TWI555992B - 馬達的同步信號監控裝置 - Google Patents

Description

馬達的同步信號監控裝置

本發明係關於一種馬達的同步信號監控裝置，尤其是一種可對馬達的數種量測信號進行同步檢測的監控裝置。

精確的控制機具作動以維持自動化生產，是提升產品的生產速度及品質的重要關鍵。為促使機具完成自動化生產的需求，首要之務便是準確掌握機具當前的運行狀況，方能在正確的時間點以正確的操作指令控制該機具。

以馬達的控制為例，當欲以一控制器控制馬達的作動前，必須先檢知該馬達的運作狀態，例如透過一偵測器以偵測該馬達的轉速並產生一偵測信號，並將該偵測信號傳送至該控制器，該控制器即能透過該偵測信號而判斷該馬達目前的運作狀態，並根據該運作狀態輸出相對的一控制信號以驅動該馬達。

惟，影響馬達轉速的因子甚廣，當該馬達的驅動電流改變，或者該馬達的驅動電壓不穩時，皆會使該馬達的轉速產生變化，若僅考慮馬達的轉速而忽略驅動電流或驅動電壓等資訊，將無法準確判斷該馬達的運作是否正常，進而導致該馬達運轉狀態的檢測正確性不佳。

有鑑於此，有必要對習知馬達監控裝置進行改良，以解決習知馬達監控裝置之檢測正確性不佳的問題。

本發明之目的係提供一種馬達的同步信號監控裝置，該監控裝置可提升馬達運轉狀態的檢測正確性。

為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段包含有：一種馬達的同步信號監控裝置，包含：一偵測模組，該偵測模組具有一轉速偵測器及一電氣偵測器，該轉速偵測器用以偵測一馬達之轉速以產生一轉速信號，該電氣偵測器用以偵測該馬達與一供電端之間的一電流值及一電壓值，以分別產生一電流信號及一電壓信號；及一處理器，該處理器電性連接該偵測模組以接收該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，並根據該轉速信號、該電流信號及該電壓信號在同一個時間點的瞬時值，以產生一分析結果；該偵測模組及該處理器係透過一電力線載波電路以電性連接。

其中，該偵測模組另具有一信號轉換電路，該信號轉換電路電性連接該轉速偵測器及該電氣偵測器，以接收該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，並對該轉速信號、該電流信號及該電壓信號進行數位或類比轉換後，再將該轉速信號、該電流信號及該電壓信號傳輸至該處理器。

其中，另具有一控制器，該控制器電性連接該處理器以接收該分析結果，並根據該分析結果產生一控制信號以驅動該馬達。

其中，該處理器及該控制器係透過一電力線載波電路以電性連接。

其中，該處理器電性連接一顯示器，該顯示器用以接收並顯示該轉速信號、該電流信號及該電壓信號所代表的響應值，以及接收並顯示該分析結果。

據此，本發明之馬達的同步信號監控裝置，可藉由同步檢測該馬達運轉時的電壓信號、電流信號及轉速速信號，以準確判斷該馬達目前的運作狀態，進而提升馬達運轉狀態的檢測正確性。

〔本發明〕

1‧‧‧偵測模組

11‧‧‧轉速偵測器

12‧‧‧電氣偵測器

13‧‧‧信號轉換電路

2‧‧‧處理器

3‧‧‧控制器

4‧‧‧顯示器

M‧‧‧馬達

S‧‧‧供電端

第1圖：本發明馬達的同步信號監控裝置之方塊圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖所示，本發明馬達的同步信號監控裝置包含一偵測模組1及一處理器2，該偵測模組1用以偵測一馬達M之相關參數，該處理器2電性連接該偵測模組1。

該偵測模組1具有一轉速偵測器11及一電氣偵測器12，該轉速偵測器11用以偵測該馬達M之轉速以產生一轉速信號，該電氣偵測器12用以偵測該馬達M與一供電端S之間的一電流值及一電壓值，以分別產生一電流信號及一電壓信號。

更詳言之，該馬達M係電性連接該供電端S，以使該馬達M接收該供電端S所提供之一驅動電力，且該驅動電力係包含該電壓值及該電流值。因此，當該馬達M運轉時，該轉速偵測器11即可偵測該馬達M之轉速以產生該轉速信號，該電氣偵測器12亦可偵測該馬達M與該供電端S之間的該驅動電力的電流值及電壓值，以分別產生該電流信號及該電壓信號。藉此，該偵測模組1可產生該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，且該轉速信號、該電流信號及該電壓信號可於後續資料處理中，用以判斷該馬達M之運轉狀態，具有提升馬達運轉狀態的檢測正確性的效果。該轉速偵測器11及該電氣偵測器12的種類在此並不設限，在本實施例中，該轉速偵測器11係為具有脈波計算功能之偵測器，以便透過脈波計算而估測該馬達M的轉速，該電氣偵測器12包含用以偵測電壓值的一光耦合器，以及用以偵測電流值的一霍爾元件。

又，該偵測模組1另具有一信號轉換電路13，該信號轉換電路13電性連接該轉速偵測器11及該電氣偵測器12，以接收該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，並對該轉速信號、該電流信號及該電壓信號進行數位或類比轉換後，再將該轉速信號、該電流信號及該電壓信號傳輸至該處理器1。藉由該信號轉換電路13的設置，可將該轉速信號、該電流信號及該電壓信號轉換為該處理器1可接受的資料型態，以使該處理器1能接收並正確解讀該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，具有維持資料判斷程序正常作業的效果。

該處理器2電性連接該偵測模組1以接收該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，並根據該轉速信號、該電流信號及該電壓信號在同一個時間點的瞬時值，以產生一分析結果。

更詳言之，由於該轉速信號、該電流信號及該電壓信號之數值通常會隨著時間變動，因此，當該處理器2接收該轉速信號、該電流信號及該電壓信號後，係同步化該轉速信號、該電流信號及該電壓信號的取樣時間，並擷取該轉速信號、該電流信號及該電壓信號在同一個時間點的瞬時值，並以上述瞬時值作為該馬達M運轉狀態的判斷數據。藉此，該處理器2除了可根據該轉速信號判斷該馬達M的瞬時轉速外，更可透過該電流信號及該電壓信號判斷該馬達M的瞬時電流及瞬時電壓，並可進一步判斷該馬達M在同一個時間點的轉速變化與該電流值變化或電壓值變化的關係，進而準確判斷該馬達M的運轉狀態，具有提升馬達運轉狀態的檢測正確性的效果。

又，該偵測模組1及該處理器2的電性連接方式在此並不設限。在本實施例中，該偵測模組1及該處理器2係透過一電力線載波電路(Power Line Carrier，PLC)以電性連接。

更詳言之，該電力線載波電路即為在一般的低壓供電電力系 統的環境(電壓值為220V或110V)下，以既設電源線作為載波通信的通訊線路載體，並將所欲傳輸之信號調變至載波(Carrier Wave)上，再以載波方式透過電力線進行低速載波通信。藉此，該偵測模組1及該處理器2不需增設額外的通訊設備，當該偵測模組1及該處理器2電性連接一市電供電端時，該偵測模組1即能透過既有的電力線將該轉速信號、該電流信號及該電壓信號傳輸至該處理器2，以供該處理器2進行後續的資料處理，具有提升資料傳輸便利性的效果。

再者，該偵測模組1之該信號轉換電路13除了可對該轉速信號、該電流信號及該電壓信號進行數位及類比轉換外，亦可對上述信號進行載波調變，以使上述信號得以透過電力線進行低速載波通信，且該處理器2亦可設有一解調變模組，並可在接收上述信號後，對上述信號進行解調變處理以正確解讀該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，具有提升資料傳輸便利性及維持資料判斷程序正常作業的效果。

本發明馬達的同步信號監控裝置另具有一控制器3，該控制器3電性連接該處理器2以接收該分析結果，並根據該分析結果產生一控制信號以驅動該馬達M。

更詳言之，該控制器3可為該馬達M的一驅動電路，且電性連接該馬達M。當該控制器3作為自動化控制模組的一部分時，該控制器3可接收由該處理器2傳送之該分析結果，並根據該分析結果決定該馬達M在下一個時間點的驅動操作，再輸出相對之該控制信號以驅動該馬達M。藉此，由於該處理器2係對該轉速信號、該電流信號及該電壓信號以同步運算方式得到該分析結果，且該分析結果亦能較準確的呈現該馬達M的運轉狀態，當該控制器3接收該分析結果後，亦能驅使該馬達M以最正確的方式作動，具有提升馬達的運轉控制的正確性的效果。

又，該處理器2及該控制器3的電性連接方式在此並不設 限。在本實施例中，該處理器2及該控制器3係透過該電力線載波電路以電性連接。藉此，該處理器2及該控制器3不需增設額外的通訊設備，當該處理器2及該控制器3電性連接該市電供電端時，該處理器2即能透過既有的電力線將該分析結果傳輸至該控制器3，以供該控制器3進行後續的驅動作業，具有提升資料傳輸便利性的效果。

再者，該處理器2亦可對該分析結果進行載波調變，以使分析結果得以透過電力線進行低速載波通信，且該控制器3亦可設有一解調變模組，並可在接收該分析結果後，對該分析結果進行解調變處理以正確解讀該馬達M的運轉狀態，具有提升資料傳輸便利性及維持馬達的運轉控制的正確性的效果。

又，本發明馬達的同步信號監控裝置另具有一顯示器4，該顯示器4電性連接該處理器2，該顯示器4用以接收並顯示該轉速信號、該電流信號及該電壓信號所代表的響應值，以及接收並顯示該分析結果。藉此，該顯示器4可顯示該偵測模組1所偵測之該馬達M的轉速、電流及電壓等相關資訊，且可顯示該馬達M目前的運轉狀態，以供一使用者清楚了解該馬達M的相關資訊，具有提升使用便利性的效果。

綜上所述，本發明之馬達的同步信號監控裝置，可藉由同步檢測該馬達運轉時的電壓信號、電流信號及轉速速信號，以準確判斷該馬達目前的運作狀態，具有提升馬達運轉狀態的檢測正確性的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，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之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，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。

1‧‧‧偵測模組

11‧‧‧轉速偵測器

12‧‧‧電氣偵測器

13‧‧‧信號轉換電路

2‧‧‧處理器

3‧‧‧控制器

4‧‧‧顯示器

M‧‧‧馬達

S‧‧‧供電端

Claims (5)

1. 一種馬達的同步信號監控裝置，包含：一偵測模組，該偵測模組具有一轉速偵測器及一電氣偵測器，該轉速偵測器用以偵測一馬達之轉速以產生一轉速信號，該電氣偵測器用以偵測該馬達與一供電端之間的一電流值及一電壓值，以分別產生一電流信號及一電壓信號；及一處理器，該處理器電性連接該偵測模組以接收該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，並根據該轉速信號、該電流信號及該電壓信號在同一個時間點的瞬時值，以產生一分析結果；該偵測模組及該處理器係透過一電力線載波電路以電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之馬達的同步信號監控裝置，其中該偵測模組另具有一信號轉換電路，該信號轉換電路電性連接該轉速偵測器及該電氣偵測器，以接收該轉速信號、該電流信號及該電壓信號，並對該轉速信號、該電流信號及該電壓信號進行數位或類比轉換後，再將該轉速信號、該電流信號及該電壓信號傳輸至該處理器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之馬達的同步信號監控裝置，其中另具有一控制器，該控制器電性連接該處理器以接收該分析結果，並根據該分析結果產生一控制信號以驅動該馬達。
4. 如申請專利範圍第3項所述之馬達的同步信號監控裝置，其中該處理器及該控制器係透過一電力線載波電路以電性連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之馬達的同步信號監控裝置，其中該處理器電性連接一顯示器，該顯示器用以接收並顯示該轉速信號、該電流信號及該電壓信號所代表的響應值，以及接收並顯示該分析結果。