[发明专利]马达减速方法及应用该减速方法的马达驱动装置

说明书

技术领域

本发明关于一种利用控制输出至马达的驱动频率使马达减速的马达减速方法及应用该减速方法的马达驱动装置。

背景技术

请参照图1所示，其为现有的一种三相交流感应马达的驱动示意图。三相交流感应马达的驱动系统包含一三相交流电源、一马达驱动器1以及一三相感应马达。其中，马达驱动器1可利用脉宽调变（pulse width modulation,PWM）的技术来控制其转换器输出的驱动信号的振幅及频率，以控制马达的转速。当提高驱动信号的输出频率时可使马达加速，当降低驱动信号的输出频率可以使马达减速。

另外，为了协助感应马达运作后减速过程能量的转换，如图1所示，现有使用一刹车装置11（Braking device），以消化马达减速时的反馈动能。刹车装置11可以是一刹车电阻或一刹车能量反馈装置（Regenerator）。其中，刹车电阻的作用将马达减速时的反馈动能转换成热能消耗掉，而刹车能量反馈装置则可将马达减速时的反馈动能再度转换成三相电流反馈至电源端。

然而，以刹车电阻将减速时的反馈动能转换成热能消耗时，除了刹车电阻本身的设置成本外，在某些环境下恐怕会增加工安事件的风险。例如存有大量易燃物品的环境中，如果刹车电阻产生热量，可能会有发生火灾的风险。另外，若加装刹车能量反馈装置时亦会显著增加设置成本，而且在马达需要快速停止的状况下，例如发生意外事故需紧急停止时，马达减速时的反馈动能若没有被妥善的转换或消耗的话，容易造成马达驱动器1因保护机制启动而当机，严重时甚至会造成马达驱动器1的故障。

另外，于现有技术中，另提出了一种阶段式降低输出频率来达到马达减速的方法，其具有可有效在无任何外接刹车装置的情况下，达成快速停止马达的功能。但该方法与马达本身的规格与结构有关，换句话说，频率的操作点将依马达或整体系统线路配置的不同而有所差异，因此，阶段式降低的频率量值并不容易决定。另外，若频率降低量设定错误，则会使该方法的减速能力大打折扣。

因此，如何提供一种马达减速方法及马达驱动装置，可在无任何外接刹车装置的情况下快速停止马达，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可在无任何外接刹车装置的情况下快速停止马达的马达减速方法及应用该减速方法的马达驱动装置。

为达上述目的，依据本发明的一种马达减速方法与一马达驱动装置配合，而马达驱动装置包括一储能单元以及一控制单元，并输出一驱动信号以控制马达，另外，控制单元控制驱动信号的一驱动频率。马达减速方法包括以下步骤：控制驱动频率为零、利用控制单元控制驱动频率以线性方式增加、检测储能单元的一端电压差是否上升至一预设电压值，若是，则调整驱动信号以使端电压差保持于预设电压值；若否，则待驱动频率上升至一预设频率值，开始降低驱动频率，并调整驱动信号以使端电压差保持于一当前电压值，以及持续降低驱动频率，以控制马达减速。其中，控制驱动频率为零利用暂时停止输出驱动信号。另外，控制单元控制驱动频率从零开始以线性方式增加，或从一预设值开始以线性方式增加。

在本发明一较佳实施例中，控制单元降低驱动频率，并使马达减速至停止。另外，储能单元可为一电容，且当马达停止转动或驱动频率降低至零后，储能单元通过马达驱动装置的线路耗能以降低端电压差，使电压差降回上升前的状态。

为达上述目的，依据本发明的一种马达驱动装置可驱动一马达，并包括一储能单元、一换流单元以及一控制单元。换流单元与储能单元电性连接，并输出一驱动信号驱动马达。控制单元电性连接换流单元，并检测驱动信号及储能单元的一端电压差。其中，当马达减速时，控制单元可控制换流单元，并暂时停止输出驱动信号后，再控制驱动频率以线性方式增加，且当端电压差上升至一预设电压值时，控制单元调整驱动信号以使端电压差保持于预设电压值，并持续降低驱动频率，以控制马达减速。其中，控制单元控制驱动频率从零开始以线性方式增加，或从一预设值开始以线性方式增加。另外，当端电压差未上升至预设电压值之前，且驱动频率上升至一预设频率值时，控制单元开始降低驱动频率，并调整驱动信号以使端电压差保持于一当前电压值。此外，控制单元降低驱动频率，并使马达减速至停止。

在本发明一较佳实施例中，控制单元利用暂时停止输出驱动信号。另外，储能单元可为一电容，且当马达停止转动或驱动频率降低至零后，储能单元通过马达驱动装置的线路耗能，继续降低端电压差至上升前的状态。

在本发明一较佳实施例中，马达驱动装置更可包括一整流单元与储能单元电性连接，整流单元可将一交流信号转换为一直流信号并输入储能单元。