专利名称：应用于吊扇的运转装置的制作方法
技术领域：
本发明有关一种应用于吊扇的运转装置;特别是关于一种应用于吊扇的直流无 刷马达的运转装置，该运转装置包含设置于该直流无刷马达外部的编码器及传感 器。
背景技术：
直流无刷马达具有低速高扭力、低电磁干扰、无噪音、免碳刷保养等优点。然 而为保持直流无刷马达顺利运转，以及将马达由静止状态顺利启动，需要于马达内 放置电磁传感器，例如霍尔传感器(Hall sensor)，以感应马达内磁铁磁极与定子 相对位置改变所造成的磁场变化，直流无刷马达的控制器则根据该传感器输出信 号，传送电源到设置于马达定子上的线圈，使马达得以持续且稳定的运转。
直流无刷马达其内部具有一转子，为永久磁铁，为确认马达转动位置，需相应 于马达内部的定子位置设置霍尔传感器，以感应转子转动所造成的磁铁磁极位置改 变，达成马达转动的目的。马达开始运转之后，则需通过霍尔传感器持续地感应马 达每一圈的转动，来使控制电路稳定地驱动马达运转。
以应用于吊扇的三相直流无刷马达为例，其包含三电磁传感器。由于电磁传感 器是放置于马达内部，为了在马达与控制电路之间放置传输线以传输电磁传感器的 输出信号，需要于硬件上施以钻孔等破坏性工序。举例而言，需要于吊扇的马达轴 心上开设连接？L，使这些传输线可以穿过连接孔而与控制电路连接。然而开设过大 连接孔会破坏马达轴心的耐用性，而于使用时间增长后，有致生危安之虞。
另外，现有的应用于吊扇的马达，其控制方式为手动控制。手动控制意即该马 达需要通过接触式方式以达到调整马达转速、开启-关闭等控制目的。现有的操作 方式仅能利用循环开关方式控制马达转速，因此当马达在某一转速被关闭之后，待 使用者下次重新启动马达时，仅能启动下一个转速，而无法启动关闭之前的转速。 换言之，若使用者仍欲得到与关闭之前相同的转速，则使用者需要持续操作开启-
开关一个循环，十分不方便。
同时，当吊扇的负载增加时，若控制器无保护功能，则马达可能无法负荷，而 导致过热或损坏。
有鉴于此，于吊扇的直流无刷马达中，提供一种无需使用电磁传感器即可启动 并运转该直流无刷马达的运转装置，同时提供一可存储直流无刷马达转速与具保护 功能的控制器，这为此一业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种应用于吊扇的直流无刷马达的运转装置，解决于 直流无刷马达硬件开设过大的连接孔，而破坏直流无刷马达耐用性的问题。本发明 的另一 目的在于提供一种应用于吊扇的直流无刷马达的运转装置，通过可存储直流 无刷马达转速的控制器，可于马达关闭后，再次启动时，恢复关闭前的旋转速度。 本发明的又一目的在于提供一种应用于吊扇的直流无刷马达的运转装置，通过保护 电路，比较与直流无刷马达旋转负载相关的一信号与一参考值，即可降低或关闭直 流无刷马达，以保护马达避免损坏。
本发明提供一种应用于吊扇的运转装置，该吊扇包含一直流无刷马达、 一轴心 及一控制器，该运转装置设置于该直流无刷马达及该控制器之间，并与该控制器电 性连结；该直流无刷马达包含一定子与至少一对磁极，其特点是该运转装置包含-一支持件，通过该轴心连结该直流无刷马达；至少一编码器，各具有一横向尺寸， 对应该至少一对磁极位置以设置于该直流无刷马达的外壳，以与该直流无刷马达同 步旋转；以及至少一传感器，与该控制器电性连接，对应该定子位置以设置于该支 持件上，介于该支持件与该直流无刷马达的外壳之间，以感应该至少一编码器的动 作；其中，任一这些传感器分别相应该至少一编码器的横向尺寸，产生至少一输出 信号，该控制器根据该至少一输出信号控制该直流无刷马达的运转。
本发明的优点是通过于直流无刷马达外部设置传感器及编码器，无需使用电 磁传感器即可运转直流无刷马达，以减少传输线的使用数量；通过设置编码器，对
应直流无刷马达内含磁极位置，并使编码器与马达同步运转，即可确认磁极位置以
运转马达；通过可存储直流无刷马达转速的控制器检测马达关闭时的关闭时间，以 存储马达关闭前的旋转速度，并使得马达再次开始运转时，恢复关闭前的旋转速度，
无需通过循环开关方式来切换转速。
图1是本发明的运转装置与应用于吊扇的直流无刷马达及控制器的示意图； 图2是本发明的运转装置与应用于吊扇的直流无刷马达及控制器的另一示意
图3是编码器与直流无刷马达相对位置的示意图4是单一编码器的示意图5是控制器的电路方块图6是开启-关闭信号的波形示意图。
具体实施例方式
本发明主要是将感应控制的技术应用于吊扇的直流无刷马达的运转控制中，以 下将以一较佳实施例具体予以说明。
图1所绘示为一应用于吊扇的运转装置1、 一包含于一吊扇(图未示出)的直流 无刷马达14与一控制器H的示意图。运转装置1包含一支持件15、 一传感器12， 在本实施例中为一红外线遮断器，是一不可视光谱遮断元件、以及多个编码器 13a 13h，在本实施例中为遮光编码器，各具有一横向尺寸，请参考图3。为便于 说明，图l仅例示编码器13a。在其他实施例中，运转装置也可包含多个传感器， 对应直流无刷马达M的一定子位置设置，以分别感应编码器。同时编码器的数量 也可为一个，以对应一对磁极的位置而设置于直流无刷马达的外壳上。概言之，编 码器的数量与位置与磁极的数量与位置相关，同时传感器的位置与定子的位置相 关。
运转装置1设置于直流无刷马达14及控制器li之间，并与控制器11电性连 结，直流无刷马达14与运转装置1的支持件15是通过该吊扇的一轴心16相互连 结。直流无刷马达14内包含一定子(图未示出)与多对磁极(图未示出)。传感器12 对应定子位置而设置于支持件15上，在本实施例中，传感器12与控制器li是分 别设置于支持件15的两侧，支持件15则固定于轴心16,直流无刷马达14运转时 以轴心16为中心旋转。传感器12与控制器11电性连接，介于支持件15与直流无刷马达14的外壳之间，以感应此等编码器13a 13h，以编码器13a而言，其具有 一横向尺寸，对应一对磁极位置而设置于直流无刷马达14的外壳上，以与直流无 刷马达14同步旋转。由于传感器12是对应定子位置而设置，因此并不转动，当编 码器13a旋转通过传感器12时，传感器12感应编码器13a的横向尺寸以产生一输 出信号至控制器ll,控制器11根据输出信号控制直流无刷马达14的运转，同理， 其他编码器13b 13h依序旋转通过传感器12时,传感器12分别相应编码器13b 13h的横向尺寸，产生多个输出信号，控制器11根据此等输出信号控制直流无刷 马达14的运转。在其他实施例中直流无刷马达也可仅包含一对磁极。
在另一较佳实施例中，可利用一具有容置空间的支持件，将控制器设置于容置 空间内，请参考图2。运转装置2包含一支持件25、 一传感器22、以及多个编码 器，图中仅例示编码器23a。支持件25与一上盖27界定一容置空间28，而控制器 21即可设置于容置空间28内，上盖27可与支持件25分离以便于装设控制器21。 传感器22与控制器21分别设置于支持件25的两侧，支持件25则固定于轴心26， 直流无刷马达24运转时以轴心26为中心旋转。编码器23a也具有一横向尺寸，与 直流无刷马达24同步旋转。当编码器23a旋转通过传感器22时，传感器22感应 编码器23a的横向尺寸以产生一输出信号至控制器21。
如图3所示，编码器13a 13h分别对应直流无刷马达14所包含的多对磁极位 置而设置于直流无刷马达14的外壳上，且各具有不同的横向尺寸。在本实施例中 编码器的数量与磁极的成对数量相同。当编码器13a 13h与直流无刷马达14同步 旋转通过传感器12时，传感器12产生多个具有不同脉冲宽度的输出信号，控制器 11则根据多个具有不同脉冲宽度的输出信号控制直流无刷马达14的运转。
请参考图4，在另一较佳实施例中，编码器33可包含多个子编码器，各具有 相同的一横向尺寸，且以不等间距方式依序排列。如此，即可调整子编码器间的间 距，以使编码器33通过传感器时，产生不同的输出信号。
图5绘示在另一较佳实施例中，控制器31的电路方块图，包含一控制电路311 、 一驱动电路321、 一保护电路331、以及一存储单元341。在本实施例中'受到控 制器31控制的直流无刷马达34具有多个旋转速度。
控制电路311接收一开启-关闭信号300，并产生一控制信号302。请一并参考 图6，其绘示开启-关闭信号300的波形示意图，当开启-关闭信号300位于低电平
时，即表示直流无刷马达34关闭，当开启-关闭信号300位于高电平时，即表示直 流无刷马达34开启。驱动电路321接收控制信号302，并产生一驱动信号304至 直流无刷马达34以控制其旋转速度。具体说，当开启-关闭信号300经过关闭时间 Toffl再次开启，且Toffl小于一参考值Tref时，马达的旋转速度改变一次。但 当开启-关闭信号300的关闭时间Toff2超过一参考值Tref时，控制电路311产生 一旋转速度信号312，并储存至存储单元341，旋转速度信号312代表直流无刷马 达34关闭时的旋转速度，俾使开启-关闭信号300再次开启时，控制电路311可自 存储单元341中读取旋转速度信号312，以控制直流无刷马达34。
保护电路331用以接收与直流无刷马达34旋转负载相关的一负载信号306， 并产生一保护信号308，控制电路311根据保护信号308控制直流无刷马达34的 运转。具体说，保护电路331包含一电流检测器301、 一滤波器303、以及一比较 器305。电流检测器301接收负载信号306,并转换负载信号306成为一电压信号 3061。滤波器303接收电压信号3061，以滤波电压信号3061并产生一滤波电压信 号3062。比较器303则接收滤波电压信号3062，以分别比较滤波电压信号3062 与一参考值310，并产生保护信号308。当滤波电压信号3062大于参考值310时， 则代表直流无刷马达34的负载增大，此时保护信号308用以降低直流无刷马达34 的旋转速度，以减轻负载。举例而言，为避免直流无刷马达34因负载过大产生的 较高温度而损毁，负载信号306即可为一与直流无刷马达34的工作温度相关的信 号，当工作温度过高时，保护电路331即可输出保护信号308用以控制直流无刷马 达34的运转。接收保护信号308的控制电路311则输出控制信号302来降低直流 无刷马达34的旋转速度。
当直流无刷马达34的旋转速度相应保护信号308而降低时，与负载信号306 相关的滤波电压信号3062也会降低，当滤波电压信号3062复小于参考值310时， 则代表直流无刷马达34的负载已减轻，此时保护信号308用以提升直流无刷马达 34的旋转速度。
在另一实施例中，保护信号308也可以用来关闭马达34。当滤波电压信号3062 大于参考值310时，则代表直流无刷马达34的负载过大，此时保护信号308用以 关闭该直流无刷马达34，以免马达发生损坏。
在另一实施例中，熟知比较器技术者，可轻易思及比较器305可略作改变，设 定二参考值，使比较器305能比较滤波电压信号3062与上述二参考值，以同时具 有降低直流无刷马达34的旋转速度的目的或关闭直流无刷马达34的功能。
通过上述揭露，本发明可应用于吊扇的运转装置，利用设置于直流无刷马达外 部的编码器与传感器，即可感应直流无刷马达所包含的磁极的旋转位置，进而控制 直流无刷马达的旋转，无需于直流无刷马达内部装设电磁传感器与传输线，因此无 需于直流无刷马达的硬件或轴心开设电磁传感器的传输线连接孔，减少破坏直流无 刷马达的耐用性，延长使用寿命。同时直流无刷马达马达的控制器可存储马达关闭 时的旋转速度，增加使用的便利性。且控制器并具有保护电路，以在负载过大时利 用降低马达转速或关闭马达方式保护马达，避免马达损毁。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并
非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安 排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以本申请权利要求范围为准。
权利要求
1.一种应用于吊扇的运转装置，该吊扇包含一直流无刷马达、一轴心及一控制器，该运转装置设置于该直流无刷马达及该控制器之间，并与该控制器电性连结；该直流无刷马达包含一定子与至少一对磁极，其特征在于该运转装置包含一支持件，通过该轴心连结该直流无刷马达；至少一编码器，各具有一横向尺寸，对应该至少一对磁极位置以设置于该直流无刷马达的外壳，以与该直流无刷马达同步旋转；以及至少一传感器，与该控制器电性连接，对应该定子位置以设置于该支持件上，介于该支持件与该直流无刷马达的外壳之间，以感应该至少一编码器的动作；其中，任一这些传感器分别相应该至少一编码器的横向尺寸，产生至少一输出信号，该控制器根据该至少一输出信号控制该直流无刷马达的运转。
2. 根据权利要求l所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该至少一传感器 包含一不可视光谱遮断元件，该至少一编码器包含一遮光编码器。
3. 根据权利要求1所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该至少一传感器 包含一红外线遮断器。
4. 根据权利要求1所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于 该至少一对磁极的成对数量为多对；该至少一编码器的数量为多个，各具有不同的横向尺寸，且分别对应该多对磁极位置而设置；以及任一这些传感器分别感应这些编码器的横向尺寸，以产生多个具有不同脉冲宽 度的输出信号，该控制器根据这些输出信号控制该直流无刷马达的运转。
5. 根据权利要求4所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于这些编码器的数 量与该多对磁极的成对数量相同。
6. 根据权利要求1所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于任一这些编码器 包含多个子编码器，各具有相同的一横向尺寸。
7. 根据权利要求6所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于这些子编码器是 以不等间距方式依序排列。
8. 根据权利要求l所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该控制器还包含 一控制电路及一驱动电路，该直流无刷马达具有多个旋转速度，其中 该控制电路接收一开启-关闭信号，并产生一控制信号以及 该驱动电路接收该控制信号，并产生一驱动信号以控制该直流无刷马达的旋转速度。
9. 根据权利要求8所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该控制器还包含 一存储单元，其中当该开启-关闭信号的关闭时间超过一参考值时，该控制电路产 生一旋转速度信号，并储存至该存储单元，该旋转速度信号代表该直流无刷马达关 闭时的该旋转速度。
10. 根据权利要求1所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该控制器还包 含一保护电路，用以接收与该直流无刷马达旋转负载相关的一负载信号，并产生一 保护信号，该控制电路根据该保护信号控制该直流无刷马达的运转。
11. 根据权利要求10所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该保护电路 还包含一电流检测器，用以转换该负载信号成为一电压信号；一滤波器，用以滤波该电压信号并产生一滤波电压信号；以及一比较器，用以比较该滤波电压信号及一第一参考值并产生该保护信号。
12. 根据权利要求11所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于当该滤波电压信号大于该第一参考值时，该保护信号用以降低该直流无刷马达的旋转速度。
13. 根据权利要求12所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于当大于该第 一参考值的滤波电压信号再小于该第一参考值时，该保护信号用以提升该直流无刷 马达的旋转速度。
14. 根据权利要求12所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该比较器还 接收一第二参考值，当该滤波电压信号大于该第二参考值时，该保护信号用以关闭该直流无刷马达。
15. 根据权利要求11所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于当该滤波电 压信号大于该第一参考值时，该保护信号用以关闭该直流无刷马达。
16. 根据权利要求10所述的应用于吊扇的运转装置，其特征在于该负载信号 与该直流无刷马达的一工作温度相关。
全文摘要
本发明有关一种应用于吊扇的直流无刷马达的运转装置，通过设置于该直流无刷马达外部的一编码器与一传感器，运转装置感应该直流无刷马达的磁极位置以运转该直流无刷马达。同时该直流无刷马达的一控制器通过检测一开启-关闭信号的关闭时间，以存储直流无刷马达关闭前的旋转速度。
文档编号H02K29/06GK101350549SQ20071013866
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月19日 优先权日2007年7月19日
发明者廖映胜 申请人:瑞格电子股份有限公司