TWI768559B - 電流感測校正方法及驅動系統 - Google Patents
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Abstract
一種電流感測校正方法,用於驅動系統。電流感測校正方法包括:透過量測單元取得三相電流的量測值;依據量測值判斷三相電流是否維持直流狀態;紀錄該三相電流之直流值以作為三相直流值;依據三相直流值計算d軸電流及q軸電流;依據比例常數、d軸電流及q軸電流計算d軸校正電流命令及q軸校正電流命令;依據d軸校正電流命令及q軸校正電流命令產生三相去磁電流給量測單元;判斷量測單元接收三相去磁電流的去磁時間是否達到第一預定時間;其中當去磁時間達到第一預定時間時,停止產生三相去磁電流。
Description
本案為一種電流感測校正方法,尤指一種用於驅動系統的電流感測校正方法。
由磁電轉換元件所構成之電流感測器,例如霍爾感測器(hall sensor)等,已常見於用來驅動例如馬達之負載裝置之驅動系統中,電流感測器可檢測驅動系統所輸出之三相電流,以產生對應的電壓檢測訊號,使驅動系統依據電壓檢測訊號而對應調整三相電流。
請參閱第1圖及第2A圖,其中第1圖為傳統驅動系統所輸出之三相電流中的任意兩相的電流時序圖,第2A圖為電流感測器的磁感應強度-磁場強度(B-H)的曲線示意圖。如第1圖及第2A圖所示,以負載裝置為電梯的馬達為例,當電梯到達對應的樓層且機械煞車裝置固定馬達前,驅動系統需輸出直流狀態的三相電流讓馬達產生轉矩來支撐負載,以致於馬達維持零轉速。如此一來,電梯即可停留在對應的樓層。因此驅動系統所輸出之三相電流中的任意兩相的電流,例如a相電流ia及b相電流ib便如第1圖所示。如第1圖所示,在電梯的馬達持續輸出轉矩且維持轉速維持為零時,驅動系統輸出之三相電流(例如:a相電流ia
及b相電流ib)會有一段時間維持直流狀態直到機械煞車裝置固定住馬達。當機械煞車裝置固定住馬達時,驅動系統停止輸出三相電流。
另外,在電梯的馬達正常運轉前,馬達會先進入啟動狀態。當馬達進入啟動狀態且機械煞車裝置釋放馬達前,馬達仍然被機械煞車裝置固定而停止。相同地,機械煞車裝置釋放馬達後,驅動系統需提供三相電流給馬達,使馬達產生輸出轉矩平衡負載轉矩進行零速控制,以維持電梯車廂停靠在對應樓層。此時三相電流維持直流狀態。當馬達開始正常運轉時,三相電流則為交流狀態。
又由於磁電轉換元件所構成之電流感測器的特性如第2A圖示,即當電流感測器接收維持直流狀態的三相電流值為零時,電流感測器上因直流電流產生的磁場而存在剩磁(residual magnetization),如圖中標示之A點或A1點,導致電流感測器在零電流時產生的電壓檢測訊號會反映出因剩磁現象所導致的電壓偏移的暫時現象。而此電壓偏移的暫時現象,容易造成控制器讀取電流感測器的電流值時產生嚴重的誤差。
第2B圖為電流感測器讀取電流的大小之示意圖。請同時參閱第2A圖及第2B圖。假設電流感測器上的剩磁為A曲線,該剩磁可能造成電流感測器產生讀取值V1。然而,實際上,電流感測器上的電流訊號應該為零,所以電流感測器不應該產生任何讀取值。同樣地,假設電流感測器上的剩磁為A1曲線,該剩磁可能造成電流感測器產生讀取值V2。由此可知,當電流感測器接收到電流訊號時,電流感測器產生的讀取值具有嚴重地誤差。
另外,驅動系統在驅動負載裝置暫時停止後,必需讀取電流感測器的電壓檢測訊號,以進行三相電流的電流偏移校正,而電流偏移校正的目的乃
是對兩個已知且可事先預測的電流偏移成因進行補償,第一個成因為因驅動系統內的控制單元僅能讀取正值訊號,故而需對電流感測器的檢測結果加入預設的電壓偏移值,使控制單元所接收到之電流感測器的檢測結果皆為正值;第二個成因為電流感測器的溫度飄移對感測結果所造成的電壓偏移。其中上述第一個成因及第二個成因皆可透過無電流輸出時,偵測電流感測器的電壓訊號進行校正,故可在驅動系統進行三相電流的電流偏移校正時進行正確的補償。
然而由於電流感測器之剩磁效應,故驅動系統在停止驅動而進行三相電流的電流偏移校正時,其從電流感測器所讀取的檢測結果實包含了剩磁造成的誤差,又剩磁造成的誤差為暫時性且無法事先預測,導致驅動系統的電流偏移校正有所誤差而無法準確,如此一來,將影響了驅動裝置的驅控性能,使得驅動系統在驅動負載裝置並進行電流控制時,產生與驅動頻率相同的電流漣波,進而產生振動及噪音。
因此,實有必要發展一種改良之電流感測校正方法及驅動系統,以解決上述習知技術所面臨之問題。
本案之目的在於提供一種電流感測校正方法及驅動系統,俾解決傳統驅動系統在進行電流偏移校正時,會因電流感測器之剩磁的效應,導致無法準確校正,進而影響了驅動系統的驅控性能,使得負載裝置在運作時產生振動及噪音。
為達上述目的,本案提供一種電流感測校正方法,用於驅動系統,其中驅動系統包含驅動單元、控制單元、量測單元及儲存單元。驅動單元用以提
供三相電流給負載裝置。該控制單元執行電流感測校正方法,且電流感測校正方法包括:透過量測單元取得三相電流的量測值;依據量測值判斷三相電流是否維持直流狀態;如果三相電流維持直流狀態,則透過該量測單元取得三相電流之直流值並紀錄直流值於儲存單元以作為三相直流值;其中當控制單元判斷量測值為零時,電流感測校正方法更包括:依據三相直流值計算d軸電流及q軸電流;依據比例常數、d軸電流及q軸電流計算d軸校正電流命令及q軸校正電流命令;依據d軸校正電流命令及q軸校正電流命令運轉驅動單元以產生三相去磁電流給量測單元;判斷量測單元接收三相去磁電流的去磁時間是否達到第一預定時間;其中當去磁時間達到第一預定時間時,控制驅動單元以停止產生三相去磁電流。
為達上述目的,本案另提供一種驅動系統,包括:驅動單元、控制單元、量測單元及儲存單元。驅動單元用以提供三相電流給負載裝置。量測單元用以量測三相電流以輸出三相電流的量測值。控制單元耦接驅動單元、量測單元及儲存單元。控制單元依據量測值判斷三相電流是否維持直流狀態。當控制單元判斷三相電流維持直流狀態時,控制單元透過該量測單元取得三相電流之直流值,並紀錄直流值於儲存單元以作為三相直流值。當控制單元判斷量測值為零時,控制單元依據三相直流值計算d軸電流及q軸電流,並且控制單元還依據比例常數、該d軸電流及該q軸電流計算d軸校正電流命令及q軸校正電流命令。控制單元依據d軸校正電流命令及q軸校正電流命令運轉驅動單元以產生三相去磁電流給量測單元。
1:驅動系統
2:驅動單元
3:量測單元
4:儲存單元
5:控制單元
ia、ib、ic:三相電流
iat、ibt、ict:三相電流的量測值
20:整流電路
C:匯流排電容
21:變頻器
300:電流感測校正方法
S1~S13:電流感測校正方法的步驟
第1圖為傳統驅動系統所輸出之三相電流中的任意兩相的電流時序圖;第2A圖為電流感測器的磁感應強度-磁場強度(B-H)的曲線示意圖;第2B圖為電流感測器讀取電流的大小之示意圖;第3A圖為本案較佳實施例之驅動系統1的電路方塊示意圖;第3B圖為本案較佳實施例之連接於驅動系統1的負載裝置9之運轉速度之波形圖;第3C圖為本案較佳實施例之連接於驅動系統1的三相電流之波形圖;第4圖為傳統驅動系統所輸出之三相電流進行dq軸座標轉換後所呈現之q軸電流及本案之驅動系統1所輸出之三相電流ia、ib、ic進行dq軸座標轉換後所呈現之q軸電流;第5圖為本案之驅動系統1的電流諧波與振動頻率及傳統驅動系統的電流諧波與振動頻率的波形示意圖;第6圖係為本案較佳實施例之電流感測校正方法的步驟流程示意圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化,其皆不脫離本案的範圍,且其中的說明及圖式在本質上當作說明之用,而非架構於限制本案。
請參閱第3A圖,其係為本案較佳實施例之驅動系統1的電路結構方塊示意圖。如第3A圖所示,本案之驅動系統1可用來驅動負載裝置9,其中負載裝置9可為但不限於電梯之馬達。驅動系統1包含驅動單元2、量測單元3、儲存單元4及控制單元5。驅動單元2與負載裝置9電連接,驅動單元2可接收輸入電流並進行轉換,以提供三相電流ia、ib、ic給負載裝置9,進而驅動負載裝置9進入
運轉狀態,另外,驅動單元2亦可驅動負載裝置9進入待機狀態。於一些實施例中,驅動單元2可為但不限於包含整流電路20、匯流排電容C及變頻器21,其中因應輸入電流為單相輸入電流或三相輸入電流,整流電路20可為單向整流電路或三相整流電路,而變頻器21可包含複數個開關元件。由於整流電路20、匯流排電容C及變頻器21的電路架構以及作動以常見於電子電路領域中,於此不再贅述。
量測單元3用以量測驅動單元2輸出的三相電流ia、ib、ic,以輸出三相電流ia、ib、ic的量測值iat、ibt、ict,即如第3A圖所示。於一些實施例中,量測單元3可包含為磁電轉換元件所構成之電流感測器30,例如霍爾感測器,且電流感測器30的個數可為三個,以分別量測三相電流ia、ib、ic,且三相電流ia、ib、ic分別皆為單相電流(於此統稱三相電流)。當然,由於可由兩個電流感測器所量測到的其中兩相電流的直流量測值推得剩餘的單相電流,故於其它實施例中,量測單元3亦可僅包含兩個電流感測器30,以量測三相電流ia、ib、ic之第一相電流及第二相電流,而控制單元5依據第一相電流及第二相電流計算出三相電流ia、ib、ic之第三相電流。特別注意,第一至第三相電流可以依據需求任意搭配a相電流ia、b相電流ib和c相電流ic,但本發明不限於此。
儲存單元4可用來儲存量測單元3所輸出之直流量測值。於一些實施例中,儲存單元4可為但不限於非揮發性之記憶體(Non-volatile memory),例如快閃記憶體(Flash Memory)、可抹除及可程式化之唯讀記憶體(EPROM)、可電抹除及可程式化之唯讀記憶體(EEPROM)或硬碟(hard disk)等。
控制單元5耦接驅動單元2、量測單元3及儲存單元4,控制單元5用以控制驅動系統1之整體運作,其中控制單元5可輸出控制命令至驅動單元2,使驅動單元2運轉變頻器21以輸出三相電流ia、ib、ic來驅動負載裝置9。於一些
實施例中,控制單元5可為但不限於微控制器(controller)、處理器(processor)、中央處理單元(CPU)等。
第3B圖為本案較佳實施例之連接於驅動系統1的負載裝置9之轉速之波形圖。第3C圖為本案較佳實施例之連接於驅動系統1的三相電流之波形圖。於第3C圖中,為了清楚地描繪波形,故僅繪示出a相電流ia作為代表。
特別注意的是,為了方便說明本發明之運作原理。本發明以包含馬達的電梯系統作為範例說明,但本發明不限於此。在一般的電梯系統包括:電梯車廂(未圖示)、馬達、煞車裝置(未圖示)等。另外,以下各個實施例中所述之馬達即為第3A圖中的負載裝置9,但本發明不限於此。
如第3A圖所示,驅動系統1輸出三相電流(如:a相電流ia、b相電流ib、c相電流ic)給馬達以後,馬達依據三相電流來移動電梯車廂。另外,煞車裝置是用來固定住馬達,使得電梯車廂停留在指定樓層。以下請同時參閱第3A圖~第3C圖,來說明以下各個實施例。
於第3B圖及第3C圖之區間1時,當電梯車廂接近指定的對應樓層時,控制單元5控制驅動單元2以減少交流狀態的三相電流(ia、ib、ic)之頻率。如此一來,馬達的轉速會逐漸下降,如第3B圖之區間1所示。
當電梯剛到達指定的對應樓層時,控制單元5控制驅動單元2以產生維持直流狀態的三相電流(ia、ib、ic),如第3C圖之區間2所示。此時,馬達依據維持直流狀態的三相電流(ia、ib、ic)產生力矩,以支撐住電梯車廂的重量。由於馬達產生的力矩與電梯車廂的重量達到力平衡,所以馬達的轉速為零,如第3B圖之區間2所示。本領域之通常知識者稱之為:馬達的零轉速控制。特別注意的是,於區間1及區間2時,電梯系統的煞車裝置沒有固定住馬達(煞車裝置未啟動)。
在一般的情況,當電梯剛到達指定的對應樓層時,由於電梯車廂還未確定與指定樓層對齊(或稱:平層),因此,需要進行馬達的零轉速控制,使得電梯能夠停留在指定樓層以進行電梯車廂的位置微調來達到平層。
於第3B圖及第3C圖之區間2中,控制單元5依據量測值(iat、ibt、ict)判斷三相電流(ia、ib、ic)是否維持直流狀態。其中如果控制單元5判斷三相電流(ia、ib、ic)沒有維持直流狀態而恢復為交流狀態(其代表馬達沒有進行零轉速控制),則控制單元5繼續接收量測值(iat、ibt、ict)。反之,如果控制單元5判斷三相電流(ia、ib、ic)維持直流狀態(其代表馬達進行零轉速控制),則控制單元5透過量測單元3取得維持直流狀態的三相電流(ia、ib、ic)之直流值。接者,控制單元5紀錄上述直流值於儲存單元4以供電流感測器30去磁程序使用,控制單元5將儲存於儲存單元4的直流值作為三相直流值。
於第3C圖之區間2中,維持直流狀態的三相電流(ia、ib、ic)是主要造成量測單元3中的電流感測器30產生剩磁的主要原因。也就是說,剩磁影響電流感測器30的程度,與上述三相直流值的大小有直接地關聯性。上述三相直流值主要就是造成電流感測器30無法準確量測三相電流(ia、ib、ic)的主因。
當控制單元5判斷三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)為零時,控制單元5判斷煞車裝置固定住馬達(馬達轉速必為零且三相電流(ia、ib、ic)趨近於零),如於第3B圖及第3C圖之區間3所示。因此,控制單元5判斷馬達進入待機狀態。
因此,於第3C圖之區間3中,當控制單元5判斷三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)為零時,控制單元5依據儲存於儲存單元4中的三相直流值計算d軸電流及q軸電流。接者,控制單元5還依據一比例常數、d軸電流及q軸
電流計算d軸校正電流命令及q軸校正電流命令。當控制單元5完成計算d軸校正電流命令及q軸校正電流命令之後,第3C圖之區間3結束。
接者,進入第3C圖之區間4,控制單元5依據d軸校正電流命令及q軸校正電流命令運轉驅動單元2以產生三相去磁電流給該量測單元3。接著控制單元5判斷量測單元3接收三相去磁電流的一去磁時間是否達到第一預定時間。其中上述之第一預定時間為第3C圖之區間4(區間4為時間1.5秒~2秒的區間,即第一預定時間為0.5秒),但本發明不限於此。特別注意的是,第一預定時間為軟體設定值,本發明可依據實際的情況作彈性地調整。
其中當控制單元5判斷去磁時間到達第一預定時間時,控制單元5控制驅動單元2以停止產生三相去磁電流。接者,當控制單元5判斷去磁時間到達第一預定時間時,進入第3C圖之區間5,控制單元5透過量測單元3量測三相電流(ia、ib、ic)以作為三相電流校正值。於此實施例中,在量測單元3接收三相去磁電流以去除剩磁現象之後,量測單元3所量測的三相電流(ia、ib、ic)即可視為電流讀取值的偏移量(例如:第2B圖的V1或V2)。。
接著,進入第3C圖之區間5,控制單元5判斷三相電流校正值維持不變的一校正時間是否達到一第二預定時間。其中上述之第二預定時間為第3C圖之區間5(區間5為時間2秒~2.5秒的區間,即第二預定時間為0.5秒),但本發明不限於此。特別注意的是,第二預定時間為軟體設定值,本發明可依據實際的情況作彈性地調整。其中當校正時間達到第二預定時間時,控制單元5儲存三相電流校正值於儲存單元4。反之,如果校正時間沒有達到第二預定時間,則控制單元5繼續判斷三相電流校正值。
接者,進入第3C圖之區間6,當電梯車廂準備啟動至下一個指定樓層時,煞車裝置由固定住馬達改變為釋放馬達。當煞車裝置沒有固定住馬達(煞車裝置未啟動)時,控制單元5先進行馬達的零轉速控制。當進行馬達的零轉速控制時,控制單元5接收三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)以判斷馬達(負載裝置9)進入運轉狀態。此時,控制單元5透過量測單元3取得三相電流(ia、ib、ic)的量測值,並且控制單元5自儲存單元4中擷取該三相電流(ia、ib、ic)校正值。接者。控制單元5將工作值與儲存單元4中的該三相電流校正值進行相減以取得三相電流(ia、ib、ic)的實際值,並且控制單元5依據該實際值操作驅動單元2。
在第3C圖之區間6之後,三相電流(ia、ib、ic)為交流狀態。也就是說,在第3C圖之區間6之後,馬達進行運轉來移動電梯車廂。此時,控制單元5同樣地取得三相電流(ia、ib、ic)的量測值,且將量測值與儲存單元4中的該三相電流校正值進行相減以取得三相電流(ia、ib、ic)的實際值,並且控制單元5依據該實際值操作驅動單元2以調整交流狀態的三相電流(ia、ib、ic)之頻率或振幅,但本發明不限於此。
在較佳地實施例中,在煞車裝置固定馬達前,控制單元5擷取維持直流狀態的三相電流(ia、ib、ic)的最後一個值,例如:擷取位於第3C圖之區間2之第1秒的三相電流(ia、ib、ic)之值,以作為上述三相直流值。因此,在較佳地實施例中,於第3C圖之區間2中,控制單元5不斷地將維持直流狀態的三相電流(ia、ib、ic)的直流值儲存於儲存單元4。當進入第3C圖之區間3時,控制單元5擷取最後一筆儲存於儲存單元4的直流值,來做為三相直流值,且經由上述的操作過程進行去磁及校正。如此,可以明顯地增加電流感測器30的準確度。
本領域之普通技術人員可理解到:控制單元5可依三相電流的實際值對應產生脈寬訊號至驅動單元2,以控制驅動單元2之變頻器21之複數個開關元件的切換運作來產生交流狀態的或直流狀態的三相電流(ia、ib、ic)。另外,本領域之普通技術人員可理解到:控制單元5還依據d軸校正電流命令及q軸校正電流命令產生脈寬訊號至驅動單元2,以控制驅動單元2之變頻器21之複數個開關元件的切換運作來產生三相去磁電流。因此,本發明不再贅述。
在其他一些實施例中,本發明也可運用於其他具有交/直流電流切換的系統,例如:物聯網系統(Internet of Things system,IoT system)、電網系統(Smart Grid system)等,但本發明不限於此。
以下將約略說明控制單元5的運算原理。對本領域之普通技術人員可利用方程式(1)依據三相電流ia、ib、ic計算d軸電流id及q軸電流iq,其中方程式(1)如下所示:
其中,為靜止座標軸轉換至旋轉座標軸的轉換矩陣,θ e 為轉子位置。
因此,當負載裝置9進入零轉速控制時,控制單元5將維持直流狀態的三相電流ia、ib、ic之直流值作為三相直流值,並依據三相直流值計算出的d軸電流id及q軸電流iq可表示如下方程式(2):(其中將三相直流值i a_stop 、i b_stop 及i c_stop 代入方程式(1),即可以取得方程式(2))
其中i d_stop 及i q_stop 為控制單元5所分別計算出之d軸電流的電流值及q軸電流的電流值,i a_stop 、i b_stop 及i c_stop 分別為三相直流值的大小。
再者,控制單元5依據比例常數、d軸電流及q軸電流計算d軸校正電流命令及q軸校正電流命令,其中d軸校正電流命令i* d_DeMag 及q軸校正電流命令i* q_DeMag 表示如下方程式(3):
其中K DeMag 為比例常數。
又控制單元5依據d軸校正電流命令及q軸校正電流命令運轉運驅動單元2,使驅動單元2激勵負載裝置9產生三相去磁電流給量測單元3,其中三相去磁電流i* a_DeMag 、i* b_DeMag 及i* c_DeMag 可由下述方程式(4)及(5)求得:
請參閱第4圖及第5圖,其中第4圖為本案之驅動系統所輸出之三相電流進行dq軸座標轉換後所呈現之q軸電流及傳統驅動系統所輸出之三相電流進行dq軸座標轉換後所呈現之q軸電流的時序示意圖,第5圖為本案之驅動系統的電流諧波與振動頻率及傳統驅動系統的電流諧波與振動頻率的波形示意圖。如第4圖及第5圖所示,由於本案之驅動系統1會激勵負載裝置9產生三相去磁電流給量測單元3,藉此對量測單元3進行去磁,因此由第4圖可知,本案之驅動
系統1(如第4圖上方所示)相較於傳統驅動系統(如第4圖下方所示)可有效改善輸出轉矩漣波問題,且由第5圖可知,在驅動頻率相同情況下,例如皆為16.3Hz,本案之驅動系統1(例如:電梯車廂)的電流諧波(如第5圖上方所示之虛線)相較於傳統驅動系統之電流諧波(如第5圖上方所示之實線)係降低約56.5%,本案之驅動系統1的振動(如第5圖下方所示之虛線)相較於傳統驅動系統之振動諧波(如第5圖下方所示之實線)係下降約57.8%,故本案之驅動系統1的電流偏移校正可較為準確,使得本案之驅動系統1的驅控性能相較於傳統驅動系統之驅控性能大幅提升。
請參閱第6圖,並配合第3A~第3C圖,其中第6圖係為本案較佳實施例之電流感測校正方法300的步驟流程示意圖。如圖所示,本案之電流感測校正方法300係適用於前述實施例中的驅動系統1而用於驅動單元2,且此電流感測校正方法可由控制單元5執行。驅動系統1包含驅動單元2、控制單元5、量測單元3及儲存單元4,且該驅動單元2用以提供三相電流(ia、ib、ic)給負載裝置9(例如:馬達),控制單元5執行電流感測校正方法300,其中電流感測校正方法300包含下列步驟。
於步驟S1中,控制單元5透過量測單元3取得三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)。
於步驟S2中,控制單元5依據三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)判斷三相電流(ia、ib、ic)是否維持直流狀態。如果三相電流(ia、ib、ic)沒有維持直流狀態,則控制單元5回到步驟S1。反之,如果三相電流(ia、ib、ic)維持直流狀態,控制單元5繼續執行步驟S3。
於步驟S3中,如果三相電流(ia、ib、ic)維持該直流狀態,則控制單元5透過量測單元3取得三相電流(ia、ib、ic)之直流值。
於步驟S4中,控制單元5紀錄上述三相電流(ia、ib、ic)之直流值於儲存單元4以作為三相直流值。
於步驟S5中,控制單元5判斷三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)是否為零。當控制單元5判斷三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)為零時(其代表煞車裝置啟動以固定住馬達),控制單元5繼續執行步驟S6:控制單元5依據三相直流值計算d軸電流及q軸電流。反之,於步驟S5中,當控制單元5判斷三相電流(ia、ib、ic)的量測值(iat、ibt、ict)不為零,則控制單元5重複地執行步驟S3至步驟S5,以重複地紀錄儲存單元4中的三相直流值。
於一些實施例中,本案之電流感測校正方法更可包含下列步驟。
於步驟S7中,控制單元5依據比例常數、d軸電流及q軸電流計算d軸校正電流命令及q軸校正電流命令。於此實施例中,步驟S2~S7是操作於第3B圖及第3C圖的區間2至3的範例,但本發明不限於此。
於步驟S8中,控制單元5依據d軸校正電流命令及q軸校正電流命令運轉驅動單元2以產生三相去磁電流給量測單元3(例如:第3B圖及第3C圖的區間4)。
於步驟S9中,控制單元5判斷量測單元3接收三相去磁電流的去磁時間是否達到第一預定時間。其中前述的第一預定時間即為第3C圖之區間4(區間4為時間1.5秒~2秒的區間,即第一預定時間為0.5秒),但本發明不限於此。特別注意的是,第一預定時間為軟體設定值,本發明可依據實際的情況作彈性地調整。
於步驟S10中,當步驟S9的判斷的結果為去磁時間達到第一預定時間時,控制單元5控制驅動單元2以停止產生三相去磁電流。而當執行完步驟S10後,即可完成對量測單元3的去磁。另外,當步驟S9的判斷的結果為去磁時間未達到第一預定時間時,則重新執行步驟S8。
於步驟S11中,當去磁時間達到第一預定時間時,控制單元5透過量測單元3量測三相電流以作為三相電流校正值(例如:第3B圖及第3C圖的區間5)。
於步驟S12中,控制單元5判斷三相電流校正值維持不變的校正時間是否達到第二預定時間(例如:第3B圖及第3C圖的區間5)。其中前述之第二預定時間為第3C圖之區間5(區間5為時間2秒~2.5秒的區間,即第二預定時間為0.5秒),但本發明不限於此。特別注意的是,第二預定時間為軟體設定值,本發明可依據實際的情況作彈性地調整。
於步驟S13中,當步驟S12的判斷結果為校正時間達到第二預定時間時,控制單元5儲存三相電流校正值於儲存單元4中。另外,當步驟S12的判斷的結果為校正時間未達到第二預定時間時,則重新執行步驟S11。
特別注意,第6圖及上述步驟S1~S13僅用於描述本發明之電流感測校正方法300之範例,但第6圖及上述步驟S1~S13之順序,不用於限制本發明。
綜上所述,本案提供一種電流感測校正方法及驅動系統,其中本案之電流感測校正方法可在負載裝置進入啟動狀態時,運轉驅統系統之驅動單元以產生三相去磁電流給量測單元,藉此對量測單元進行去磁,如此一來,本案之驅動系統在進行電流偏移校正時可較為準確,故本案之驅動系統的驅控性能可提升,進而避免負載裝置在運作時產生振動及噪音。
須注意,上述僅是為說明本案而提出之較佳實施例,本案不限於所述之實施例,本案之範圍由如附專利申請範圍決定。且本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾,然皆不脫如附專利申請範圍所欲保護者。
1:驅動系統
2:驅動單元
3:量測單元
4:儲存單元
5:控制單元
ia、ib、ic:三相電流
iat、ibt、ict:三相電流的量測值
20:整流電路
C:匯流排電容
21:變頻器
Claims (11)
- 一種電流感測校正方法,用於一驅動系統,其中該驅動系統包含一驅動單元、一控制單元、一量測單元及一儲存單元,且該驅動單元用以提供三相電流給一負載裝置,且該控制單元執行該電流感測校正方法,其中該電流感測校正方法包括:透過該量測單元取得該三相電流的量測值;依據該量測值判斷該三相電流是否維持直流狀態;如果該三相電流維持該直流狀態,則透過該量測單元取得該三相電流之直流值;紀錄該直流值於該儲存單元以作為三相直流值;其中當該控制單元判斷該量測值為零時,該電流感測校正方法更包括:依據該三相直流值計算一d軸電流及一q軸電流;依據一比例常數、該d軸電流及該q軸電流計算一d軸校正電流命令及一q軸校正電流命令;依據該d軸校正電流命令及該q軸校正電流命令運轉該驅動單元以產生三相去磁電流給該量測單元;以及判斷該量測單元接收該三相去磁電流的一去磁時間是否達到一第一預定時間;其中當該去磁時間達到該第一預定時間時,控制該驅動單元以停止產生該三相去磁電流。
- 如請求項1所述之電流感測校正方法,更包括:其中當該去磁時間達到該第一預定時間時,透過該量測單元量測該三相電流以作為三相電流校正值。
- 如請求項2所述之電流感測校正方法,更包括:判斷該三相電流校正值維持不變的一校正時間是否達到一第二預定時間;其中當該校正時間達到該第二預定時間時,儲存該三相電流校正值於該儲存單元。
- 一種驅動系統,包括:一驅動單元,用以提供三相電流給一負載裝置;一量測單元,用以量測該三相電流以輸出該三相電流的量測值;一儲存單元;以及一控制單元,耦接該驅動單元、該量測單元及該儲存單元;其中該控制單元依據該量測值判斷該三相電流是否維持直流狀態;其中當該控制單元判斷該三相電流維持該直流狀態時,該控制單元透過該量測單元取得該三相電流之直流值,並紀錄該直流值於該儲存單元以作為三相直流值;其中當該控制單元判斷該量測值為零時,該控制單元依據該三相直流值計算一d軸電流及一q軸電流,並且還依據一比例常數、該d軸電流及該q軸電流計算一d軸校正電流命令及一q軸校正電流命令;其中該控制單元依據該d軸校正電流命令及該q軸校正電流命令運轉該驅動單元以產生三相去磁電流給該量測單元。
- 如請求項4所述之驅動系統,其中該控制單元判斷該量測單元接收該三相去磁電流的一去磁時間是否達到一第一預定時間;其中當該去磁時間達到該第一預定時間時,該控制單元控制該驅動單元以停止產生該三相去磁電流。
- 如請求項5所述之驅動系統,其中當該去磁時間達到該第一預定時間時,該控制單元透過該量測單元量測該三相電流以作為三相電流校正值。
- 如請求項6所述之驅動系統,該控制單元判斷該三相電流校正值維持不變的一校正時間是否達到一第二預定時間;其中當該校正時間達到該第二預定時間時,該控制單元儲存該三相電流校正值於該儲存單元。
- 如請求項7所述之驅動系統,其中當該控制單元透過該量測單元接收到該量測值時,該控制單元自該儲存單元中擷取該三相電流校正值。
- 如請求項8所述之驅動系統,其中該控制單元將該量測值與該儲存單元中的該三相電流校正值進行相減以取得該三相電流的實際值,並且該控制單元依據該實際值操作該驅動單元。
- 如請求項4所述之驅動系統,其中該量測單元包括三個霍爾感測器,且該三個霍爾感測器分別用以量測該三相電流。
- 如請求項4所述之驅動系統,其中該量測單元包括兩個霍爾感測器,且該兩個霍爾感測器分別用以量測該三相電流之一第一相電流及一第二相電流,其中該控制單元依據該第一及第二相電流計算出該三相電流之一第三相電流。
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