吊扇、吊扇马达控制方法及吊扇马达控制装置与流程

本发明涉及一种吊扇、吊扇马达控制方法及吊扇马达控制装置，特别涉及一种设定有转速目标值及转矩限值的吊扇、吊扇马达控制方法及吊扇马达控制装置。

背景技术：

目前市面上的吊扇转动控制方法都是以叶片的转速来作为主要的控制参数，以定速控制系统来控制叶片的转动，其做法是制造商先依吊扇的叶片大小、形状及材质等设定不同段数所需达到的目标转速。然而，这样的做法会使控制程序必须依着吊扇的叶片不同而给予不同的设定转速，而导致有很大的技术服务与商品库存的问题。

再者，由于吊扇马达与驱动器会依着叶片的大小、形状、材质等等的交叉搭配而产生出许多不同的变化，但是设定好的目标转速是为固定的，因此当使用者更换不同材质或大小的叶片后，便可能造成吊扇在转动时无法依照原来的设定来执行的状况。甚至可能因更换叶片后使马达的负载变重，马达为了执行目标转速控制不停的增加输出功率，最终造成输出功率超出负载而发生过热的情形。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种吊扇、吊扇马达控制方法及吊扇马达控制装置，藉由整合特定转矩电流与目标转速，以满足吊扇匹配不同叶片的多样化以及吊扇装置安装维护的方便性。

依据本发明的一实施例揭露一种吊扇马达控制方法，包含设定关联于吊扇马达的转速目标值及转矩限值，以处理器控制吊扇马达进行运转。以马达电流取样电路取得吊扇马达进行运转时的运转信息，以处理器依据运转信息计算得吊扇马达的当前转速及当前转矩。以处理器判断当前转矩是否大于或等于转矩限值，于当前转矩大于或等于转矩限值时执行定转矩控制，并于当前转矩小于转矩限值时更判断当前转速是否已达到转速目标值。当处理器判断当前转速达到转速目标值时，以处理器依据转速目标值执行定转速控制，且当处理器判断当前转速未达到转速目标值时，以处理器增加吊扇马达的转矩电流并回到以马达电流取样电路取得运转信息的步骤。

依据本发明的一实施例揭露一种吊扇马达控制装置，包含供电模块、处理器、马达驱动电路及马达电流取样电路。供电模块用于汲取外部电力以输出工作电源。处理器电性连接供电模块且以所述的工作电源运行，处理器用以取得关联于吊扇马达的转速目标值及转矩限值，并产生控制指令。马达驱动电路电性连接供电模块及处理器，马达驱动电路以所述的工作电源运行，且马达驱动电路用以依据控制指令驱动吊扇马达。马达电流取样电路电性连接该处理器，马达电流取样电路以所述的工作电源运行，且用以取得吊扇马达的运转信息，以供处理器取得吊扇马达的当前转速及当前转矩。处理器依据当前转矩及转矩限值判断是否执行定转矩控制，并选择性地依据当前转速及转速目标值决定是否增加吊扇马达的转矩电流。

依据本发明的一实施例揭露一种吊扇，包含吊扇马达、驱动器及一组扇叶。驱动器包含第一壳体、第二壳体、电路板及散热鳍片。第二壳体结合于第一壳体形成容置空间。电路板设于容置空间且电路板包含控制装置。所述的控制装置如同上述的吊扇马达控制装置且电性连接电路板。所述的控制装置以马达驱动电路的控制指令运行吊扇马达。散热鳍片设于容置空间且组合于电路板，散热鳍片具有多个凸起部，该些凸起部相互间隔一段距离。该组扇叶可分离地组合于吊扇马达且该组扇叶由该吊扇马达带动而旋转。

综上所述，于本发明的吊扇马达控制方法及吊扇马达控制装置中，主要是通过设定转速目标值及转矩限值，先判断吊扇马达的当前转矩是否有达到转矩限值，再选择性地判断当前转速是否达到转速目标值，进而决定是否要增加吊扇马达的转矩电流。藉此，可使各种规格的吊扇叶片不受限于传统单一定速控制方式，故不会有负载过重而使输出功率超过特定功率的状况。另外，本发明所提出具有上述的吊扇马达控制装置的吊扇可藉由散热鳍片的设置，进而提供良好的散热效果，以避免内部元件因过热而无法正常运行。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1依据本发明的一实施例所绘示的吊扇马达控制装置的功能方框图；

图2依据本发明的一实施例所绘示的马达电流取样电路的电路架构图；

图3依据本发明的一实施例所绘示的吊扇马达控制方法的方法流程图；

图4依据本发明的一实施例所绘示的部份吊扇马达控制方法的方法流程图；

图5依据本发明的另一实施例所绘示的部份吊扇马达控制方法的方法流程图；

图6依据本发明的一实施例所绘示的吊扇的结构示意图；

图7依据本发明的一实施例所绘示的驱动器的结构示意图；

图8及图9依据本发明的一实施例所分别绘示的散热鳍片的俯视图及侧视图；

图10依据本发明的一实施例所绘示的安装散热鳍片后的散热状态示意图。

其中，附图标记

1吊扇马达控制装置

10供电模块

102整流滤波电路

104电源转换电路

11处理器

12马达驱动电路

13马达电流取样电路

14信号接收器

20外部电力源

30吊扇马达

40信号发射器

5吊扇

50驱动器

51吊扇马达

52扇叶

501第一壳体

503第二壳体

505电路板

5051灯控开关

5052功率模块

507散热鳍片

5071凸起部

509容置空间

ep外部电力

sp供电电源

wp工作电源

crt控制指令

ia～ic三相电流

os操作信号

pwm1～pwm6控制器

c1～c9电容

r1～r15电阻

op1～op3放大器

w1宽度

w2距离

d2深度

l1长度

l2宽度

d1厚度

h锁固孔洞

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1，图1依据本发明的一实施例所绘示的吊扇马达控制装置的功能方框图。如图1所示，吊扇马达控制装置1包含供电模块10、处理器11、马达驱动电路12及马达电流取样电路13。供电模块10电性连接外部电力源20以自外部电力源20汲取外部电力ep以输出工作电源。于此实施例中，供电模块10可以用来分别提供具有适当电压的工作电源wp给处理器11、马达驱动电路12及马达电流取样电路13以进行运作。

于一个实施例中，如图1所示，所述的供电模块10可包含整流滤波电路102及电源转换电路104。整流滤波电路102电性连接外部电力源20，以用于将所汲取的交流电形式的外部电力ep整流为直流电形式的供电电源sp。电源转换电路104电性连接整流滤波电路102、处理器11及马达驱动电路12。电源转换电路104用以调整供电电源sp的电压，据以输出工作电源wp。于实务上，分别输出给处理器11、马达驱动电路12及马达电流取样电路13的工作电源wp可能不一致。如前述所说，所述的整流滤波电路102及电源转换电路104分别用于整流/滤波及电压调整，所属领域具有通常知识者可依据实际需求来设计其电路架构，故于此不予赘述。

处理器11电性连接供电模块10，且处理器11用以取得关联于吊扇马达30的转速目标值及转矩限值，并产生控制指令crt。于实务上，如图1所示，吊扇马达控制装置1可配置有信号接收器14，使用者可控制信号发射器40以从外部传送一操作信号os至吊扇马达控制装置的1内的信号接收器14。所述的操作信号os包含有所欲设定的转速目标值及转矩限值。信号接收器14可进一步地将操作信号os传送给处理器11，以使处理器11进行转速目标值及转矩限值的设定。处理器11取得转速目标值及转矩限值的方式并不仅限于通过操作信号os。意即，操作信号os也可以只包含转速目标值，转矩限值则是预先输入并储存于处理器11中。

另一方面，马达驱动电路12电性连接供电模块10及处理器11。所述的马达驱动电路12用以依据处理器11所产生的控制指令crt来驱动吊扇马达30。而马达电流取样电路13电性连接处理器11且马达电流取样电路13用以取得吊扇马达30的运转信息。所述的运转信息用以供处理器11取得吊扇马达30的当前转速及当前转矩。具体来说，于一实施例中，所述的运转信息包含有吊扇马达的电流信息，处理器11可依据所述的电流信息，以计算吊扇马达30的当前转矩。进一步地，处理器11更依据吊扇马达的当前转矩来计算吊扇马达30的当前转速。

为了更明确说明马达电流取样电路13如何取得吊扇马达的电流信息，请进一步参照图2，图2依据本发明的一实施例所绘示的马达电流取样电路13的电路架构图。如图2所示，马达电流取样电路13包含有放大器op1～op3、电阻r1～r12及电容c1～c9。在马达驱动电路12的控制器pwm1～pwm6驱动吊扇马达30运转后，马达电流取样电路13便可藉由电阻r13～r15将吊扇马达30运行时的电流信号转换成电压信号，且进一步应用放大器将所述的电压信号放大后积分为直流电压。所述的直流电压会被传送至处理器11，以转换成数字信号，从而取得吊扇马达30的三相电流ia～ic。于实务上，处理器11可先依据clarke转换将所述的三相电流ia～ic转换为二相(相差90度)的静止座标电流，再依据park转换将前述的二相静止座标电流转换为二相动态座标电流。接着，处理器11再依据所述的二相动态座标电流，以运算出吊扇马达30的当前转矩电流、磁场电流及马达参数传等信息。处理器11再依据前述信息进行马达反应电势(backelectromotiveforce，backemf)的计算，以取得吊扇马达30的当前转速。图2所示的马达电流取样电路的电路架构仅用于举例说明，本发明不以此为限。

当处理器11经由前述计算而取得吊扇马达30的当前转矩及当前转速后，处理器11可进一步地依据所述的当前转矩及转矩限值来判断是否要执行定转矩控制，并且选择性地依据当前转速及转速目标值决定是否增加吊扇马达30的转矩电流。具体来说，在一实施例中，处理器11可用以判断当前转矩是否大于或等于转矩限值。若是处理器11判断当前转矩大于或等于转矩限值时，则处理器11便以所述的转矩限值来执行定转矩控制。于一个例子中，所述的定转矩控制为以处理器11依据转矩限值控制吊扇马达30进行运转。若当前转矩小于转矩限值，则处理器11即依据当前转速及转速目标值来决定是否增加吊扇马达的转矩电流。

于一实施例中，在当前转速达到转速目标值时，处理器11以转速目标值来执行定转速控制。所述的定转速控制指处理器11以转速目标值来控制吊扇马达30的运转。而在当前转速未达到转速目标值时，处理器11持续地增加该吊扇马达的转矩电流。简言之，于本发明的吊扇马达控制装置中，处理器11会先确认吊扇马达30的当前转矩是否达到或是超过预设的转矩限值。在吊扇马达30的运作还未达到预设的转矩限值时，处理器11才会进一地确认吊扇马达30的当前转速是否达到预设的目标转速，从而决定是否要增加转矩电流至吊扇马达30。于实务上，所述的转矩限值为吊扇马达30的转矩上限，若是吊扇马达30运行时的转矩超过该上限值，则可能会使吊扇马达30因过载而过热，最终导致元件损毁或是安全性的疑虑。因此，藉由本发明所提出的转矩限值的设定，可以确保吊扇马达30的运作不会超过其所能负荷的范围而引发上述问题。

请一并参照图1及图3，图3依据本发明的一实施例所绘示的吊扇马达控制方法的方法流程图。所述的吊扇马达控制方法可适用于图1的吊扇马达控制装置。如图3所示，于步骤s301中，设定关联于吊扇马达30的转速目标值及转矩限值。于步骤s303中，以处理器11控制吊扇马达30进行运转。也就是说，处理器11会发送一个控制指令至马达驱动单元12使其驱动吊扇马达30开始运转。于步骤s305中，以马达电流取样电路13取得吊扇马达30进行运转时的运转信息。所述的运转信息包含有吊扇马达30的电流信息。于步骤s307中，以处理器11依据运转信息计算得吊扇马达30的当前转速及当前转矩。于实务上，处理器11可基于clarke转换/park转换以及backemf，来取得所述的当前转速及当前转矩，其相关细节的描述已于前述段落中有详尽的说明，于此不再赘述。

于步骤s309中，以处理器11判断当前转矩是否大于或等于转矩限值。在当前转矩大于或等于转矩限值时，则于步骤s311中，以处理器11执行定转矩控制。在当前转矩小于转矩限值时，则于步骤s313中，以处理器11更判断当前转速是否已达到转速目标值。当处理器11判断当前转速达到转速目标值时，则于步骤s315中，以处理器11依据所述的转速目标值执行定转速控制。当处理器11判断当前转速未达到转速目标值时，则于步骤s317中，以处理器11增加吊扇马达30的转矩电流，并且回到以马达电流取样电路取得运转信息的步骤。在此实施例中，所述的转矩限值可为吊扇马达30的转矩上限。基于转矩限值的设定搭配转速目标值的设定，本发明所提出的吊扇马达控制方法可以使吊扇马达30的运作不会超过其负载的范围而导致元件损毁或是安全性的问题。

请进一步参照图4，图4依据本发明的一实施例所绘示的部份吊扇马达控制方法的方法流程图。相较于图3的实施例，图4的步骤s307更包含有步骤s3071及s3073。于步骤s3071中，以处理器11依据所述的运转信息所包含的吊扇马达30的电流信息计算当前转速，且于步骤s3071中，以处理器11进一步依据当前转速来计算当前转矩。于实务上，处理器11可以为具有运算功能的芯片，处理器11可执行座标转换运算(例如clarke转换或park转换)以及backemf等运算，从而取得当前转速及当前转矩。请进一步参照图5，图5依据本发明的另一实施例所绘示的部份吊扇马达控制方法的方法流程图。相较于图3的实施例，图4的步骤s301更包含有步骤s3011及s3013。于步骤s3011中，以处理器11自信号发射器40接收操作信号os，且于步骤s3013中，以处理器11依据操作信号os设定关联于吊扇马达30的转速目标值及转矩限值。于实务上，所述的信号发射器40可以为外部的控制器，使用者可以操作该控制器使其发出操作信号os至处理器11，其中所述的操作信号os包含有所欲设定的转速目标值及转矩限值，因此可对吊扇马达30进行转速/转矩的设定。

请一并参照图6及图7。图6依据本发明的一实施例所绘示的吊扇的结构示意图，而图7依据本发明的一实施例所绘示的驱动器的结构示意图。如图所示，吊扇5包含有驱动器50、吊扇马达51及一组扇叶52。所述的驱动器50包含第一壳体501、第二壳体503、电路板505以及散热鳍片507。第一壳体501与第二壳体503结合而形成容置空间509。所述的电路板505设于所述的容置空间509内且电路板505包含有控制装置，其与前述的吊扇马达控制装置1相仿。电路板505更设有灯控开关5051与功率模块5052。而散热鳍片507设于容置空间509且组合于电路板505。吊扇马达51电性连接该电路板505，且受控于驱动器50的控制装置内的马达驱动电路所发出的控制指令而运行；亦即，电路板505的控制装置电性连接吊扇马达51，且以控制指令运行吊扇马达51。该组扇叶52可分离地组合于吊扇马达51，该组扇叶52由吊扇马达51带动而旋转。

请进一步参照图8及图9，其依据本发明的一实施例所分别绘示的散热鳍片的俯视图及侧视图。如图所示，散热鳍片507具有多个凸起部，例如凸起部5071。其中，每个凸起部具有宽度w1及深度d2，而所述的多个凸起部相互间隔一段距离w2。以实际的例子来说，宽度w1、深度d2与距离w2可分别为1毫米、2毫米与2毫米。散热鳍片507的长度l1、宽度l2及厚度d1可分别为105毫米、47.5毫米、2.6毫米。上述例子的宽度、深度、宽度、厚度等的数值仅用于举例说明，本发明不以此为限。

于实务上，图6所示的驱动器50所设置的位置可便于维修及安装，然而却可能有散热不佳的状况。因此，藉由将散热鳍片507通过锁固孔洞h而安装于驱动器50内，可以有助于提升散热的效果。请进一步参照图10，图10依据本发明的一实施例所绘示的安装散热鳍片后的散热状态示意图。如图10所示，在装设如前述的散热鳍片507后，随着吊扇的运行时间，灯控开关5051、功率模块5052以及周遭环境的温度仍可保持稳定而不会持续上升。例如灯控开关5051与功率模块5052的温度可大约保持在70度至80度之间，而周遭环境的温度可大约保持在25度至30度之间。因此，吊扇的驱动器50的内部元件不会因过热而不正常运作或损毁。

综上所述，于本发明的吊扇马达控制方法及吊扇马达控制装置中，可先设定转速目标值及转矩限值，且判断吊扇马达的当前转矩是否有达到转矩限值，再选择性地判断当前转速是否达到转速目标值，进而决定是否要增加吊扇马达的转矩电流。藉此，可使各种规格的吊扇叶片不受限于传统单一定速控制方式，故不会有负载过重而使输出功率超过特定功率的状况，从而满足吊扇匹配不同叶片的多样化及装置安装维护的方便性。此外，本发明所提出具有上述的吊扇马达控制装置的吊扇设有散热鳍片的设置，可以提供理想的散热效果，使得驱动器内的内部元件不会因过热而无法正常运行或损毁。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。