置之控制方法的方塊圖。如 圖所示’⑤測元件16、18之輸出信號^分別輸入至處 理早7042。該感測兀件16經過_時輸出的訊號&稱為第 -訊號（高位準）、，經過s極時輸出的訊號Si6稱為第二訊 號（低位準)>，感測元件18經過N極時輸出的訊號心稱為 第二訊號（南位準），經過S極時輸出的訊 訊號（低位準）。 再參考第3® ’ #馬達啟動時’假㈣子12之N-S極交 界處附近恰巧可被感測兀件i 6偵測到，由於感測元 法正確判斷出轉子12之磁性，便無法正確地變更定子心 極性，因此造成轉子12發生抖動現象，此時，《測元件16

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交互輸出第一 發生抖動現象 偵測到N磁極， 特定時間。 Λ就與第二訊號而形成抖動信號，當轉子i 2 而無法正常轉動時，則另一感測元件1 8 —直 故其所輸出之訊號將維持在高位準超過一 當偵測出感 輸出南位準信號 一致能信號至馬 動而造成供電過 第6a、6b圖 訊號波形。當馬 位於感測元件1 6 感測出N磁極或§ 造成轉子1 2無法 元件18會一直感 测元件1 6輸 且持續超過 達，用以停 大而損毀。 為馬達發生 達啟動時， 之感測範圍 磁極，故輸 正常轉動， 應到轉子1 2 示之高位 此時 當感測元 仏5虎超過 止馬達之 績在某一 正確地判 其中 之轉速愈 42係根據 準信號 ，處理 件16輸 特定時 運轉。 位準的 斷出轉 ，特定 快時， 外部信 出抖動信號而另一感測元件1 8 一特定時間，處理單元42送出 止轉子之轉動，避免轉子因抖 抖動現象時，感測器1 6、1 8的 若轉子12之N-S極交界處正好 内’由於感測裝置16無法正確 出如波形816所示之抖動信號， 而發生抖動現象；此時，感測 之N磁極，則輸出如波形^所 單元42偵測感測元件16及18之輸出波形， 出抖動信號，而感測元件18輸出之高位準 間1，則處理單元42送出一致能信號，停 ^感測元件輸出何種訊號，只要訊號持 時間未超過特定時間，則表示感測元件可 子之極性。 時間L係對應於馬達之轉速時間；當馬 則特定時間^愈短。並且’ i述處理單元 號之變化’而控制馬達之運轉，該處理單

1251396 五、發明說明（6) 元42可為一單晶片。 、第7圖顯示本發明之馬達控制方法流程圖。 馬達裝置包括-轉子及-定子，上述轉子具有:之 和S磁極互相交錯而成環狀配] 磁極 方法，包括下列步驟： 3圖，風扇控制 步驟100 :設置兩個感測元件16、18於定 轉子12在停止轉動日寺，感應裝置16、18不會’使 個N磁極和S磁極之交界處，然後執行步驟110。寺洛在兩 舻s其U感測元件16偵測到N磁極或s磁極時，輸出訊 中偵測到N極時輸出者稱為第-訊號，偵：到 ^輸出者稱為第二訊號，當感測元件18感應上述N磁極 、極時，則輸出訊號Sls，其中偵測到N極時輪為 到㈣輸出者稱為第四訊號。在本⑵ 第一汛號為咼位準訊號，第二、第四1A彳 位準訊號。 不口 Λ說為低 々盛v，11 〇 ·偵測感測元件所輪出之第一、第二、繁二 定的時間。判斷疋否維持在高位準或低位準超過一特 第一；中、=:之-所輸出之 續超過-特定時間t 在南位準或低位,，並且持 高、低位準而輸出抖i代表另—感測凡件正反覆摘測到 以第3圖為例二=步驟12°。 田馬達啟動時，由於轉子12之N —s極

1251396 五、發明說明（7) 父界處正好位 1 6無法正確感 轉子1 2無法正 高位準信號， 高位準信號持 步驟120 當馬達啟 感測元件1 6的 子1 2之磁極， 的磁極，改變 若感測元 於感測元件1 6之感應區内，因此，感測元件 應出轉子1 2之磁極，而輸出抖動信號，造成 市轉動’感測元件1 8感應到N磁極，故輸出 ，且，如第6b圖所示，感測元件18所輪出之 續超過特定時間t。 ••使馬達保持正常轉動。 動時’若轉子12之Ν-S交界處附近並未處於 感測範圍内，則感測元件丨6可正確感應出轉 ，此，處理單元42根據感測元件16所偵測到 定子1 0之極性，使得轉子1 2正常轉動。 信號，而另一 的時間並未大 步驟1 3 0 當處理單 動信號，另一 則關閉馬達之 電流而造成損 、18其中之一在馬達啟動時，輸出抖動 感測π件輸出高位準或低位準信號，但 於特定時間h，則代表馬達並未 死角^ :關斷馬達的供電。 角 疋42偵測出感測元件丨6、丨8 1 感測元件輸出之信號持續超過；c斗 毀。 付丁针勒而通過過大的 發明之功效 本發明之馬達設置兩個感測元件，此 會同時感測到轉子Ν-S極的交界處，個感測元件不 其中一個感測元件於轉子Ν-S極交展滲 馬達啟動時， 動現象’則可由另-感測元件所感測到使轉子產生抖 4幻衹旎持續處於某 0678-10163TWF(Nl)；12703-CP-TW;j〇anne.ptd 第12頁 1251396 五、發明說明（8) 一位準而得知，藉此可切斷馬達的供電以保護馬達免於毀 損。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

0678-10163TWF(N1);12703-CP-TW;j oanne.ptd 第13頁 1251396 圖式簡單說明 第1圖表示一習知馬、φ站 圖，其中轉子先朝順時達、置的轉子產生抖動的示意 第2圖表示第1圖所示^動。 方向轉動，形成抖動現象。4達裝置中，轉子再朝逆時針 第3圖為本發明之$ 笛4岡：：馬達裝置的示意圖。 :圖表示本發明之感測元件的控制方式。 形圖 弟5a圖表不習知感測 。 什长馬達正常運轉時的輸出波 形圖 第5b圖表示習知感測元件在馬達位於死角時的輸出波 本Π之感測元件其中之-的輸出訊號。 :6b圖表不本發明之另-感測元件的輸出訊號。 弟7圖為本發明之馬達控制方法流程圖。 符號說明 10〜定子； 12〜轉子； 1 6、1 8〜感測元件； 42〜處理單元； 1 0 1〜定子石夕鋼片； 121〜轉子N極； 1 2 2〜轉子S極； snom、sabnom、s16、s18〜感測元件之輸出訊號

0678-10163TWF(N1);12703-CP-TW;j oanne.ptd 弟14頁

Claims (1)

1251396 六、申請專利範圍 1 · 一種 定子以及一 该馬達控制 提供一 提供一 子轉動時， 測到該轉子 當該第 對應輸出一 當該第 對應輸出一 判斷該 定的時間； 若該第 間，貝1J關斷 2 ·如申 上述之既定 3.如申 該第一感測 4 · 一種 一轉子 一定子 一第一 一第二 其中 其中 馬達控制方法，用於一馬達中，該馬達具有一 由複數個N極與s極相互交錯配置而成的轉子， 方法包括下列步驟： 第一感測元件設置於該定子上； =感，元件設置於該定子上，而使得當該轉 =弟一感測元件與該第二感測元件不會 的N極與S極之交界點； 一感測元件感測到該轉子之N極與S極時，八 第:訊號以及一第二訊號； 刀別 感成I元件感測到該轉子之N極與$極時， 第^訊號以及一第四訊號； 刀別 第一、二、三、四訊號其中之一是 以及 & 6 %過—既 一、二、三、四訊號其中之一超 該馬達供電。 、既疋的時 明專利範圍第1項所述之馬達控制方法， 的時間係對應於該轉子的轉速。 請專利範圍第1項所述之馬達控制方法， 兀件與該第二感測元件為磁場感測元件 馬達裝置，包括： j具有複數個N極與s極互相交錯配置； 9 感測元件，設置於該定子上； 感測元件，設置於該定子上，並與該第. 、Λ乐一感測

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六、申請專利範圍 凡件相隔一適當的距離；以及 感 一處理單元，接收來自該第一感測元件 測元件之訊號； ^ 、-其中，當該轉子轉動時，該第一感測元件與該第二感 測兀件不會同時感測到該的N極與s極之交二 坊# I田口口 - 八⑺”、心 I 口J Η寸 二處理早70使用申請專利範圍第1項所述之馬達控制方法 判斷是否關斷該馬達裝置的供電。 、5 ·如申請專利範圍第4項所述之馬達裝置，其中該第 一感測元件與該第二感測元件為磁場感測元件。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之馬達裝置，其中上述 之磁場感測元件為分流器（shunt )。 7 ·如申請專利範圍第5項所述之馬達裝置，其中上述 之磁場感測元件為比流器（current transformer)。 8.如申請專利範圍第5項所述之馬達裝置，其中上述 之磁場感測元件為霍爾感應器（Hall sensor)。 9 ·如申請專利範圍第5項所述之馬達裝置’其中上述 之磁場感測元件為磁阻器（magnetic resistor)。 1 〇 ·如申請專利範圍第4項所述之馬達裝置’其中上述 之處理單元為一單晶片。

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