马达系统及马达控制方法与流程

本发明涉及一种马达技术，尤其涉及一种高性能的马达系统以及可提升马达性能的马达控制方法。

背景技术：

一般来说，马达的制造商通常会提供马达的统一的产品规格值。因此，在目前的马达控制技术中，通常都是将制造商所提供的马达的产品规格值输入至驱动器，致使驱动器依据上述的产品规格值来对马达进行控制。然而，由于马达生产流程以及所使用的原物料的变异，制造商所提供的统一的产品规格值并非各马达的实际规格值。换句话说，各马达的实际特性与制造商所提供的统一的产品规格值中的特性通常存在差异。如此一来，当驱动器依据上述的产品规格值来对马达进行控制时，驱动器与马达之间可能无法达到最佳的匹配，致使整个马达系统的性能无法最佳化。

除此之外，马达的壳体通常会贴有条码标签，其中条码标签可用来记绿马达的生产数据，例如马达的制造日期、型号、额定转速、额定电流及额定转矩等等。日后马达若有需要维修或保养时，即可通过马达的条码标签得到马达本身的基本数据与特性，以做出适当地处理。然而，马达的条码标签可能会因为终端客户的使用方式或使用环境的影响而有脱落的风险。一旦马达的条码标签脱落或遗失，则难以判知此马达本身的基本数据与特性，如此将会增加维修或保养马达的困难度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种马达系统及马达控制方法，可将马达装置的实际特性数据存储在马达装置的存储器中，其中所存储的实际特性数据可作为控制该马达装置或是识别该马达装置的依据。如此一来，不仅可让马达系统的性能最佳化，更有利于日后马达装置发生问题时针对问题的追踪及厘清。

本发明的马达系统包括马达装置。马达装置包括定子及转子部以及编码器电路。定子及转子部接收驱动电能。编码器电路与定子及转子部电性耦接。编码器电路具有存储器。存储器存储马达装置的实际特性数据。

在本发明的一实施例中，上述的马达系统还包括驱动器。驱动器电性耦接定子及转子部与存储器。当驱动器被启动时，驱动器自存储器读取马达装置的实际特性数据，且根据实际特性数据产生驱动电能。

在本发明的一实施例中，上述的实际特性数据包括至少一马达特性。此至少一马达特性为马达装置的线圈电感值、线圈阻抗值、反电动势、最大转速、额定电流、额定扭力、最大扭力、转矩常数或功率因数。

在本发明的一实施例中，上述的实际特性数据包括马达装置制造的生产履历。生产履历包括马达装置的制造日期、制造地点、马达种类或产品型号。

在本发明的一实施例中，上述的实际特性数据还包括至少一马达特性。此至少一马达特性是由马达成品测试机通过驱动器对马达装置进行测试所取得，且马达成品测试机通过驱动器将此至少一马达特性及上述的生产履历存储至存储器。

在本发明的一实施例中，上述的编码器电路还包括回授编码器。回授编码器耦接驱动器，并检测定子及转子部的运作状态以产生回授检测信号。驱动器还根据回授检测信号产生驱动电能。

本发明的马达控制方法包括以下步骤。将马达装置的实际特性数据存储在马达装置的存储器。基于实际特性数据来识别马达装置，或基于实际特性数据来控制马达装置，致使马达装置的定子及转子部反应于驱动电能而产生机械能。

基于上述，在本发明所提出的马达系统及马达控制方法中，可将马达装置的实际特性数据存储在马达装置的存储器中，其中所存储的实际特性数据可作为控制该马达装置或是识别该马达装置的依据。如此一来，不仅可让马达系统的性能最佳化，更有利于日后马达装置发生问题时针对问题的追踪及厘清。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。

图1是依照本发明一实施例所示出的马达系统的方块示意图。

图2是依照本发明另一实施例所示出的马达系统的方块示意图。

图3是依照本发明一实施例所示出的马达控制方法的步骤流程图。

图4是依据本发明一实施例用以说明图3的步骤s300的细部步骤的流程图。

图5是依据本发明一实施例用以说明图3的步骤s320的细部步骤的流程图。

附图标记说明

100、200：马达系统

120、220：马达装置

121：定子及转子部

122、122’：编码器电路

123：存储器

224：回授编码器

240：驱动器

de：驱动电能

fb：回授检测信号

me：机械能

rcd：实际特性数据

s300、s310、s320、s401、s402、s521、s522、s523：步骤

具体实施方式

为了使本发明的内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件，代表相同或类似部件。

以下请参照图1，图1是依照本发明一实施例所示出的马达系统的方块示意图。马达系统100包括马达装置120。马达装置120可为任何类型的马达，本发明并不对马达装置120的类型加以限制。马达装置120可包括定子及转子部121以及编码器电路122，但本发明不限于此。定子及转子部121可由转子(rotor)线圈与定子(stator)线圈所构成，但本发明不限于此。定子及转子部121用以接收驱动电能de，且反应于驱动电能de而产生对应的机械能me。由于定子及转子部121的运作为本领域技术人员所熟悉，故在此不再赘述。

编码器电路122与定子及转子部121电性耦接，以检测定子及转子部121的运作状态。特别的是，编码器电路122具有存储器123。存储器123存储马达装置120的实际特性数据rcd，实际特性数据rcd可作为控制马达装置120或是识别马达装置120的依据。

在本发明的一实施例中，马达装置120的实际特性数据rcd包括对马达装置120进行测试时所取得的至少一马达特性，其中此至少一马达特性可包括定子及转子部121的线圈电感值、线圈阻抗值、反电动势、最大转速、额定电流、额定扭力、最大扭力、转矩常数或功率因数，但本发明不限于此。由于马达装置120的实际特性数据rcd乃是针对马达装置120进行测试所取得，因此存储器123中所存储的实际特性数据rcd即为马达装置120真正的马达特性。可以理解的是，由于马达生产流程的变异以及所使用的马达原物料的差异，不同的马达装置在经过测试后所取得的真正的马达特性可能也不会完全相同。因此，通过马达装置120的真正的马达特性来对马达装置120进行控制，可降低马达装置120实际运作时的误差，故可有效地提升马达系统100的性能。

在本发明的另一实施例中，马达装置120的实际特性数据rcd还可包括马达装置120制造的生产履历，其中生产履历可包括马达装置120的制造日期、制造地点、马达种类或是马达产品型号等等，但本发明不限于此。上述的生产履历可被用来对马达装置120进行识别。倘若日后马达装置120需要进行维修或保养时，即使马达装置120上的条码标签已脱落或遗失，仍可通过存储在马达装置120中的生产履历来进行问题的追踪及厘清。

在本发明的一实施例中，存储器123可采用非挥发性的存储器元件来实现，例如只读存储器(read-onlymemory，rom)、可抹除可规划式只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、电子可抹除可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)或是快闪式存储器(flashmemory)等等，但本发明不限于此。

以下请参照图2，图2是依照本发明另一实施例所示出的马达系统的方块示意图。马达系统200可包括马达装置220以及驱动器240，但不限于此。马达装置220可包括定子及转子部121以及编码器电路122’，但本发明不限于此。编码器电路122’可包括存储器123以及回授编码器224。图2的定子及转子部121以及存储器123分别类似于图1的定子及转子部121以及存储器123，故可参酌上述图1的相关说明，在此不再赘述。关于回授编码器224的运作稍后会再详细说明。

驱动器240电性耦接定子及转子部121、存储器123以及回授编码器224。当驱动器240被启动时，驱动器240可自马达装置220的存储器123读取马达装置220的实际特性数据rcd。驱动器240可根据实际特性数据rcd产生驱动电能de以对马达装置220进行控制。如同先前所述，由于存储器123中所存储的实际特性数据rcd乃是马达装置220的真正的马达特性，因此驱动器240依据马达装置220的真正的马达特性来控制马达装置220的运作，可让驱动器240与马达装置220之间达到最佳化的匹配效果，从而有效地提升马达系统200的整体性能。值得一提的是，在马达装置220搭配不同的驱动器的情况之下，只要所搭配的驱动器可读取马达装置220的实际特性数据rcd，并根据实际特性数据rcd来控制马达装置220，则此驱动器便可与马达装置220达到最佳的匹配效果。换句说话，任何可读取马达装置220的实际特性数据rcd并据以控制马达装置220的驱动器，皆可与马达装置220达到最佳的匹配效果。因此，在选择马达装置220的驱动器上将更加具有弹性。

在本发明的一实施例中，驱动器240可基于马达装置220的实际特性数据rcd来对定子及转子部121中的转子进行位置定位控制、运作速度控制或是转矩控制，其中位置定位控制、运作速度控制以及转矩控制的方法可采用已知的马达控制演算法来实现，故在此不再赘述。

在本发明的一实施例中，驱动器240还可读取实际特性数据rcd中的生产履历，以对马达装置220进行识别。关于马达装置220的识别，可参酌上述图1的相关说明，在此不再赘述。

在本发明的一实施例中，实际特性数据rcd中的至少一马达特性可由马达成品测试机(未示出)通过驱动器240对马达装置220进行测试来取得。此外，马达成品测试机可通过驱动器240将实际特性数据rcd(包括上述至少一马达特性及上述生产履历)存储至马达装置220的存储器123。更进一步来说，在本发明的一实施例中，驱动器240可具有rs485通信接口，且马达成品测试机可耦接至驱动器240的rs485通信接口。马达成品测试机可通过驱动器240的rs485通信接口对马达装置220进行测试，或是可通过驱动器240的rs485通信接口以及软体工具将实际特性数据rcd写入马达装置220的存储器123，但本发明并不以此为限。在本发明的另一实施例中，马达成品测试机也可直接对马达装置220进行测试，以及直接将实际特性数据rcd写入马达装置220的存储器123。

以下将针对回授编码器224的运作进行说明。回授编码器224耦接驱动器240。回授编码器224检测定子及转子部121的运作状态(例如转子的位置或速度)以产生回授检测信号fb。驱动器240接收回授检测信号fb。驱动器240可根据回授检测信号fb及实际特性数据rcd产生驱动电能de以对马达装置220进行控制，例如位置定位控制、运作速度控制或是转矩控制。如同先前所述，位置定位控制、运作速度控制以及转矩控制的方法可采用已知的马达控制演算法来实现，故在此不再赘述

在本发明的一实施例中，回授编码器224可采用已知的回授编码积体电路来实现，且配置在马达装置220内部的印刷电路板上。在本发明的一实施例中，存储器123同样可配置在上述的印刷电路板上。

以下请参照图3，图3是依照本发明一实施例所示出的马达控制方法的步骤流程图，可用于图1的马达系统100或图2的马达系统200，但为了便于说明，以下以图2的马达系统200搭配图3的步骤流程图为范例来进行说明。图3的马达控制方法包括如下步骤。首先，于步骤s300中，将马达装置220的实际特性数据rcd存储在马达装置220的存储器123。然后，于步骤s310中，基于实际特性数据rcd来识别马达装置220，或是在步骤s320中，基于实际特性数据rcd来控制马达装置220，致使马达装置220的定子及转子部121反应于驱动电能de而产生对应的机械能me。

以下请合并参照图2～图4，图4是依据本发明一实施例用以说明图3的步骤s300的细部步骤的流程图。如图4所示，步骤s300(将马达装置220的实际特性数据rcd存储在马达装置220的存储器123的步骤)可包括如下细部步骤。首先，于步骤s401中，通过马达成品测试机对马达装置220进行测试以取得至少一马达特性。接着，于步骤s402中，通过马达成品测试机将上述至少一马达特性以及马达装置220制造的生产履历作为实际特性数据rcd，并将实际特性数据rcd存储至马达装置220的存储器123。

以下请合并参照图2、图3及图5，图5是依据本发明一实施例用以说明图3的步骤s320的细部步骤的流程图。如图5所示，步骤s320(基于实际特性数据rcd来控制马达装置220的步骤)可包括如下细部步骤。首先，在步骤s521中启动驱动器240。接着，于步骤s522中，通过驱动器240自存储器123读取马达装置220的实际特性数据rcd。然后，于步骤s523中，通过驱动器240根据实际特性数据rcd产生驱动电能de以控制马达装置220，致使定子及转子部121反应于驱动电能de产生对应的机械能me。

另外，本发明实施例的马达控制方法的其他细节，可由图1及图2实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，故不再赘述。

综上所述，在本发明实施例所提出的马达系统及马达控制方法中，可将马达装置的实际特性数据存储在马达装置的存储器中，其中所存储的实际特性数据可作为控制该马达装置或是识别该马达装置的依据。如此一来，不仅可让马达系统的性能最佳化，更有利于日后马达装置发生问题时针对问题的追踪及厘清。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，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，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。