马达停转保护系统及其保护控制方法与流程

本发明关于一种用于马达的防护方法，尤其是一种避免反作用力及脉冲突波造成破坏的马达停转保护系统及其保护控制方法。

背景技术：

一般马达通过停止供应驱动力达到停转的效果，但是，马达在运转过程中若瞬间失去动力，会产生反作用力冲击马达的转动组件，甚至损坏马达驱动的扇叶结构，另外，由于停转使马达的驱动回路瞬间截止电流，会产生暂态的突波（surge）脉冲于马达的电路系统中，而突波的波幅是正常波幅的数十数百倍，远高于一般电子元件所能承受的电压，导致马达的线圈绕组及驱动回路遭突波冲击而损坏。

尤其是用于驱动大风量低转速（highvolumelowspeed,hvls）吊扇的马达，由于扇叶的体积及转动惯量大，而需要马达提供更多的驱动力，并使用更大的驱动电流，相对的，马达停转所产生的反作用力冲击及脉冲破坏会导致更严重的破坏。

现有的马达装置通过提升转动结构的强度，及在回路中安装保护元件，如：保险丝、放电器或滤波器等额外装置来保护马达，而这些方式导致产品的制造成本增加，还可能因为增加马达的结构重量及回路复杂度，导致消耗部分的驱动力而降低马达运转效率。

有鉴于此，现有的马达停转保护系统及方法确实仍有加以改善的必要。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种马达停转保护系统及其保护控制方法，无需安装额外的强化结构或保护元件，可以降低制造成本及提升运转效率。

本发明的另一目的是提供一种马达停转保护系统及其保护控制方法，可以提升马达运转结构及驱动回路的可靠性及使用寿命。

本发明的再一目的是提供一种马达停转保护系统及其保护控制方法，可以准确判断马达系统是否正常运转，并自动停转及重启。

本发明全文所记载的元件及构件使用“一个”的量词，仅是为了方便使用且提供本发明范围的通常意义；于本发明中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。

本发明的马达停转保护系统，包括：一个电源；一个驱动电路，该驱动电路电性连接该电源，该驱动电路产生一个控制信号；一个马达，该马达电性连接该驱动电路，该马达依据该控制信号运转；一个第一感测模组，该第一感测模组设于该电源，该第一感测模组测量产生一个第一回授信号；一个第二感测模组，该第二感测模组设于该马达，该第二感测模组测量产生一个第二回授信号；及一个处理单元，该处理单元分别耦合连接该驱动电路、该第一感测模组及该第二感测模组，该处理单元由该第一回授信号及该第二回授信号产生一个监测结果，该处理单元依据该监测结果控制该驱动电路调整该控制信号。

本发明的马达停转保护控制方法，包括：一个运转阶段，由该驱动电路调整该控制信号驱动该马达运转，并判断该第一回授信号及该第二回授信号是否异常，若判断结果为否，则维持该运转阶段；一个降速阶段，若判断结果为发生异常，则该驱动电路调整该控制信号减少对该马达输出功率，继续判断该马达的转速是否低于一个安全转速，若判断结果为否，则重复该降速阶段；及一个停止阶段，若该马达的转速低于该安全转速，则该驱动电路调整该控制信号停止对该马达输出功率，继续判断该第一回授信号及该第二回授信号是否异常，若判断结果为是，则维持该停止阶段，若判断结果为否，则重新启动该马达运转，回到该运转阶段。

由此，本发明的马达停转保护系统及其保护控制方法，通过监测该电源及该马达的工作状况，能够判断马达运转是否异常，并通过降转速的方式逐步停转该马达，待异常状况排除后再重启马达运转，可以避免马达在运转过程中的突发状况或瞬间停止，所导致马达运转结构或驱动回路受损，且无需安装额外的保护元件，具有延长使用寿命、降低制造成本及提升运转效率等功效。

其中，该第一回授信号包括供电电压值、供电电流值或电源温度。如此，具有监测该电源供电状况的功效。

其中，该第二回授信号包括马达电压值、马达电流值、马达转速或马达温度。如此，具有监测该马达运转状态的功效。

本发明另外具有一个第三感测模组，该第三感测模组设于该驱动电路，该第三感测模组测量产生一个第三回授信号，该处理单元由该第三回授信号调整该监测结果。如此，可以增加处理单元分析的数据资料，具有提升监测结果的准确性的功效。

其中，该第三回授信号包括驱动电流值、驱动电压值或驱动电路温度。如此，具有监测该驱动电路调整控制信号过程的功效。

其中，该处理单元是微控制器或特殊应用集成电路。如此，可以整合输入输出介面及运算处理功能，具有减少元件数量及占用空间的功效。

其中，该驱动电路及该处理单元是特殊应用集成电路。如此，具有整合控制功能并节省安装空间的功效。

其中，当该处理单元产生该监测结果为驱动正常时，该处理单元控制该驱动电路调整该控制信号驱动该马达运转。如此，具有维持或重启马达正常运转的功效。

其中，当该处理单元产生该监测结果为判断异常时，该处理单元控制该驱动电路调整该控制信号减少对该马达输出功率。如此，可以在马达无法正常运转时降低马达转速，具有避免马达结构或回路受损的功效。

其中，该监测结果为包括过电压、过电流、低电压、过温、过功率、微电子故障、堵转、失步及欠相的至少一个，该监测结果为判断异常。如此，具有判断马达无法正常运转的功效。

其中，当该处理单元产生该监测结果为低于安全转速时，该处理单元控制该驱动电路调整该控制信号停止对该马达输出功率。如此，可以在冲击较低的状态停转马达，具有减少马达结构及回路受损的功效。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1：本发明较佳实施例的系统方块图；

图2：本发明较佳实施例的方法流程图。

附图标记说明

1电源

2驱动电路

3马达

4第一感测模组

5第二感测模组

6处理单元

7第三感测模组

c控制信号

f1第一回授信号

f2第二回授信号

f3第三回授信号

s1运转阶段

s2降速阶段

s3停止阶段。

具体实施方式

为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图1所示，其为本发明马达停转保护系统的较佳实施例，包括一个电源1、一个驱动电路2、一个马达3、一个第一感测模组4、一个第二感测模组5及一个处理单元6，该驱动电路2分别电性连接该电源1及该马达3，该第一感测模组4设于该电源1，该第二感测模组5设于该马达3，该处理单元6分别耦合连接该驱动电路2、该第一感测模组4及该第二感测模组5。

该电源1供电给该驱动电路2，再由该驱动电路2产生一个控制信号c，并使该马达3依据该控制信号c运转，如此，通过调整该控制信号c的电压或占空比的大小，可以切换该马达3的转速，而上述电压或占空比随时间的递增或递减，则可以使该马达3加速启动或降速停转。

该第一感测模组4可以具有电压感测器、电流感测器或感温元件等装置，用于测量该电源1的供电电压值、供电电流值或电源温度等工作数据，并将上述所有数据汇整为一个第一回授信号f1。

该第二感测模组5可以具有电压感测器、电流感测器、霍尔元件或感温元件等装置，用于测量该马达3的马达电压值、马达电流值、马达转速或马达温度等工作数据，并将上述所有数据汇整为一个第二回授信号f2。

该处理单元6可以是微控制器（microcontrolunit,mcu）或特殊应用集成电路（applicationspecificintegratedcircuit,asic），该处理单元6分析运算该第一回授信号f1及该第二回授信号f2所包括的数据资料，并产生一个监测结果，该处理单元6依据该监测结果控制该驱动电路2调整该控制信号c。另外，该处理单元6也可以整合该驱动电路2为同一组特殊应用集成电路。

另外，本发明的马达停转保护系统还可以具有一个第三感测模组7，该第三感测模组7耦合连接该处理单元6，该第三感测模组7可以具有电压感测器、电流感测器或感温元件等装置，用于测量该驱动电路2的驱动电流值、驱动电压值或驱动电路温度等工作数据，并将上述所有数据汇整为一个第三回授信号f3，如此，该处理单元6可以依据该第一回授信号f1、该第二回授信号f2及第三回授信号f3的数据资料产生该监测结果。

根据前述结构，该马达3由该驱动电路2的该控制信号c驱动运转，而该电源1的供电状况影响该控制信号c及该马达3的运转状况，因此，通过该第一感测模组4监测该电源1的供电情形、该第二感测模组5监测该马达3的运转状况，及该第三感测模组7监测该驱动电路2的该控制信号c的调整变化，并由该处理单元6分析判断上述情况而产生该监测结果。

当该监测结果显示该电源1、该驱动电路2及该马达3皆正常运作时，该处理单元6控制该驱动电路2调整该控制信号c，并驱动该马达3维持运转。

当该监测结果显示该电源1、该驱动电路2及该马达3发生过电压、过电流、低电压、过温、过功率、微电子故障、堵转、失步及欠相等状况的至少一个时，该监测结果为判断异常，由该处理单元6控制该驱动电路2调整该控制信号c，以减少对该马达3输出功率，降低该马达3的转速。另外，减少输出功率的方法可以是线性递减、指数递减、查表法或其他输出趋势为渐减的流程，本发明不以此为限。

当该监测结果显示该马达3的转速低于一个安全转速时，该处理单元6控制该驱动电路2调整该控制信号c，以停止对该马达3输出功率，使该马达3停止运转。

请参照图2所示，其为本发明马达停转保护控制方法的较佳实施例的流程图，包括一个运转阶段s1、一个降速阶段s2及一个停止阶段s3。

该运转阶段s1由该驱动电路2调整该控制信号c，使该马达3依据该控制信号c运转，并由该第一感测模组4测量该电源1而得到该第一回授信号f1，及由该第二感测模组5测量该马达3而得到该第二回授信号f2，判断该第一回授信号f1及该第二回授信号f2是否异常，若判断结果为否，则维持该运转阶段s1。

若判断结果为是，即发生异常，则进入该降速阶段s2，由该驱动电路2调整该控制信号c减少对该马达3输出功率，继续判断该马达3的转速是否低于一个安全转速，若判断结果为否，则重复该降速阶段s2。

若判断结果为是，即该马达3的转速低于该安全转速，则进入该停止阶段s3，由该驱动电路2调整该控制信号c停止对该马达3输出功率，继续判断该第一回授信号f1及该第二回授信号f2是否异常，若判断结果为是，则维持该停止阶段s3，若判断结果为否，则重新启动该马达3运转，回到该运转阶段s1。

另外，还可以由该第三感测模组7测量该驱动电路2而得到该第三回授信号f3，当判断该第一回授信号f1及该第二回授信号f2是否异常时，也判断该第三回授信号f3。

综上所述，本发明的马达停转保护系统及其保护控制方法，通过监测该电源、该驱动电路及该马达的工作状况，能够判断马达运转是否异常，还可以在电力系统不稳定的环境中，即时发现供电异常，并通过降转速的方式逐步停转该马达，待异常状况排除后再重启马达运转，可以避免马达在运转过程中的突发状况或瞬间停止，所导致马达运转结构或驱动回路受损，尤其是用于避免大型吊扇马达所造成的停转损坏，且无需安装额外的保护元件在马达上，具有延长使用寿命、降低制造成本及提升运转效率等功效。

虽然本发明已利用上述较佳实施例公开，但其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属于本发明所保护的技术范畴，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所界定为准。