专利名称：马达运转状态的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种马达运转控制方法，特别是一种马达运转状态的控制方法。
背景技术：
随着电力电子的应用日益普及，变频器的使用非常广泛。请参照图1，为变频器驱动马达作减速控制时，其直流总线电压波形对应输出频率值的示意图。当马达进行减速控制时，其回升能量造成直流总线电压10上升，因此，在直流总线电压10超出过电压失速防止检出电平11时，变频器需将输出频率值12维持一段保持时间12a，并不作任何减速控制动作，直到直流总线电压10回复到安全范围内(即低于过电压失速防止检测电平11)再继续减速控制，以避免直流总线电压10过高，而造成过电压保护。如此连续的减速与定速保持的结果，使马达减速时间为多段的保持时间12a加上多段的减速时间12b，亦拉长了马达减速的时间。而且，为了消耗因马达处于发电机运转状态而产生的回升能量，目前的做法有两种，其中一种方式为将回升能量经由电路回馈给电源端，以作再生利用，但此种方式往往需要的较高的电路建置成本，故一般均利用另一种方式即于设备中加装煞车单元或煞车电阻，以消耗回升能量，虽然其建置成本较前述回馈给电源端的方法低，但仍须额外的装置费用及维护，亦不甚理想。
因此，如何能提供一种依据马达运转状态作控制的方法，成为研究人员待解决问题之一。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种马达运转状态的控制方法，通过检测马达运转状态，调整变频器的输出频率值，消耗因马达运转于发电机状态而产生的回升能量，以节省或降低煞车单元或煞车电阻的装置容量，达到降低成本的目的。
为实现上述目的，本发明提供一种马达运转状态的控制方法，其调整一变频器的输出频率值，以控制马达的运转状态，该控制方法包含有下述步骤检测一马达的运转状态；在该马达为一发电机运转状态时，调整该输出频率值为一第一频率值；使该马达依据该第一频率值运转，以改变该马达的该运转状态为一电动机运转状态；在马达为该电动机运转状态时，调整该输出频率值为一第二频率调整值；及使该马达依据该第二频率值运转。
该第一频率值为该输出频率值加上一频率调整量。
在该频率调整量为负值时，该马达为该发电机运转状态。
在该频率调整量为正值时，该马达为该电动机运转状态。
该频率调整量是依据一直流总线电压值与一过电压失速防止检测电平值的差值计算所得。
该第二频率值为该输出频率值加上一频率调整量。
该频率调整量是依据一加速的设定时间计算所得。
该频率调整量是依据一减速的设定时间计算所得。
也就是说，本发明的马达运转状态的控制方法，包括下列步骤首先，检测马达处于发电机运转状态或电动机运转状态；在马达处于电动机运转状态时，变频器依据加速或减速设定时间计算频率调整量。
在马达处于发电机运转状态时，变频器依据直流总线电压值计算频率调整量，其中频率调整量区分有正值与负值。
当频率调整量为正值时，将使马达由发电机运转状态改变为电动机运转状态，避免直流总线电压继续上升并消耗先前因马达运转于发电机状态而产生的回升能量。
借由这种马达运转状态的控制方法，通过检测马达运转状态，对应调整变频器输出频率值，消耗因马达运转于发电机状态而产生的回升能量，借以节省或降低煞车单元或煞车电阻的装置容量，达到降低成本的目的，并降低直流总线涟波电压的大小及获得较稳定的负载电流。
有关本发明的特征与实施方案，现配合附图作最佳实施例详细说明如下。
图1为现有技术的马达减速时的直流总线电压与变频器输出频率值对照示意图；图2为本发明的马达运转状态控制步骤流程图；图3A为现有技术的波形模拟示意图；图3B本发明所提的波形模拟示意图；及图4为本发明的系统方块图。
其中，附图标记说明如下10—直流总线电压；11—过电压失速防止检出电平；12—输出频率值；12a—保持时间；12b—减速时间；13—负载电流；20—变频器；30—运转控制器；40—马达；50—负载；f1—输出频率值；f2—运转控制频率值；T1—减速时间；T2—减速时间；步骤100—检测变频器的输出频率值与输出电压及电流值；步骤101—判断马达目前是否为发电机运转状态；步骤102—依据直流总线电压值计算频率调整量；步骤103—调整变频器的输出值为第一频率值；步骤104—依据加速或减速设定的时间计算频率调整量；步骤105—调整变频器的输出值为第二频率值；步骤106—是否停止马达运转。
具体实施例方式
请参照图2，为本发明的运转控制的操作流程图，首先，检测变频器的输出频率值与输出电压及电流值(步骤100)，以判断马达目前是否为发电机运转状态(步骤101)，若目前马达处于发电机运转状态，即有能量回升问题，则依据直流总线电压值与一过电压失速防止检出电平值的差值计算出对应的频率调整量(步骤102)。
接下来，调整变频器的输出频率值为第一频率值(步骤103)，其中第一频率值为变频器的输出频率值加上频率调整量，而频率调整量是依据直流总线电压值与一过电压失速防止检出电平值的差值计算而出的，并依据计算结果而有正值的频率调整量或负值的频率调整量。当频率调整量为正值时，将使马达由发电机运转状态改变为电动机运转状态，避免直流总线电压继续上升并消耗先前因马达运转于发电机状态而产生的回升能量。
若马达不为发电机运转状态，即代表马达处于电动机运转状态，即无能量回升问题，并依据加速或减速设定的时间计算频率调整量(步骤104)。
接下来，调整变频器的输出频率值为第二频率值(步骤105)，其中第二频率值为变频器的输出频率值加上频率调整量，而频率调整量是依据加速的设定时间或减速的设定时间计算而出的。在步骤103与步骤105之后，均判断是否停止马达运转(步骤106)，若马达需继续运转时，则回到步骤100，以继续作马达运转控制。
请参照图3A与图3B，分别为现有技术与本发明的波形模拟示意图。在图3A中可发现直流总线电压10因减速或负载变动使马达处于发电机状态，而产生能量回升的问题，故造成直流总线电压10的波形起伏大。因此，为避免直流总线电压10过高，需要在直流总线电压10大于过电压失速防止检出电平11时(参照图1)，将输出频率值12保持住；在直流总线电压10小于过电压失速防止检出电平11时，进行输出频率值12的减速控制。由于整个减速过程需避免直流总线电压10过高，故减速时间T1较长，其负载电流13随直流总线电压10起伏而导致变动量非常大。请参照图3B，于检测马达为发电机运转状态时，随即计算并调整变频器的输出频率值12，以控制马达由发电机运转状态改变为电动机运转状态，以避免直流总线电压10继续上升并消耗回升的能量，故可发现输出频率值12并无保持的阶段，因此减速时间T2(约6.34秒)较减速时间T1(约6.60秒)短，且直流总线电压10的波形亦较平稳，其负载电流13亦较稳定。
请参照图4，为本发明的系统方块图，在变频器20中设置有运转控制器30，当变频器20输出频率值为f1时，通过运转控制器30输出频率值f1，以驱动马达40运转，当负载50变动或减速时，变频器20根据直流总线的电压值与输出电压及电流值，判断马达40目前处于发电机运转状态，计算并通过运转控制器30输出运转控制频率值f2，进而让马达40由发电机运转状态改变为电动机运转状态，如此，可消耗因马达40处于发电机运转状态而产生回升能量，避免造成直流总线电压继续上升，另外，运转控制器30亦可设置于变频器20的外部，并不影响其操作功能。
借由这种马达运转状态的控制方法，通过检测马达的运转状态，对应调整变频器的输出频率值，以避免马达于减速或负载变动时处于发电机运转状态而产生能量回升的问题，借以使直流总线电压更稳定及获得较稳定的负载变流，并缩短马达减速的时间。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书为准。
权利要求
1.一种马达运转状态的控制方法，其调整一变频器的输出频率值，以控制马达的运转状态，该控制方法包含有下述步骤检测一马达的运转状态；在该马达为一发电机运转状态时，调整该输出频率值为一第一频率值；使该马达依据该第一频率值运转，以改变该马达的该运转状态为一电动机运转状态；在马达为该电动机运转状态时，调整该输出频率值为一第二频率调整值；及使该马达依据该第二频率值运转。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于该第一频率值为该输出频率值加上一频率调整量。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于在该频率调整量为负值时，该马达为该发电机运转状态。
4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于在该频率调整量为正值时，该马达为该电动机运转状态。
5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于该频率调整量是依据一直流总线电压值与一过电压失速防止检出电平值的差值计算所得。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于该第二频率值为该输出频率值加上一频率调整量。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于该频率调整量是依据一加速的设定时间计算所得。
8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于该频率调整量是依据一减速的设定时间计算所得。
全文摘要
一种马达运转状态的控制方法，其检测马达处于发电机运转状态或电动机运转状态，计算与调整变频器的输出频率值，借以稳定直流总线电压与避免产生过电压保护，并获得较稳定的负载电流及缩短减速停车所需的时间。
文档编号H02P27/04GK1838522SQ200510056078
公开日2006年9月27日 申请日期2005年3月23日 优先权日2005年3月23日
发明者谢庭钟, 廖世杰 申请人:台达电子工业股份有限公司