TWI491162B - 智慧型電動機控制器、控制方法、外掛電路以及其電動機遙控器 - Google Patents

Description

智慧型電動機控制器、控制方法、外掛電路以及其電動機遙控器

本發明係關於一種電動機控制的技術，更進一步來說，本發明係關於一種智慧型電動機控制器、控制方法、外掛電路以及其遙控器。

萬馬力機是一種密閉式批量混合機，有時亦稱為班伯里混合機又稱為密煉機，此機器係由班伯里(Banbury)所設計，美國法拉爾(Farrel)公司所推出，其構造如第1圖所示。第1圖繪示為先前技術的萬馬力機的結構圖。請參考第1圖，此萬馬力機的結構包括汽缸101、加壓錘102、進料口103、混煉室104、卸料門105以及門閂106。塑料由進料口103加入，經過旋帶式混合機或漢塞爾混合機混合的塑料，進入萬馬力混練室104，加壓錘102將之壓緊，混練室104中有二支具有隆起翼狀的轉子(rotor)反方向迴轉。由於轉子間及轉子及與室壁間強大的剪切效果而產生高熱，使塑料產生混練效果。混練室的溫度必須控制適當，以防止塑料過度的膠化，控制的方式大都是將室壁或轉子作成中空，以通冷水或蒸氣。混練完成的塑料，可由底部的卸料卸出。混練完成的塑料，可由底部的卸料門105卸出。

萬馬力機(密煉機)的應用主要包括EVA、TPR、橡膠鞋底、海灘鞋、橡膠轉輪、輪胎、海綿、內胎、橡皮圈、 橡皮管、輸送帶、橡皮擦、o型環、油封、運動器材、球類、瓶塞、防震橡膠、橡膠磁鐵、色母顏料、油墨、軟木塞、電器及各類汽、機車橡膠製品..等，用途極為廣泛。然而，此萬馬力機(密煉機)在運作時，會產生極高的功率消耗。尤其是機器必須運作在高馬力的狀態，啟動電流、空載或輕載功率消耗都非常可觀。

另外，對於製冷系統(Cooling System)，例如冷氣，來說，對於一般使用者是家庭的最大電力消耗來源。對於一般家庭，或許可以直接選擇購買變頻空調以節省能源。但是對於企業或公司大樓，空調是早就已經內建並配置好的。申請人雖然在2007年申請針對此種非變頻空調所做的外掛電路，用以改善功率消耗，但仍有些許不足。

一般冷氣廠商，在製造冷氣時，會另外向變頻模組製造廠商加購變頻模組。然純粹的變頻模組配置在冷氣上，是無法運作的。因此又會向外部軟體廠商，加購可編程邏輯控制(Program Logic Control，PLC)程式，才能運作。然而，變頻模組與可編程邏輯控制程式必須要付兩次價金，且經由設計好的可編程邏輯控制程式必須請軟體廠商一直前來微調與測試。此種情況常常會導致延誤產品出貨時間。

本發明的一目的在於提供一種智慧型電動機控制器，利用檢測其運作週期的方式，適當的調整電壓，達成 節電的目的。

本發明的另一目的在於提供一種智慧型電動機控制方法，用記錄運作模式的方式，以提供適當的驅動電壓，進行節省能源，並且提升生產良率。

本發明的另一目的在於提供一種製冷系統的外掛電路，整合韌體與外掛變頻模組，並且藉由簡單的設定介面，直接設定韌體的控制模式。

本發明的另一目的在於提供一種電動機遙控器，係方便安裝者可以設定運轉限制。

有鑒於此，本發明提供一種智慧型電動機控制器，用以驅動一電動機，此智慧型電動機控制器包括一電動機驅動電路、一啟動/停止運作檢測器、一負載檢測器以及一驅動電壓調整器。電動機驅動電路耦接上述電動機，用以驅動上述電動機。啟動/停止運作檢測器用以判定上述電動機的運作週期，當上述電動機開始運作時，輸出一起動信號，當上述電動機停止運作時，輸出一停止信號。負載檢測器耦接上述啟動/停止運作檢測器以及上述電動機驅動電路，當上述負載檢測器接收到上述起動信號，上述負載檢測器開始檢測並記錄一負載的大小與時間的變化資料，當上述負載檢測器接收到上述停止信號，負載檢測器停止記錄上述負載的大小與時間的變化資料，並且儲存上述負載的大小與時間的變化。驅動電壓調整器耦接上述負載檢測器以及上述電動機驅動電路。當負載檢測器儲存有至少一次的負載的大小與時間的變化資料時，驅動電壓 調整器依照上述至少一次的負載的大小與時間的變化資料，調整用以驅動電動機的電壓大小。

本發明另外提供一種智慧型電動機控制方法，用以控制一電動機，此智慧型電動機控制方法包括下列步驟：提供一資料儲存裝置；提供一運作啟動機制；提供一運作停止機制；當接收到運作啟動機制時，判斷資料儲存裝置是否有儲存足夠的運作資料；當資料儲存裝置沒有儲存運作資料時，記錄驅動電動機的工作負載與時間的變化資料；將電動機的工作負載與時間的變化資料，作為運作資料，儲存在該資料儲存裝置；以及當資料儲存裝置儲存足夠的運作資料時，根據運作資料中，電動機的工作負載與時間的變化資料，依照驅動時間，調整供應給電動機的電壓大小。

依照本發明較佳實施例所述之智慧型電動機控制器以及智慧型電動機控制方法，當負載檢測器沒有儲存負載的大小與時間的變化資料時，驅動電壓調整器進入等待模式，此時，電動機驅動電路採用正常驅動方式，不改變電壓與電流，對負載進行驅動，使負載檢測器可以記錄負載的大小與時間的變化資料。

依照本發明較佳實施例所述之智慧型電動機控制器以及智慧型電動機控制方法，上述電動機驅動電路為矽控整流器驅動電路，適用於驅動10KHZ以下低頻高功率電動機。在另一實施例中，上述電動機驅動電路為絕緣柵雙極電晶體驅動電路，適用於驅動10KHZ以上高頻高功率電動 機。

依照本發明較佳實施例所述之智慧型電動機控制器以及智慧型電動機控制方法，所記載之智慧型電動機控制器更包括一微處理器，耦接負載檢測器、啟動/停止運作檢測器、驅動電壓調整器，用以整合控制負載檢測器、啟動/停止運作檢測器、驅動電壓調整器之運作，以提供以下系統功能：柔啟動、柔停止、低電壓保護、過電壓保護、缺相保護、過電流過載保護、手動外接旁路、自動外接旁路。

本發明另外提供一種外掛電路，用以外掛於一電動機，其中電動機係由一電動機驅動電路所控制，此外掛電路包括一變頻控制模組、一控制韌體、一環境檢測器、一顯示裝置、一按鈕組以及一微處理器。變頻控制模組用以控制電動機驅動電路的運作頻率。控制韌體用以提供一控制機制。環境檢測器用以檢測一環境狀態，以輸出一環境檢測信號。顯示裝置用以顯示一資訊。微處理器耦接變頻模組、環境檢測器、顯示裝置、按鈕組以及控制韌體。當外掛電路開始運作後，微處理器接收環境檢測器所輸出的環境檢測信號，對比控制韌體內的控制機制，控制變頻控制模組之運作。當使用者透過壓下按鈕組的一特定組合按鈕，微處理器控制外掛電路進入一設定模式。當外掛電路進入設定模式，微處理器控制顯示裝置顯示一參數設定資訊，讓使用者進行參數設定，並更新控制韌體內部的控制機制。

依照本發明較佳實施例所述之外掛電路，上述顯示裝置為一七段顯示器。另外，依照另一實施例，上述按鈕組係由多個按鈕開關所構成。

依照本發明較佳實施例所述之外掛電路，上述外掛電路更包括一顯示器連接埠，耦接微處理器，用以電性連接一外部顯示器。當進入設定模式，且顯示器連接埠有電性連接該外部顯示器，該外部顯示器顯示一較為完整的設定介面。在另一實施例中，上述外掛電路更包括一鍵盤連接介面，耦接微處理器，用以電性連接一外部鍵盤。當進入設定模式，且顯示器連接埠有電性連接該外部顯示器，且該鍵盤連接介面有電性連接該外部鍵盤，外部顯示器顯示一較為完整的設定介面，且使用者可以透過外部鍵盤進行參數設定，並更新控制韌體內部的控制機制。在較佳實施例中，上述顯示器連接埠為D-SUB連接埠、DVI連接埠、HDMI連接埠的其中之一。另外，在較佳實施例中，上述鍵盤連接介面為USB連接埠、PS2連接埠、DIN(Deutsche Industrinorm)標準接頭的其中之一。

本發明另外提供一種電動機遙控器，用以控制一電動機之運轉，此電動機遙控器包括一訊號發射電路、多個按鈕、一控制電路以及一跳線連接埠。訊號發射電路用以發射一控制訊號。控制電路耦接訊號發射電路以及上述多個按鈕，用以根據上述多個按鈕中被壓下的按鈕所對應的指令，控制訊號發射電路所發射出的控制訊號之一內建指令。跳線連接埠包括一第一節點以及一第二節點，其中， 第一節點與第二節點為電性斷路狀態，其中，第一節點耦接控制電路的一第一特定控制腳位，第二節點耦接該控制電路的該第二特定控制腳位。上述多個按鈕至少包括一第一方向按鈕以及一第二方向按鈕，其中，第一方向按鈕係用以控制電動機向第一方向運轉，第二方向按鈕係用以控制電動機向第二方向運轉。

當第一節點與第二節點短路時，控制電路偵測到第一特定控制腳位與第二特定控制腳位電性連接，控制電路設定為一設定模式。當進入設定模式時，若第一方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第一方向運轉，直到第一方向按鈕被釋放，此時，電動機停止運轉，並且電動機的停止運轉點被設定為一第一門限。當進入設定模式時，若第二方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第二方向運轉，直到第二方向按鈕被釋放，此時，電動機停止運轉，並且電動機的停止運轉點被設定為一第二門限。當控制電路不在設定模式時，且第一方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第一方向運轉，直到到達第一門限。當控制電路不在設定模式時，且第二方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第二方向運轉，直到到達第二門限。

依照本發明較佳實施例所述之電動機遙控器，其中，在初始時，控制電路內部儲存有一初始第一門限以及一初始第二門限。另外，在較佳實施例中，上述電動機遙控器係用以控制一電動百葉窗的電動機之運轉。且當跳線連接埠被設定為短路時，可方便安裝工人設定電動百葉窗的開 啟最大值以及關閉最大值，其中第一門限對應電動百葉窗的開啟最大值，其中第二門限對應電動百葉窗的關閉最大值。

本發明之精神在於，當生產線的電動機在初始運轉時，完全不進行干涉，只進行記錄其運轉狀態，並分析運轉狀態。當運轉狀態被記錄，並且啟動節電功能後，依照先前記錄的運轉狀態，適當的調整驅動電壓，進行節省能源。由於有記錄該生產線的電動機的運轉狀態，因此，只要使用本發明的精神，不會發生需求100%電力時，電力供應不足的窘境。因此，本發明可以增加生產的良率。

另外，本發明的外掛電路，係整合韌體與外掛變頻模組，生產電動機的廠商無須額外花費請軟體工程師進行可程式邏輯控制軟體撰寫，並且無須在產品開發時，找軟體工程師進行共同微調。由於本發明的外掛電路具有簡單的設定介面，除了可以直接設定韌體的控制模式，還可以藉由此簡單介面，設定韌體的內部參數。

再者，本發明的電動機遙控器，內建有一跳線連接埠，當上述跳線連接埠被短路後，則進入工廠設定模式。此工廠設定模式可以用來設定電動機的運轉限制，此目的主要是讓安裝此電動機的施工者，可以在安裝完成後，設定其運轉限制。避免終端使用者亂控制造成損壞，也可以增加電動機運轉的安全性。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

在敘述實施例之前，先前技術曾有過在萬馬力機的電動機上安裝變頻模組，以達到省電的效果。然而，變頻模組的運作，是靠著負載大小(供應電流)的回授(FeedBack)來決定運作頻率。但是，從回授到實際改變頻率是需要反應的時間，且生產線上的射出成形，常常是只有一瞬間需要最強馬力。因此，使用變頻模組的機器，經由實驗，雖然節省了能源，但是卻造成了20%的不良率。為了解決這樣的問題，申請人提出了以下實施例。

第一實施例

第2圖繪示為本發明第一實施例的智慧型電動機控制器的電路方塊圖。請參考第2圖，此智慧型電動機控制器包括一電動機驅動電路201、一啟動/停止運作檢測器202、一負載檢測器203、一驅動電壓調整器204以及微處理器205。為了方便說明本發明的精神，本圖示另外繪示了一電動機206。微處理器205耦接負載檢測器203、啟動/停止運作檢測器202、驅動電壓調整器204，用以整合控制負載檢測器203、啟動/停止運作檢測器202、驅動電壓調整器204之運作。電動機驅動電路201耦接上述電動機206，用以驅動上述電動機206。啟動/停止運作檢測器202用以判定上述電動機206的運作週期，當上述電動機206開始運作時，輸出一起動信號EN，當上述電動機停止運作時，輸出一停止信號DN。

負載檢測器203耦接上述啟動/停止運作檢測器202以及上述電動機驅動電路201。在初始運作時，此時負載檢測器203沒有儲存負載的大小與時間的變化資料，負載檢測器203接收到上述起動信號En後，驅動電壓調整器204係進入等待模式，此時，電動機驅動電路204採用正常驅動方式，不改變電壓與電流，對負載進行驅動。負載檢測器203開始檢測並記錄一負載的大小與時間的變化資料，當負載檢測器203接收到上述停止信號DN，負載檢測器203停止記錄上述負載的大小與時間的變化資料，並且儲存上述負載的大小與時間的變化。

驅動電壓調整器204耦接上述負載檢測器203以及上述電動機驅動電路201。當負載檢測器203儲存有至少一次的負載的大小與時間的變化資料時，驅動電壓調整器204依照上述至少一次的負載的大小與時間的變化資料，調整用以驅動電動機206的電壓大小。

由上述實施例可以看出，一般生產線上的電動機，其運作幾乎都是同一週期做同一件事，此種運作主要是確保生產的產品相同性。因此，本發明利用此種特性，提出了在生產線上的電動機的省電裝置。利用把機器運作的週期以及負載與時間的變化狀態利用電子記錄的方式，記錄下來，儲存成電子資料。之後，資料收集完全後，便利用此資料，調整供應給電動機206的電壓，以達成省電的目的。一般來說，若以220VAC的馬達。

上述實施例中，雖然是儲存至少一次的負載的大小與時間的變化資料，然所屬技術領域具有通常知識者應當知道，儲存的次數是可以隨著設計而改變，儲存次數越多，越能夠精準的掌握負載對時間的變化，電壓的調整也就能越加精準。

又，依照電動機的不同，電動機驅動電路201也會有所不同，例如用於驅動10KHZ以下低頻高功率電動機，則電動機驅動電路201採用矽控整流器(SCR)驅動電路。用於驅動10KHZ以上高頻高功率電動機，則電動機驅動電路201採用絕緣柵雙極電晶體(IGBT)驅動電路。又，由於本實施例配置有一微處理器205，此微處理器205可整 合控制負載檢測器203、啟動/停止運作檢測器202、驅動電壓調整器204、電動機驅動電路201之運作，因此，可以提供以下系統功能：

一、柔啟動功能：在柔啟動過程中，萬馬力不會產生瞬間啟動電流造成電壓瞬間的壓降，能延長設備使用年限。

二、柔停止功能：有些應用馬達需要柔停止以避免突然停止的沖激，對抽水馬達也可以避免因馬達快速停止而引起水錘與閥門受損的問題。

三、突跳起動功能：對起動慣性大的馬達柔動可能無法供應足夠的扭力起動馬達。相對較高的電壓可以提供足夠的起動扭力起動馬達。突跳起動後就進入柔起動而繼續完成起動。

四、缺相保護功能：缺相發生時本系統會自動停止輸止馬達，避免馬達更大的受損。

五、超載保護功能：超載時本系統會自動停止輸出以停止馬達運轉，有效保護原馬達設備。

六、高電壓超載保護功能：電壓過高時本系統會自動停止輸出以停止馬達。這樣可使本系統和原馬達設備有電壓過高保護。根據實際需要，電壓恢復正常範圍時本系統可以設定馬達是否再自動起動。

七、低電壓保護功能：電壓過低時根據實際需要本系統可設定為：

a.自動轉入全壓不節電狀態以避免電壓在節電狀態 下電壓過低。

b.停止馬達。

c.電壓恢復正常範圍時本系統可以再自動起動馬達。

八、外接旁路功能(手動或自動)：本系統必要時可以附加旁路系統。若本系統只是當作柔起動器用時，則可以設定柔起動完成後自動跳調外接旁路系統，使本系統停止運作，以延長其壽命。

另外，經由實驗，申請人在位於中國廣東省東莞的塑膠地板廠主要使用萬馬力塑膠原料混合機(規格：3 Φ/50Hz/380V/200HP/運轉時數每天24小時)，將A原料與B原料依比例混合成所需原料，製造塑膠地板加工。為符合大量製程所需，萬馬力都是以24小時運轉作業，混和機必須由馬達帶動運轉。針對驅動馬達裝設SES-VC3538-400型系統，以不影響原有製程的方式，依實際負載大小，達到最佳化的輸出功率，供應設備所需的最適電力，並改善啟動電流，可有效節省設備耗電量嚴重之情形。

在市電模式電表數據記錄中，萬馬力混和機設備運轉時平均消耗125kwh，而當萬馬力處於在節電模式下運轉，平均消耗99.6kwh。兩相比較下，SES-VC3538-400驅動萬馬力混和機的馬達，以最適量輸出功率運轉，本發明實施例的節電效能高達20.3%。

另外，上述實施例雖以萬馬力混和機作為舉例，但所屬技術領域具有通常知識者應當知道，本發明仍可適用於 冷凍冷藏空調壓縮機、木材鋸床機、油壓泵浦、水泵浦、輸送帶、印刷機、滾輪機、碎石機、研磨機、空壓機、扶手電梯、自動門、塑膠射出成形機...等等。因此本發明不以此為限。另外，本發明的智慧型電動機控制器相較於先前技術的利用變頻器進行省電的方式，具有以下優勢：

1.免安裝感測元件：變頻器需要額外安裝例如壓力、溫度、濕度等等感測元件，本發明的第一實施例則不需要任何感測元件。

2.不改變設備轉速：改變設備轉速常常造成生產線的良率下降，導致產品損壞，本發明的第一實施例不需要改變轉速。

3.無須控制程式：變頻器需要額外撰寫可程式邏輯控制程式(PLC)，本發明的第一實施例則不需要。

4.價格便宜。

5.應用範圍廣：變頻器的應用範圍較為受限。

第二實施例

上述實施例可以被歸納成一個智慧型電動機控制方法。請參考第3圖，第3圖繪示為本發明第二實施例的智慧型電動機控制方法的流程圖。如第3圖所示，此智慧型電動機控制方法包括以下步驟：

步驟S301：開始。

步驟S302：提供一資料儲存裝置。

步驟S303：提供一運作啟動機制。

步驟S304：提供一運作停止機制。

步驟S305：判斷是否接收到運作啟動機制(例如上述EN訊號EN)。若判斷為『是』，進行下一步驟S306，若判斷為『否』，持續進行步驟S305。

步驟S306：當接收到該運作啟動機制時，判斷資料儲存裝置是否有儲存足夠的運作資料。若無，進行步驟S307，若有，進行步驟S309。

步驟S307：當資料儲存裝置沒有儲存運作資料時，記錄驅動電動機的工作負載與時間的變化資料。此時，正常驅動電動機，不改變電壓與電流，對負載進行驅動，以便記錄負載的大小與時間的變化資料。

步驟S308：將電動機的工作負載與時間的變化資料，作為運作資料，儲存在資料儲存裝置。之後，回到步驟S305並繼續運作。

步驟S309：當資料儲存裝置儲存足夠的運作資料時，根據運作資料中，電動機的工作負載與時間的變化資料以及依照驅動時間，調整供應給電動機的電壓大小。之後，回到步驟S305並持續運作。

第三實施例

上述第一實施例以及第二實施例提供一種用於工業、生產線上的節電解決方案。在此第三實施例中，提供另一種變頻器上的節電並且節省生產、開發時間的變頻解決方案。第4圖繪示為本發明第三實施例的變頻器外掛電 路的電路方塊圖。請參考第4圖，此變頻器外掛電路包括一變頻控制模組401、一控制韌體402、一環境檢測器403、一顯示裝置404、一按鈕組405以及一微處理器406。為了方便說明本發明，在第4圖額外繪示一電動機驅動電路407以及一電動機408。電動機驅動電路407用以驅動電動機408。變頻控制模組401用以控制電動機驅動電路407的運作頻率。控制韌體402則是用以提供變頻控制模組401的控制機制。環境檢測器403用以檢測一環境狀態，以輸出一環境檢測信號SE。顯示裝置404用以顯示一資訊。微處理器406耦接變頻控制模組401、環境檢測器403、顯示裝置404、按鈕組405以及控制韌體402。

又，為了說明本發明的精神，假設此電動機為冷凍空調的壓縮機。當沒有此外掛電路時，此電動機的運作一般是以定頻的方式運作。當外掛電路開始運作後，微處理器406接收環境檢測器403所輸出的環境檢測信號SE，對比控制韌體402內的控制機制，控制變頻控制模組401之運作。環境檢測器403可以是溫度檢測器或壓縮機內部壓力檢測器，或溫濕度壓力混和檢測器。為了簡單說明，僅以溫度檢測做為例子。舉例來說，使用者設定溫度在25度，當溫度下降至23度時，變頻控制模組401控制電動機驅動電路407開始調降頻率，並且，隨著溫度下降，變頻控制模組401控制電動機驅動電路407，使其輸出頻率跟著下降。此為先前的控制模式，因此不予贅述。

然，當產品在開發階段，變頻控制模組401除了變頻 的基本功能外，並沒有所謂的控制機制，必須透過軟體開發商，撰寫其可程式邏輯控制程式，才能運作，但是冷氣品牌廠商必須不斷的與軟體工程師進行交互測試，導致出貨延宕。然而，在此第三實施例中，額外增加了控制韌體402，換句話說，廠商已經不需要尋找『撰寫可程式邏輯控制程式』的廠商幫忙撰寫韌體。另外，本實施例還內建了按鈕組405與顯示裝置404，使用者，例如開發者，可以透過按鈕，例如特定組合按鈕，讓微處理器406控制此外掛電路進入一工廠設定模式。當外掛電路進入工廠設定模式，微處理器406控制顯示裝置顯示一參數設定資訊，讓開發者進行參數設定，並更新控制韌體402內部的控制機制。

第5圖繪示為本發明第三實施例的顯示裝置404與按鈕組405的示意圖。請參考第5圖，此實施例的顯示裝置404例如是三個七段顯示器501、502以及503，並且此實施例的按鈕組405可以由編程按鈕504、增加按扭505、減少按鈕506以及輸入按鈕507所構成。當上述三個七段顯示器501、502以及503燈亮時，表示變頻器已通電，但不一定運轉。上述三個七段顯示器501、502以及503可顯示運轉模式、運轉中數值、錯誤訊息及設定參數，共有三個畫面轉換。

編程按鈕504可選擇面板顯示出運轉模式、設定值、反應時間模糊區和起動時間等參數值。增加按扭505以及減少按鈕506，此兩鍵用在數據設定操作，設定值設定時 增加/減少數值，可以按一次鍵改變一個數字或連續按鍵逐漸更改變數。輸入按鈕507用於更改數據，輸入按鈕507必須要按下，這樣數據才有輸入到程式內。

一般來說，對於冷凍空調，錯誤代碼可以以下表表示：

又，上述實施例是以七段顯示器作為舉例，七段顯示器雖然是一個較為低廉的顯示器，但是受限於其顯示限制，無法顯示較多的資訊，開發者也比較容易錯誤操作。為了解決這樣的問題，申請人額外提供了另一變頻器外掛電路的實施例如下，請參考第6圖，第6圖繪示為本發明第三實施例的變頻器外掛電路的電路方塊圖。請參考第6圖，此變頻器外掛電路包括一變頻控制模組401、一控制韌體402、一環境檢測器403、一顯示裝置404、一按鈕組405、一微處理器406、一顯示器連接埠601以及一鍵盤連接介面602。此實施例中，顯示器連接埠601耦接微處理器406，用以電性連接一外部顯示器603。鍵盤連接介面602耦接微處理器406，用以電性連接一外部鍵盤604。

第7圖繪示為本發明第三實施例的外部顯示器以及外部鍵盤的示意圖。請參考第7圖，外部顯示器例如是液晶顯示器701，可以用以顯示一較為完整的設定介面。在此實施例中，一共顯示有8個參數，分別如下：

INV：頻率輸出百分比，假設輸出30Hz，則百分比為50%

DCV：DC BUS電壓顯示，假設輸入230VAC，DCV=230×1.414=325VDC

PMT：PIM Module內部溫度顯示

HST：外部散熱片溫度顯示

DCA：DC電流顯示

U-A：U相電流顯示

U-V：V相電流顯示

EER：能源效率值(Energy Efficiency Ratio)

另外，外部鍵盤702的部分，在此仍是以4個開關按鈕做舉例。然而，若是以外部鍵盤與外部液晶顯示器為一體成形的結構，如第7圖所示，則顯示器連接埠601與鍵盤連接介面602也可以整合成一個整合連接介面703。

同樣的，壓下外部鍵盤702的編程按鈕後，就可以進入工廠設定模式，使用者可以透過外部鍵盤進行參數設定，並更新控制韌體內部的控制機制。以下節錄申請人經由改良後，所實施的參數設置：

SP1：設定頻率上升時間(10~3000ms)；內設值20。

SP2：設定頻率下降時間(10~3000ms)；內設值360。

SP3：設定PIM Modult(V23990-P568)溫度保護(85~120度)；內設值100。

SP4：設定外部散熱片溫度保護(75~100度)；內設值80。

SP5：設定啟動頻率(0~60Hz)；內設值30。

SP6：設定V/F斜率值(80~250)；內設值85。

SP7：設定DC Bus電流保護(10~50A)；內設值20。

SP8：設定外部輸入上限電壓；內設值240VAC。

SP9：設定外部輸入下限電壓；內設值180VAC。

SP10：V/F預設值(0)，調整斜率值(1)，指程式跑預設V/F表格，或者由 SP6設定，調整斜率值。

SP11：設定壓力目標值(0.0~10.0BAR)。

SP12：設定壓力模糊值(0.0~1.0BAR)。

SP13：異常偵測偏差值(0.0~30.0%)；內設值30。

SP14：異常持續時間(0.5~120.0秒)；內設值80.0。

SP15：異常自動復歸次數(0~10次)；內設值3。

SP16：自動復歸時間(0~60秒；0此功能無效)；內設值30。

SP17：sensor刻度(1~100BAR)；內設值0。

SP18：壓力足夠停機偵測持續時間(0.0~60.0秒；0此功能無效)；內設值60。

SP19：甦醒準位(0~30%；0此功能無效)；內設值20。

SP20：設定Kp值(0~100%)

SP21：設定Ki值(0~100%)

SP22：設定Kd值(0~100%)

SP23：設定PID運算時間(10~10000ms)

SP24：設定恆壓穩定，計時時間進入停機(1開啟功能；0此功能無效)

SP25：0恆溫；1冷煤恆壓；2水恆壓；3差溫；4差壓；5定時；6暖氣

SP26：反應時間RST(RESPONSE TIME)：穩定時間設定值，單位：sec(秒)，00.0~99.9sec：

在任何一個動態機械統中，我們會遇到變動的困擾，任何一變動都有一定的時間才會趨於穩定我們設計並允 許使用者來操作選擇穩定時間的設定，若穩定時間越長，系統反應速度愈慢，越短反應速度越快。在分離式系統內有分為壓縮機反應時間及冷凝風扇反應時間。範圍：0~10；出廠設定值4。

SP27：頻率最高值(上限100%)

SP28：頻率最低值(下限20%)(壓縮機最低出力%)為顯示運轉中壓縮機實際出力，範圍為0~100%若上限頻率設為60Hz，則全載為100%，60Hz，50%為30Hz以此類推。

SP29：溫度BL值(BAND LIMIT)：模糊區上下限設定值

SP30：溫度設定值，室內側內部溫度顯示，可顯示及用於內部設定保護。室溫溫度過高故障顯示代號：>>RT

SP31：壓力BL值(BAND LIMIT)：模糊區上下限設定值，單位：psi

SP32：壓力設定值，低壓壓力設定值，單位：psi

冷氣模式用於檢測低壓力，壓縮機根據此壓力來作無段變速控制，並可使用於低壓保護。低壓出廠設定值：60。

SP33：停止方式選擇：減速停止0；自由停止1

SP34：高低壓差值，單位：psi

為了維持穩定的回油，在系統內必須有相當的高低壓差值，確保不因壓差太低造成壓縮機損害。出廠設定值100。

SP35：高壓設定值，單位：psi

暖氣模式專用，壓縮機根據此壓力作無段變速控制。出廠設定值220

SP36：高低溫差值

SP37：溫度SENSOR刻度：1~50℃；內設值0

SP38：第一段跳頻設定值、Default 0

SP39：第二段跳頻設定值、Default 0

SP40：第三段跳頻設定值、Default 0

SP41：跳頻上、下限值

SP42：設定是否執行1小時後，全速執行SP27功能；不啟動0；啟動1

SP43：全速執行設定時間，完成後，回歸運行動作

SP44：輸入PASSWORD，方可修改SP45位址

SP45：輸入新PASSWORD

SP46：控制板位址設定

SP47：暫存器位址

SP48：負載機殼溫度顯示80-120℃，預設100℃

可顯示及用於內部設定保護，冷氣、暖氣模式時 除可顯示外，並用於控制旁路系統。高壓溫度過高故障顯示代號：>>PHT

在系統運轉時，當負載運轉達到設定值，我們設計了一個模糊區段，即穩定區，可以容許在設定值上下變化，而不改變系統頻率，即允許工作範圍工作範圍越緊，系統轉速改變的越頻繁，所要控制溫度和壓力精準度愈高，一般說來，若系統要求精確度不是很高情況下，壓力模糊區 範圍在2~4為最理想。出廠設定值：2。

根據以上韌體設置，本發明的第三實施例可以具有如下表的應用：

另外，第8圖繪示為本發明第三實施例應用於冷暖氣的恆溫控制流程圖。請參考第8圖，此恆溫控制流程包括下列步驟：

步驟S801：進入主程式，也就是韌體中的內建程式。

步驟S802：負載全速運轉。

步驟S803：進入恆溫模式。

步驟S804：判斷負載溫度值是否大於上述設定參數 SP30，並且判斷恆溫模糊區間是否大於上述設定參數SP29。若判斷為『是』，進入步驟S805，若判斷為『否』，則進入步驟S806。

步驟S805：執行加速。將原本轉速加快一個設定值，之後進行步驟S807。

步驟S806：執行減速。將原本轉速減少一個設定值，之後進行步驟S807。

步驟S807：進入系統副程式。並回到步驟S803。

第9圖繪示為本發明第三實施例應用於冷暖氣的壓力控制流程圖。請參考第9圖，此壓力控制流程包括下列步驟：

步驟S901：進入主程式，也就是韌體中的內建程式。

步驟S902：判斷冷媒量是否足夠。

步驟S903：壓縮機全速運轉。

步驟S904：模式選擇。選擇冷氣模式(步驟S905)或暖氣模式(步驟S911)。

步驟S905：進入冷氣模式。

步驟S906：高低壓差是否大於上述參數SP34。若判斷為『是』，進入步驟S907，若判斷為『否』，則進入步驟S909。

步驟S907：低壓是否大於SP32。若判斷為『是』，進入步驟S908，若判斷為『否』，則進入步驟S909。

步驟S908：執行加速。將原本轉速加快一個設定值，之後進行步驟S910。

步驟S909：執行減速。將原本轉速減少一個設定值，之後進行步驟S910。

步驟S910：進入系統副程式。並回到步驟S904。

步驟S911：進入暖氣模式

步驟S912：高低壓差是否大於上述參數SP34。若判斷為『是』，進入步驟S913，若判斷為『否』，則進入步驟S915。

步驟S913：高壓是否大於SP35。若判斷為『是』，進入步驟S914，若判斷為『否』，則進入步驟S915。

步驟S914：執行加速。將原本轉速加快一個設定值，之後進行步驟S910。

步驟S915：執行減速。將原本轉速減少一個設定值，之後進行步驟S910。

第10圖繪示為本發明第三實施例應用於冷暖氣的差溫控制流程圖。請參考第10圖，此差溫控制流程包括下列步驟：

步驟S1001：進入主程式，也就是韌體中的內建程式。

步驟S1002：負載全速運轉。

步驟S1003：進入差溫模式。

步驟S1004：判斷差溫值是否大於上述參數SP36。若判斷為『是』，則執行步驟S1005，若判斷為『否』，則執行步驟S1006。

步驟S1005：執行加速。將原本轉速加快一個設定值，之後進行步驟S1007。

步驟S1006：執行減速。將原本轉速減少一個設定值，之後進行步驟S1007。

步驟S1007：進入系統副程式。並回到步驟S1003。

第11圖繪示為本發明第三實施例應用於水泵浦的水恆壓控制流程圖。請參考第11圖，此水恆壓控制流程包括下列步驟：

步驟S1101：進入主程式，也就是韌體中的內建程式。

步驟S1102：判斷壓力是否足夠。

步驟S1103：負載全速運轉。

步驟S1104：進入恆壓模式。

步驟S1105：判斷壓力值是否大於上述參數SP32。若判斷為『是』，則執行步驟S1106，若判斷為『否』，則執行步驟S1107。

步驟S1106：判斷壓力模糊區間是否大於上述參數SP31。若判斷為『是』，則執行步驟S1108，若判斷為『否』，則執行步驟S1107。

步驟S1107：進行減速。將原本轉速減少一個設定值，之後進行步驟S1109。

步驟S1108：進行加速。將原本轉速加快一個設定值，之後進行步驟S1109。

步驟S1109：進入系統副程式。並回到步驟S1104。

上述第三實施例中，雖然採用整合式連接介面，其包含了顯示器連接埠601與鍵盤連接介面602，但是所屬技術領域具有通常知識者應當知道，根據不同設計，顯示器 連接埠可以使用為D-SUB連接埠、DVI連接埠、HDMI連接埠的其中之一。另外，根據不同設計，鍵盤連接介面為USB連接埠、PS2連接埠、DIN(Deutsche Industrinorm)標準接頭的其中之一。因此，本發明並不以此為限。

第四實施例

再者，有關電動機的應用，還有一個很重要的應用，就是電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗。由於電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗，其內部電動機都是簡單結構，若使用者操作不慎，例如小孩拿著上述是電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗的電動機遙控器進行持續下壓，會導致上述電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗持續往同一方向開啟/關閉，常常會導致上述電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗內部電動機損毀。因此，申請人提出一種電動機遙控器，用以控制類似上述電動機之運轉。

第12圖繪示為本發明第四實施例所述之電動機遙控器的電路方塊圖。請參考第12圖，此電動機遙控器包括一訊號發射電路1201、多個按鈕1202、一控制電路1203以及一跳線連接埠1204。訊號發射電路1201用以發射用以控制上述電動機的一控制訊號。控制電路1203耦接訊號發射電路1201以及上述多個按鈕1202，用以根據上述多個按鈕1202中，被壓下的按鈕，所對應的指令，控制訊號發射電路1201所發射出的控制訊號之一內建指令， 例如按鈕的『上』被壓下時，控制電動窗開啟，按鈕的『下』壓下時，控制電動窗關閉，按鈕的『停止』被壓下時，控制電動窗停止運作，按鈕的『鎖定』被壓下時，控制電動窗鎖定，並不允許遙控器或線控進行控制，直到被解鎖。其中，上述訊號發射電路可以是RF發射電路、紅外線發射電路或超音波遙控其中之一。

跳線連接埠1204包括一第一節點N1以及一第二節點N2，其中，第一節點N1與第二節點N2為電性斷路狀態，其中，第一節點N1耦接控制電路的一第一特定控制腳位P1，第二節點N2耦接控制電路的第二特定控制腳位P2。上述多個按鈕1202至少包括一第一方向按鈕(上)以及一第二方向按鈕(下)。第一方向按鈕係用以控制電動機向第一方向運轉，第二方向按鈕係用以控制電動機向第二方向運轉。

當安裝此電動窗的工程人員安裝完畢後，安裝此電動窗的工程人員還必須要設定好開啟與關閉的最大極限，避免造成上述電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗內部電動機損毀的情況發生。同樣的，也避免上述電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗關閉不密合的問題。在此例中，為了方便工程人員設定，在此電動機遙控器，額外增加了跳線連接埠1204，當工程人員需要進行設定時，只要將上述跳線連接埠1204的第一節點N1與第二節點N2短路。控制電路1203偵測到第一特定控制腳位P1與第二特定控制腳位P2電性連接，控制電路1203就會被設定為 設定模式。

當進入設定模式時，若第一方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第一方向運轉，直到該第一方向按鈕被釋放，此時，電動機停止運轉，並且電動機的停止運轉點被設定為一第一門限。若第二方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第二方向運轉，直到第二方向按鈕被釋放，此時，電動機停止運轉，並且電動機的停止運轉點被設定為一第二門限。如此，工程人員就完成了對於上述電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗內部電動機的設定。工程人員便可以取下連接於第一節點N1與第二節點N2的跳線。使上述電動機遙控器回到一般模式。

當控制電路在一般模式時，且第一方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第一方向運轉。到達第一門限時，上述電動機便停止運轉。同樣的，第二方向按鈕被持續壓下，電動機持續不斷往第二方向運轉，到達第二門限時，上述電動機便停止運轉。另外，在上述電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗在出廠時，可以先設置好初始第一門限以及初始第二門限。避免工程人員在安裝完成後，怠於設定，以避免終端使用者在使用時造成上述電動百葉窗、電動防水閘門或電動防颱窗的損毀。

綜上所述，本發明之精神在於，當生產線的電動機在初始運轉時，完全不進行干涉，只進行記錄其運轉狀態，並分析運轉狀態。當運轉狀態被記錄，並且啟動節電功能後，依照先前記錄的運轉狀態，適當的調整驅動電壓，進 行節省能源。由於有記錄該生產線的電動機的運轉狀態，因此，只要使用本發明的精神，不會發生需求100%電力時，電力供應不足的窘境。因此，本發明可以增加生產的良率。

另外，本發明的外掛電路，係整合韌體與外掛變頻模組，生產電動機的廠商無須額外花費請軟體工程師進行可程式邏輯控制軟體撰寫，並且無須在產品開發時，找軟體工程師進行共同微調。由於本發明的外掛電路具有簡單的設定介面，除了可以直接設定韌體的控制模式，還可以藉由此簡單介面，設定韌體的內部參數。

再者，本發明的電動機遙控器，內建有一跳線連接埠，當上述跳線連接埠被短路後，則進入工廠設定模式。此工廠設定模式可以用來設定電動機的運轉限制，此目的主要是讓安裝此電動機的施工者，可以在安裝完成後，設定其運轉限制。避免終端使用者亂控制造成損壞，也可以增加電動機運轉的安全性。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。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。

101‧‧‧汽缸

102‧‧‧加壓錘

103‧‧‧進料口

104‧‧‧混煉室

105‧‧‧卸料門

106‧‧‧門閂

201‧‧‧電動機驅動電路

202‧‧‧啟動/停止運作檢測器

203‧‧‧負載檢測器

204‧‧‧驅動電壓調整器

205‧‧‧微處理器

206‧‧‧電動機

EN‧‧‧起動信號

DN‧‧‧停止信號

S301‧‧‧開始

S302‧‧‧提供一資料儲存裝置

S303‧‧‧提供一運作啟動機制

S304‧‧‧提供一運作停止機制

S305‧‧‧判斷是否接收到運作啟動機制步驟

S306‧‧‧當接收到該運作啟動機制時，判斷資料儲存裝置是否有儲存足夠的運作資料

S307‧‧‧當資料儲存裝置沒有儲存運作資料時，記錄驅 動電動機的工作負載與時間的變化資料

S308‧‧‧將電動機的工作負載與時間的變化資料，作為運作資料，儲存在資料儲存裝置

S309‧‧‧當資料儲存裝置儲存足夠的運作資料時，根據運作資料中，電動機的工作負載與時間的變化資料以及依照驅動時間，調整供應給電動機的電壓大小

401‧‧‧變頻控制模組

402‧‧‧控制韌體

403‧‧‧環境檢測器

404‧‧‧顯示裝置

405‧‧‧按鈕組

406‧‧‧微處理器

407‧‧‧電動機驅動電路

408‧‧‧電動機

501、502以及503‧‧‧七段顯示器

504‧‧‧編程按鈕

505‧‧‧增加按扭

506‧‧‧減少按鈕

507‧‧‧輸入按鈕

601‧‧‧顯示器連接埠

602‧‧‧鍵盤連接介面

603‧‧‧外部顯示器

604、702‧‧‧外部鍵盤

701‧‧‧液晶顯示器

S801‧‧‧進入主程式

S802‧‧‧負載全速運轉

S803‧‧‧進入恆溫模式

S804‧‧‧判斷負載溫度值是否大於上述設定參數SP30，並且判斷恆溫模糊區間是否大於上述設定參數SP29

S805‧‧‧執行加速

S806‧‧‧執行減速

S807‧‧‧進入系統副程式

S901‧‧‧進入主程式

S902‧‧‧判斷冷媒量是否足夠

S903‧‧‧壓縮機全速運轉

S904‧‧‧模式選擇

S905‧‧‧進入冷氣模式

S906‧‧‧高低壓差是否大於上述參數SP34

S907‧‧‧低壓是否大於SP32

S908‧‧‧執行加速

S909‧‧‧執行減速

S910‧‧‧進入系統副程式

S911‧‧‧進入暖氣模式

S912‧‧‧高低壓差是否大於上述參數SP34

S913‧‧‧高壓是否大於SP35

S914‧‧‧執行加速

S915‧‧‧執行減速

S1001‧‧‧進入主程式

S1002‧‧‧負載全速運轉

S1003‧‧‧進入差溫模式

S1004‧‧‧判斷差溫值是否大於上述參數SP36

S1005‧‧‧執行加速

S1006‧‧‧執行減速

S1007‧‧‧進入系統副程式

S1101‧‧‧進入主程式

S1102‧‧‧判斷壓力是否足夠

S1103‧‧‧負載全速運轉

S1104‧‧‧進入恆壓模式

S1105‧‧‧判斷壓力值是否大於上述參數SP32

S1106‧‧‧判斷壓力模糊區間是否大於上述參數SP31

S1107‧‧‧進行減速

S1108‧‧‧進行加速

S1109‧‧‧進入系統副程式

1201‧‧‧訊號發射電路

1202‧‧‧多個按鈕

1203‧‧‧控制電路

1204‧‧‧跳線連接埠

N1‧‧‧第一節點

N2‧‧‧第二節點

P1‧‧‧第一特定控制腳位

P2‧‧‧第二特定控制腳位

第1圖繪示為先前技術的萬馬力機的結構圖。

第2圖繪示為本發明第一實施例的智慧型電動機控制器的電路方塊圖。

第3圖繪示為本發明第二實施例的智慧型電動機控制方法的流程圖。

第4圖繪示為本發明第三實施例的變頻器外掛電路的電路方塊圖。

第5圖繪示為本發明第三實施例的顯示裝置404與按鈕組405的示意圖。

第6圖繪示為本發明第三實施例的變頻器外掛電路的電路方塊圖。

第7圖繪示為本發明第三實施例的外部顯示器以及外部鍵盤的示意圖。

第8圖繪示為本發明第三實施例應用於冷暖氣的恆溫控制流程圖。

第9圖繪示為本發明第三實施例應用於冷暖氣的壓力控制流程圖。

第10圖繪示為本發明第三實施例應用於冷暖氣的差溫控制流程圖。

第11圖繪示為本發明第三實施例應用於水泵浦的水恆壓控制流程圖。

第12圖繪示為本發明第四實施例所述之電動機遙控器的電路方塊圖。

201‧‧‧電動機驅動電路

202‧‧‧啟動/停止運作檢測器

203‧‧‧負載檢測器

204‧‧‧驅動電壓調整器

205‧‧‧微處理器

206‧‧‧電動機

EN‧‧‧起動信號

DN‧‧‧停止信號

Claims (6)

1. 一種智慧型電動機控制器，用以驅動一電動機，此智慧型電動機控制器包括：一電動機驅動電路，耦接該電動機，用以驅動該電動機；一啟動/停止運作檢測器，用以判定該電動機的運作週期，當該電動機開始運作時，輸出一起動信號，當該電動機停止運作時，輸出一停止信號；一負載檢測器，耦接該啟動/停止運作檢測器以及該電動機驅動電路，當該負載檢測器接收到該起動信號，該負載檢測器開始檢測並記錄一負載的大小與時間的變化資料，當該負載檢測器接收到該停止信號，負載檢測器停止記錄該負載的大小與時間的變化資料，並且儲存該負載的大小與時間的變化；以及一驅動電壓調整器，耦接該負載檢測器以及該電動機驅動電路，其中，當該負載檢測器儲存有至少一次的該負載的大小與時間的變化資料時，該驅動電壓調整器依照上述至少一次的該負載的大小與時間的變化資料，調整用以驅動該電動機的電壓大小。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之智慧型電動機控制器，其中，當該負載檢測器沒有儲存該負載的大小與時間的變化資料時，該驅動電壓調整器進入等待模式，此 時，該電動機驅動電路採用正常驅動方式，不改變電壓與電流，對負載進行驅動，使該負載檢測器可以記錄該負載的大小與時間的變化資料。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之智慧型電動機控制器，其中，該電動機驅動電路為矽控整流器驅動電路，適用於驅動10KHZ以下低頻高功率電動機。
4. 如申請專利範圍第1項所記載之智慧型電動機控制器，其中，該電動機驅動電路為絕緣柵雙極電晶體驅動電路，適用於驅動10KHZ以上高頻高功率電動機。
5. 如申請專利範圍第1項所記載之智慧型電動機控制器，更包括：一微處理器，耦接該負載檢測器、該啟動/停止運作檢測器、該驅動電壓調整器，用以整合控制該負載檢測器、該啟動/停止運作檢測器、該驅動電壓調整器之運作。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之智慧型電動機控制器，其中，該微處理器整合控制該負載檢測器、該啟動/停止運作檢測器、該驅動電壓調整器之運作，以提供以下系統功能：柔啟動、柔停止、低電壓保護、過電壓保護、缺相保護、過電流過載保護、手動外接旁路、自動外接旁路。