直流马达系统及其转速同步方法与流程

本发明涉及一种马达系统，尤其涉及一种直流马达系统及其转速同步方法。

背景技术：

直流马达具有精确的位置和速度控制，且稳定性佳，因此直流马达逐渐应用于各种工业控制的场合。然而，即使相同规格与相同制作条件的直流马达，其内部参数(如电感与电枢电阻…等)仍会有些许差异，因此在多个直流马达同时运行的情况下，仍会发生转速不同步的情形。

技术实现要素：

本发明提供一种直流马达系统及其转速同步方法，可调整多个直流马达的转速相同。

本发明的直流马达系统，包括多个直流马达、马达驱动电路和马达控制电路。多个直流马达分别接收驱动电压，并且分别提供转速信号。马达驱动电路耦接这些直流马达，且接收多个电压命令，其中马达驱动电路依据这些电压命令提供这些驱动电压至直流马达。马达控制电路提供这些电压命令，且耦接这些直流马达以接收这些转速信号，其中马达控制电路依据转速信号判断这些直流马达的转速，并且依据这些直流马达的转速设定这些电压命令以调整这些直流马达的转速为相同。

本发明的直流马达系统的转速同步方法，包括下列步骤。通过马达驱动电路接收多个电压命令，以提供多个驱动电压至多个直流马达。通过马达控制电路接收这些转速信号，以判断这些直流马达的转速。以及，通过马达控制电路且依据这些直流马达的转速设定这些电压命令以调整这些直流马达的转速为相同。

基于上述，本发明实施例的直流马达系统及其转速同步方法，其判断多个直流马达的转速，并且对应地调整这些直流马达的电压命令，以控制这些直流马达的转速为相同。

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

图1为依据本发明一实施例的直流马达系统的系统示意图；

图2为依据本发明另一实施例的直流马达系统的系统示意图；

图3为依据本发明的一实施例的直流马达系统的转速同步方法的流程图。

附图标记说明：

100、200：直流马达系统；

110、210：马达控制电路；

120、220：马达驱动电路；

131、133、231、233、235：直流马达；

cm11、cm12、cm21、cm22、cm23：电压命令；

s310、s320、s330：直流马达系统的转速同步方法的流程步骤；

sps11、sps12、sps21、sps22、sps23：转速信号；

vd11、vd12、vd21、vd22、vd23：驱动电压。

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例的直流马达系统的系统示意图。请参照图1，在本实施例中直流马达系统100包括马达控制电路110、马达驱动电路120和两个直流马达131、133，并且直流马达系统100可以是任何装置/结构的动力系统，例如车辆或机器人的行走系统、窗帘的卷动系统、空拍机的飞行系统。

马达控制电路110耦接马达驱动电路120，用以提供电压命令cm11和cm12至马达驱动电路120，并且耦接直流马达131、133以接收转速信号sps11和sps12，其中电压命令cm11和cm12例如是脉冲调变信号，并且电压命令cm11和cm12预设的脉冲宽度是相同。马达驱动电路120耦接直流马达131、133，并且接收电压命令cm11和cm12，以提供驱动电压vd11、vd12至直流马达131、133，其中驱动电压vd11的电压/电流对应电压命令cm11的脉冲宽度，驱动电压vd12的电压/电流对应电压命令cm12的脉冲宽度。

直流马达131在接收驱动电压vd11后开始转动，并且依据其转速提供转速信号sps11至马达控制电路110。直流马达133在接收驱动电压vd12后开始转动，并且依据其转速提供转速信号sps12至马达控制电路110。当马达控制电路110接收到转速信号sps11后，马达控制电路110会依据转速信号sps11判断直流马达131的转速；当马达控制电路110接收到转速信号sps12后，马达控制电路110会依据转速信号sps12判断直流马达133的转速。接着，当直流马达131、133的转速相同时，电压命令cm11和cm12会维持不变；当直流马达131、133的转速不同时，马达控制电路110会调整电压命令cm11和cm12的至少其一，以调整直流马达131、133的至少其一的转速，借此控制直流马达131、133的转速为相同。

在本发明的一实施例中，当直流马达131、133的转速不同时，马达控制电路110可选择直流马达131、133的其中之一的转速为参考转速，并且依据直流马达131、133的转速与参考转速的转速差调整电压命令cm11和cm12。假设以直流马达131的转速作为参考转速，则直流马达131的转速与参考转速的转速差为0，即电压命令cm11不会作调整，而电压命令cm12会依据直流马达133的转速与参考转速的转速差进行调整。

进一步来说，当直流马达133的转速大于参考转速时，马达控制电路110可依据直流马达133的转速与参考转速的转速差与直流马达133的转速的比例缩短电压命令cm12的脉冲宽度，以降低驱动电压vd12的功率；当直流马达133的转速大于参考转速时，马达控制电路110可依据直流马达133的转速与参考转速的转速差与直流马达133的转速的比例拉长电压命令cm12的脉冲宽度，以提升驱动电压vd12的功率。

举例来说，假设直流马达131的转速为每秒2000度，直流马达133的转速为每秒1900度，并且直流马达131的转速设定为参考转速，则电压命令cm12的脉冲宽度延长为预设脉冲宽度×(2000/1900)，即电压命令cm12的脉冲宽度拉长的幅度为默认脉冲宽度×((2000-1900)/1900)。反之，假设直流马达131的转速为每秒1900度，直流马达133的转速为每秒2000度，并且直流马达131的转速设定为参考转速，则电压命令cm12的脉冲宽度缩短为预设脉冲宽度×(1900/2000)，即电压命令cm12的脉冲宽度缩短的幅度为默认脉冲宽度×((2000-1900)/2000)。

在本发明的另一实施例中，当直流马达131、133的转速不同时，马达控制电路110会以直流马达131、133的平均转速为参考转速，并且可依据直流马达131、133的转速与参考转速的转速差调整电压命令cm11和cm12。此时，当直流马达131的转速大于参考转速时，马达控制电路110可依据直流马达131的转速与参考转速的转速差与直流马达131的转速的比例缩短电压命令cm11的脉冲宽度；当直流马达131的转速大于参考转速时，马达控制电路110可依据直流马达131的转速与参考转速的转速差与直流马达131的转速的比例拉长电压命令cm11的脉冲宽度。

举例来说，假设直流马达131的转速为每秒2000度，直流马达133的转速为每秒1900度，并且参考转速为1950(即(2000+1900)/2)。此时，电压命令cm11的脉冲宽度缩短为预设脉冲宽度×(1950/2000)，即电压命令cm11的脉冲宽度缩短的幅度为默认脉冲宽度×((2000-1950)/2000)；电压命令cm12的脉冲宽度延长为预设脉冲宽度×(1950/1900)，即电压命令cm12的脉冲宽度拉长的幅度为默认脉冲宽度×((1950-1900)/1900)。

图2为依据本发明另一实施例的直流马达系统的系统示意图。请参照图1和图2，在本实施例中，在本实施例中直流马达系统200包括马达控制电路210、马达驱动电路220和三个直流马达231、233、235，其中马达控制电路210的运作与马达控制电路110类似，马达驱动电路220的运作与马达驱动电路120类似，直流马达231、233、235的运作与直流马达131、133。

马达控制电路210耦接马达驱动电路220，用以提供电压命令cm21、cm22、cm23至马达驱动电路220。马达驱动电路220耦接直流马达231、233、235，并且接收电压命令cm21、cm22、cm23，以提供驱动电压vd21、vd22、vd23至直流马达231、233、235，其中驱动电压vd21的电压/电流对应电压命令cm21的脉冲宽度，驱动电压vd22的电压/电流对应电压命令cm22的脉冲宽度，驱动电压vd23的电压/电流对应电压命令cm23的脉冲宽度。

直流马达231在接收驱动电压vd21后开始转动，并且依据其转速提供转速信号sps21至马达控制电路210。直流马达233在接收驱动电压vd22后开始转动，并且依据其转速提供转速信号sps22至马达控制电路210。直流马达235在接收驱动电压vd23后开始转动，并且依据其转速提供转速信号sps23至马达控制电路210。

当马达控制电路210接收到转速信号sps21后，马达控制电路210会依据转速信号sps21判断直流马达231的转速；当马达控制电路210接收到转速信号sps22后，马达控制电路210会依据转速信号sps22判断直流马达233的转速；当马达控制电路210接收到转速信号sps23后，马达控制电路210会依据转速信号sps23判断直流马达235的转速。

接着，当直流马达231、233、235的转速相同时，电压命令cm21、cm22、cm23会维持不变；当直流马达231、233、235的转速不同时，马达控制电路210会调整电压命令cm21、cm22、cm23的至少其二，以调整直流马达231、233、235的至少其二的转速，借此控制直流马达231、233、235的转速为相同。

图3为依据本发明的一实施例的直流马达系统的转速同步方法的流程图。请参照图3，在本实施例中，直流马达系统的转速同步方法包括下列步骤。首先，会通过马达驱动电路接收多个电压命令，以提供多个驱动电压至多个直流马达(步骤s310)。接着，通过马达控制电路接收这些转速信号，以判断这些直流马达的转速(步骤s320)。最后，通过马达控制电路且依据这些直流马达的转速设定这些电压命令以调整这些直流马达的转速为相同(步骤s330)。其中，步骤s310、s320和s330的顺序为用以说明，本发明实施例不以此为限。并且，步骤s310、s320和s330的细节可参照图1～2的实施例所示，在此则不再赘述。

综上所述，本发明实施例的直流马达系统及其转速同步方法，其判断多个直流马达的转速，并且对应地调整这些直流马达的电压命令，以控制这些直流马达的转速为相同。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。