CN102468790A - 一种电机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机驱动装置，用以传送驱动电力至目标马达，并控制该目标马达的运动状况，该电机驱动装置包括路径处理器、可程序逻辑元件、电力控制处理器与配电模块；路径处理器供预先设定该目标马达的一运动条件，并依据该运动条件转换出一马达控制条件；可程序逻辑元件用以接收该马达控制条件并发送一马达控制讯号；电力控制处理器用以接收该马达控制讯号，并据以转换出一电力控制讯号；配电模块用以接收该电力控制讯号，并据以调整该驱动电力并传送至该目标马达。

Description

一种电机驱动装置

技术领域

本发明关于一种电机驱动装置，尤指同时具有路径处理器与电力控制处理器的电机驱动装置。

背景技术

请参阅图1，图1为现有技术的马达驱动***。在马达驱动的现有技术领域中，使用者若要利用马达21驱动机械元件22，那么至少必须准备外部控制器23与一个马达驱动装置100，其中马达驱动装置100包括了可程序逻辑元件11、电力控制处理器12与配电模块13。

外部控制器23用以接收使用者所输入的指令，并经过运算后输出马达控制条件S0至可程序逻辑元件11，可程序逻辑元件11再据以传送马达控制讯号S1至电力控制处理器12供其运算，电力控制处理器12再据以转换出电力控制讯号S2传送至配电模块13，最后，配电模块13再依据电力控制讯号S2传送驱动电力P1至马达21，以供马达21驱动机械元件22。

然而，利用现有技术的马达驱动***时，使用者必须同时具备外部控制器23与马达驱动装置100两样产品，才可对马达21进行运动控制，而由于外部控制器23多半都是特别设计的产品，因此造价高昂，往往造成使用者成本上的负担，且外部控制器23还会增加设备所占空间。

此外，当外部控制器23欲连接多个马达驱动装置100以同时控制多个马达21时，讯号传递的时序问题亦较为复杂，容易使外部控制器23的数据运算量变大，并且产生运作上的错误。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题与目的：

缘此，本发明的主要目的为提供同时具有路径处理器与电力控制处理器的电机驱动装置，此电机驱动装置本身即可接收客户端的信息，并直接对目标马达进行运动控制。

本发明解决问题的技术手段：

本发明的电机驱动装置用以电性连结于一目标马达，并传送一驱动电力至该目标马达，并控制该目标马达的一运动状况，该电机驱动装置包括路径处理器、可程序逻辑元件、电力控制处理器与配电模块；路径处理器供预先设定该目标马达的一运动条件，并依据该运动条件转换出一马达控制条件；可程序逻辑元件用以接收该马达控制条件并发送一马达控制讯号；电力控制处理器用以接收该马达控制讯号，并据以转换出一电力控制讯号；配电模块用以接收该电力控制讯号，并据以调整该驱动电力并传送至该目标马达。

于本发明的一较佳实施例中，运动条件可以是目标马达的一速度条件、一加减速度条件与一运转距离中的至少一者。

于本发明的另一较佳实施例中，该路径处理器更用以自一机械运动传感器接收一机械运动状态讯号，该机械运动传感器设于一机械装置内并感测该机械装置的一运动状态，并据以传送该机械运动状态讯号，而该路径处理器更依据该运动条件与该机械运动状态讯号转换出该马达控制条件。

于本发明的另一较佳实施例中，该路径处理器更用以自一马达运动传感器接收一马达运动状态讯号，该马达运动传感器设于一机械装置内并感测该目标马达的一运动状态，并据以传送该马达运动状态讯号，而该路径处理器更依据该运动条件与该马达运动状态讯号转换出该马达控制条件。

于本发明的另一较佳实施例中，该可程序逻辑元件更用以自一马达运动传感器接收一马达运动状态讯号，该马达运动传感器设于一机械装置内并感测该目标马达的一运动状态，并据以传送该马达运动状态讯号至该可程序逻辑元件，而该可程序逻辑元件于接收到该马达运动状态讯号后，将该马达运动状态讯号传送至该路径处理器与该电力控制处理器中，以供该路径处理器依据该运动条件与该马达运动状态讯号转换出该马达控制条件，并供该电力控制处理器依据该马达控制讯号与该马达运动状态讯号转换出该电力控制讯号。

于本发明的另一较佳实施例中，该电力控制处理器更用以自一马达运动传感器接收一马达运动状态讯号，该马达运动传感器设于一机械装置内并感测该目标马达的一运动状态，并据以传送该马达运动状态讯号至该电力控制处理器，而该电力控制处理器依据该马达控制讯号与该马达运动状态讯号转换出该电力控制讯号。

于本发明的另一较佳实施例中，电机驱动装置更可以包括一操作接口，该操作接口电性连结于该可程序逻辑元件，藉以供一使用者选择该运动条件，并将该使用者所选择的该运动条件传送至该路径处理器。

于本发明的另一较佳实施例中，该路径处理器更可通讯连结于一计算机主机，以接收该计算机主机所传送的该运动条件。

于本发明的另一较佳实施例中，该路径处理器包括一时序控制演算器、一位置路径演算器、一速度控制演算器与一电子凸轮路径演算器中的至少一者。

于本发明的另一较佳实施例中，该电力控制处理器包括一脉冲宽度产生器、一电流回路控制器、一速度回路控制器与一位置回路控制器中的至少一者，而该配电模块更包括一换流功率模块、一剎车模块、一电容、一交流-直流整流器与一马达电流传感器中的至少一者。

本发明对照现有技术的功效：

相较于现有的马达驱动***，本发明藉由将路径处理器、可程序逻辑元件、电力控制处理器与配电模块同时制备于电机驱动装置内，因此电机驱动装置本身即可预先内设或接收客户端的信息，并直接对目标马达进行运动控制，因此能够节省装设外部控制器的成本与空间。

本发明所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附图作进一步的说明。

附图说明

图1为现有技术的马达驱动***；

图2为应用本发明的电机驱动装置的马达驱动***示意图；

图3为具有机械运动传感器的较佳实施例流程图；

图4为具有马达运动传感器的第一较佳实施例流程图；

图5为具有马达运动传感器的第二较佳实施例流程图；

图6为具有马达运动传感器的第三较佳实施例流程图；

图7为路径处理器的内部区块示意图；

图8为电力控制处理器的内部区块示意图；以及

图9为配电模块的内部区块示意图。

元件其中，附图标记：

马达驱动装置100

可程序逻辑元件11

电力控制处理器12

配电模块13

马达21

机械元件22

外部控制器23

马达控制条件S0

马达控制讯号S1

电力控制讯号S2

驱动电力P1

电机驱动装置300

路径处理器31

时序控制演算器311

位置路径演算器312

速度控制演算器313

电子凸轮路径演算器314

可程序逻辑元件32

任意分周输出单元321

电力控制处理器33

脉冲宽度产生器331

电流回路控制器332

速度回路控制器333

位置回路控制器334

配电模块34

换流功率模块341

剎车模块342

电容343

交流-直流整流器344

马达电流传感器345

操作接口35

显示器351

机械装置400

目标马达41

机械元件42

机械运动传感器43

马达运动传感器44

计算机主机500

马达控制条件S3

马达控制讯号S4

电力控制讯号S5

机械运动状态讯号S6

马达运动状态讯号S7

驱动电力P2

具体实施方式

本发明关于一种电机驱动装置，尤指同时具有路径处理器与电力控制处理器的电机驱动装置。以下列举较佳实施例以说明本发明，但本领域的技术人员皆知此仅为举例，而并非用以限定发明本身。有关此较佳实施例的内容详述如下。

请参阅图2，图2为应用本发明的电机驱动装置的马达驱动***示意图。电机驱动装置300用以电性连结于一目标马达41，并传送一驱动电力P2至该目标马达41，藉以控制该目标马达41的一运动状况，该电机驱动装置300包括路径处理器31、可程序逻辑元件32、电力控制处理器33与配电模块34；其中，该目标马达41通常设置于机械装置400内，并用以驱动机械装置400内的至少一机械元件42，该机械装置400可以包括许多机械种类，如送料机、成型机、贴标机、组立设备等机械装置。

路径处理器31用于预先设定该目标马达41的一运动条件，并依据该运动条件转换出一马达控制条件S3；其中，于本实施例中的较佳者，运动条件可以包含该目标马达的一速度条件、一加减速度条件与一运转距离，且亦可为以上条件的其一或部分组合。

可程序逻辑元件32电性连结于该路径处理器31，以接收该马达控制条件S3并发送一马达控制讯号S4。

电力控制处理器33电性连结于该可程序逻辑元件32，以接收该马达控制讯号S4，并据以转换出一电力控制讯号S5。

配电模块34电性连结于该电力控制处理器33，藉以接收该电力控制讯号S5，并据以调整该驱动电力P2并传送至该目标马达41，而于本实施例中的较佳者，配电模块34可电性连结于一外部电源(图未示)，并自外部电源接收电流以转换为目标马达41所需的该驱动电力P2。

请一并参阅图3，图3为具有机械运动传感器的较佳实施例流程图。于本发明的一较佳实施例中，路径处理器31更可用以电性连结于一机械运动传感器43，该机械运动传感器43用以感测该机械元件42的一运动状态(S101)，并据以传送一机械运动状态讯号S6至该路径处理器31(S103)，而该路径处理器31则依据该运动条件与该机械运动状态讯号S6转换出该马达控制条件S3(S105)；其中，于本实施例中的较佳者，机械运动传感器43可以是设置于机械装置400内部。

于本发明的一较佳实施例中，该路径处理器31、该可程序逻辑元件32与该电力控制处理器33中的任何一者皆可以电性连结于一马达运动传感器44，该马达运动传感器44用以感测该目标马达41的一运动状态，并据以传送马达运动状态讯号S7；其中，于本实施例中的较佳者，马达运动传感器44可以是设置于机械装置400内部，如目标马达41的壳体内部。

请一并参阅图4，图4为具有马达运动传感器的第一较佳实施例流程图。当路径处理器31电性连结于该马达运动传感器44时，马达运动传感器44用以感测该目标马达41的一运动状态(S201)，并据以传送马达运动状态讯号S7至路径处理器31(S203)，路径处理器31则依据该运动条件与该马达运动状态讯号S7转换出该马达控制条件S3(S205)。

请一并参阅图5，图5为具有马达运动传感器的第二较佳实施例流程图。当该可程序逻辑元件32电性连结于该马达运动传感器44时，马达运动传感器44用以感测该目标马达41的一运动状态(S301)，并据以传送马达运动状态讯号S7至可程序逻辑元件32(S303)，该可程序逻辑元件32则将该马达运动状态讯号S7传送至该路径处理器31与该电力控制处理器33中(S304与S305)，以供该路径处理器31依据该运动条件与该马达运动状态讯号S7转换出该马达控制条件S3(S306)，另该电力控制处理器33依据该马达控制讯号S4与该马达运动状态讯号S7转换出该电力控制讯号S5(S307)，于本实施例中，可程序逻辑元件32虽是将该马达运动状态讯号S7传送至该路径处理器31与该电力控制处理器33，但亦可视需求于路径处理器31与该电力控制处理器33中择一传送，除此之外，可程序逻辑元件32更可以包含一任意分周输出单元321，以将该马达运动状态讯号S7转换为任意比值的分周讯号后再传送至该路径处理器31。

请一并参阅图6，图6为具有马达运动传感器的第三较佳实施例流程图。当电力控制处理器33电性连结于该马达运动传感器44时，马达运动传感器44系用以感测该目标马达41的一运动状态(S401)，并据以传送马达运动状态讯号S7至电力控制处理器33(S403)，该电力控制处理器33则依据该马达控制讯号S4与该马达运动状态讯号S7转换出该电力控制讯号S5(S405)。

于本发明的一较佳实施例中，电机驱动装置300更可以包括一操作接口35，该操作接口35电性连结于该可程序逻辑元件32，藉以供一使用者自路径处理器31所预先储存的多个运动条件中选取其中一个运动条件，并供该路径处理器31依据使用者所选定的运动条件进行运作，其中，于本实施例中的较佳者，操作接口35更可以包括一显示器351，使操作接口35亦可显示出该目标马达41的运动状态。

于本发明的一较佳实施例中，该路径处理器31更可以通讯连结于一计算机主机500，以接收该计算机主机500所传送的该运动条件，因此使用者亦可以利用计算机主机500随时对电机驱动装置300做数据更新，换言之，该路径处理器31内部的运动条件具有可更新性与可扩充性，使使用者可视需求增加及/或更新路径处理器31内部的运动条件；而其中计算机主机500可以是以无线或有线的方式与路径处理器31通讯连结。

请参考图7、图8与图9，图7为路径处理器的内部区块示意图，图8为电力控制处理器的内部区块示意图，图9为配电模块的内部区块示意图。为了更清楚的说明，仅针对上述的数个较佳实施例所需的元件做一简单描述，其中路径处理器31可以具有时序控制演算器311、位置路径演算器312与速度控制演算器313，以分别针对各种讯号的时序控制、机械元件42与目标马达41间的位置路径关系及速度关系等数据进行运算，另，该路径处理器31可进一步具有电子凸轮路径演算器314，以进行电子凸轮的运动曲线运算以使目标马达41能够仿真凸轮的运动条件，当然，上述举例的时序控制演算器311、位置路径演算器312、速度控制演算器313与电子凸轮路径演算器314并不一定要同时具备，亦可为以上条件的部份组合。

而电力控制处理器33则可以包括脉冲宽度产生器331、电流回路控制器332、速度回路控制器333与位置回路控制器334，以针对驱动电力P2所需的数据进行运算。该电力控制处理器33亦可为以上各控制器之一或部份组合。

此外，配电模块34则可以包括换流功率模块341、剎车模块342、电容343、交流-直流整流器344与马达电流传感器345，亦可为以上之一或部份组合。其中换流功率模块341可以用来将直流电转换为交流电输出，剎车模块342可以处理目标马达41于加减速时所回升的电能，电容343可以储存电能，以稳定整个电机驱动装置300的供电，交流-直流整流器344可以将外部电源的交流电转换为直流电，以提供配电模块34所需的电源，马达电流传感器345则可以回授电流讯号给电力控制处理器33，以供其作电流回路控制。

综合以上所述，相较于现有的马达驱动***，本发明藉由将路径处理器31与电力控制处理器33同时制备于电机驱动装置300内，因此电机驱动装置300本身即可预先或实时接收客户端(即计算机主机500)的信息，并直接对目标马达41进行运动控制，因此能够节省装设外部控制器的成本与空间，且每一个电机驱动装置300只需针对所对应的目标马达41进行控制，在讯号时序控制以及数据运算量上皆较现有技术单纯不易出错。

另，本发明的实施例中所提及的“讯号”，其意包含英文中的“signal”、日文与简体中文中的“信号”。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利保护范围的范畴内。

Claims (10)

1.一种电机驱动装置，用以电性连结于一目标马达，并传送一驱动电力至该目标马达，以控制该目标马达的一运动状况，其特征在于，该电机驱动装置包括：

一路径处理器，供预先设定该目标马达的一运动条件，并依据该运动条件转换出一马达控制条件；

一可程序逻辑元件，用以接收该马达控制条件并发送一马达控制讯号；

一电力控制处理器，用以接收该马达控制讯号，并据以转换出一电力控制讯号；以及

一配电模块，用以接收该电力控制讯号，并据以调整该驱动电力并传送至该目标马达。

2.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，该运动条件包括该目标马达的一速度条件、一加减速度条件与一运转距离中的至少一者。

3.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，该路径处理器还用以自一机械运动传感器接收一机械运动状态讯号，该机械运动传感器设于一机械装置内并感测该机械装置的一运动状态，并据以传送该机械运动状态讯号，而该路径处理器更依据该运动条件与该机械运动状态讯号转换出该马达控制条件。

4.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，该路径处理器还用以自一马达运动传感器接收一马达运动状态讯号，该马达运动传感器设于一机械装置内并感测该目标马达的一运动状态，并据以传送该马达运动状态讯号，而该路径处理器还依据该运动条件与该马达运动状态讯号转换出该马达控制条件。

5.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，该可程序逻辑元件还用以自一马达运动传感器接收一马达运动状态讯号，该马达运动传感器设于一机械装置内并感测该目标马达的一运动状态，并据以传送该马达运动状态讯号至该可程序逻辑元件，而该可程序逻辑元件于接收到该马达运动状态讯号后，将该马达运动状态讯号传送至该路径处理器与该电力控制处理器中，以供该路径处理器依据该运动条件与该马达运动状态讯号转换出该马达控制条件，并供该电力控制处理器依据该马达控制讯号与该马达运动状态讯号转换出该电力控制讯号。

6.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，该电力控制处理器还用以自一马达运动传感器接收一马达运动状态讯号，该马达运动传感器设于一机械装置内并感测该目标马达的一运动状态，并据以传送该马达运动状态讯号至该电力控制处理器，而该电力控制处理器依据该马达控制讯号与该马达运动状态讯号转换出该电力控制讯号。

7.如权利要求1所述的电机驱动装置，特征在于，还包括一操作接口，该操作接口电性连结于该可程序逻辑元件，藉以供一使用者自路径处理器所预先储存的多个运动条件中选取其中一个运动条件，并供该路径处理器依据使用者所选定的运动条件进行运作。

8.如权利要求1所述的电机驱动装置，特征在于，该路径处理器还用以与一计算机主机通讯连结，以接收该计算机主机所传送的该运动条件。

9.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，该路径处理器包括一时序控制演算器、一位置路径演算器、一速度控制演算器与一电子凸轮路径演算器中的至少一者。

10.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，该电力控制处理器包括一脉冲宽度产生器、一电流回路控制器、一速度回路控制器与一位置回路控制器中的至少一者，而该配电模块还包括一换流功率模块、一剎车模块、一电容、一交流-直流整流器与一马达电流传感器中的至少一者。

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