转子驱动系统及转子驱动方法技术方案

本发明专利技术公开了一种转子驱动系统，其包含：转子、转速感测器、感测电路、控制器与转子驱动器。转速感测器，感测转子的转速以产生测量信号。感测电路，电性连接转速感测器，将测量信号转换为当前转速测量值。控制器电性连接感测电路，用于依据历史转速测量值、当前转速测量值与参考值，产生估计转速值，并依据估计转速值与转速控制信号，产生转子驱动信号。转子驱动器，电性连接控制器，依据转子驱动信号，驱动该转子转动。

【技术实现步骤摘要】
转子驱动系统及转子驱动方法
本专利技术关于一种转子驱动系统及转子驱动方法，特别是一种高精确度的转子驱动系统及转子驱动方法。
技术介绍
转子，或称转轴，是发电机、马达、引擎中的重要部件。一般的转子机械运转于高转速时，由于温度、制作公差等原因，使转子的旋转几何中心与惯性中心不一致，造成偏心力的产生，而偏心力为转速的平方成正比，因此当转速越高，偏心力影响越大。传统的轴承控制器功效是把转子定位于转子的几何中心位置，然而转速越大，偏心力越大，则转子振动越大，若是要把转子定位于几何中心位置，需要的控制力越大。因此，通常是利用转速来决定控制力。利用转速来决定控制力时，可以利用转速指令来决定控制力，然而由于转速指令与实际转速往往有差异，这样产生的控制力往往无法良好地使转子定位，因此有人提出利用感测到的转速来决定控制力。然而，因为振动、滑差等问题，可能造成感测到的转速有错误，从而计算得到的控制力有错误，则可能造成控制器不稳定。
技术实现思路
综上所述，如何提高转速感测的精确度以提供良好的转子驱动系统，实为有待克服的问题。因此本专利技术提出一种转子驱动系统与转子驱动方法，藉由滤波器将可能的测量误差降低或消除，藉以提高转速感测的精确度。依据本专利技术一实施例的转子驱动系统，其包含：转子、转速感测器、感测电路、控制器与转子驱动器。转速感测器，感测转子的转速以产生测量信号。感测电路，电性连接转速感测器，将测量信号转换为当前转速测量值。控制器电性连接感测电路，用于依据历史转速测量值、当前转速测量值与参考值，产生估计转速值，并依据估计转速值与转速控制信号，产生转子驱动信号。转子驱动器，电性连接控制器，依据转子驱动信号，驱动该转子转动。依据本专利技术一实施例的转子驱动方法，其包含下列步骤：感测转子的转速以产生测量信号。将测量信号转换为当前转速测量值。依据历史转速测量值、当前转速测量值与参考值，产生估计转速值。依据估计转速值与转速控制信号，产生转子驱动信号以驱动转子。综上所述，本专利技术所揭示的转子驱动系统及方法，利用当前转速测量值、历史转速测量值与参考值，产生估计转速值。也就是利用过去的信号变化趋势与当前测量值来估算正确的转速值。从而降低测量误差，提高测量的精确度。以上的关于本揭露内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的专利申请范围更进一步的解释。附图说明图1是依据本专利技术一实施例的转子驱动系统架构示意图。图2是依据本专利技术一实施例的转子与转速感测器配置示意图。图3是依据本专利技术另一实施例的转子与转速感测器配置示意图。图4是依据本专利技术一实施例的转速测量值与估计值时序图。图5A是一般的转子驱动系统的转子控制电流时序图。图5B是依据本专利技术一实施例的转子驱动系统的转子控制电流时序图。图6是依据本专利技术一实施例的转子驱动方法流程图。图7是依据本专利技术一实施例的转速估计方法流程图。其中，附图标记：1000转子驱动系统1100转子1101穿孔1200转速感测器1210、1210’光源1220、1220’光耦合器1300感测电路1400控制器1500转子驱动器1600储存媒介V1、V2信号X、Y、Z轴线S610～S640步骤S710～S740步骤具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本专利技术的观点，但非以任何观点限制本专利技术的范畴。请参照图1，其是依据本专利技术一实施例的转子驱动系统架构示意图。如图1所示，本专利技术一实施例中的转子驱动系统1000具有转子1100、转速感测器1200、感测电路1300、控制器1400与转子驱动器1500。转子1100例如为引擎、马达、发电机或是其他转子机械的转轴。转子1100受到转子驱动器1500驱动而转动。转子驱动器1500于一实施例中为接触式转子驱动器1500，也就是说转子驱动器1500直接接触转子1100以带动转子1100转动。或是转子驱动器1500通过直接接触转子1100的一个传动机构1510来带动转子1100转动。于另一实施例中，转子驱动器1500为非接触式转子驱动器。也就是说，转子驱动器1500不接触转子1100，也没有通过任何接触转子的元件来带动转子1100转动。转速感测器1200适于感测该转子的转速以产生一测量信号。于一实施例中，转速感测器1200例如为以光耦合器实作或以霍尔效应感测器实作的转速感测器，本专利技术不加以限制。以光耦合器实作的转速感测器1200请参照图2，其是依据本专利技术一实施例的转子与转速感测器配置示意图。如图2所示，转子1100平行于X轴配置，且转子1100具有一个穿孔1101其延伸方向正交(perpendicular)于X轴(平行于纸面)。而转速感测器1200包含光源1210与光耦合器1220，光源1210与光耦合器1220的连线平行于图2的Z轴(平行于纸面)，并且当转子1100转到适当位置而使穿孔1101的延伸方向实质平行于Z轴时，光源1210发出的光线会穿过穿孔1101而被光耦合器1220所接收。此时光耦合器1220输出的信号例如为高电位。而当穿孔1101的延伸方向实质不平行于Z轴时，光源1210发出的光线不会被光耦合器1220所接收，此时光耦合器1220输出的信号例如为低电位。前述的实质平行例如为穿孔1101的延伸方向与Z轴的夹角小于5度，然而本专利技术并不加以限制，本领域通常知识者得自行依加工技术与需求而设定。因此，每当转子1100转动一圈，光耦合器1220所输出的测量信号会有四次的电位转换，两次由低电位转换为高电位，两次由高电位转换为低电位。换句话说，测量信号的频率理论上是转动频率的两倍。然而，如果转子1100因为振动而有了位置的偏移，则有可能当穿孔1101的延伸线平行于Z轴时，光源1210的光线无法穿过穿孔1101而被光耦合器1220所接收，如此当转子1100转动一圈的时候，光耦合器1220所输出的测量信号可能只有两次电位转换甚至没有电位转换。从而使得测量信号的频率不到转子的转动频率的两倍。虽然上述以光耦合器实作的转速感测器需要转子具有穿孔，然而所属领域通常知识者当能以其他的方式设计此类转速感测器。例如参照图3，其是依据本专利技术另一实施例的转子与转速感测器配置示意图。于图3的实施例中，光源1210’与光耦合器1220’设置于转子1100的同一侧，在转子1100对应于转速感测器1200的光耦合器1220’的区域进行环状抛光，并于其中一段进行磨砂处理。因此当光耦合器1220’正对着被抛光的区域时，光耦合器1220’输出的信号例如为高电位，而当光耦合器1220’正对着被磨砂处理的区域时，光耦合器1220’输出的信号例如为低电位。从而当转子1100每转动一圈，光耦合器1220’输出的信号会有两次的电位转换，一次由低电位转换为高电位，另一次从高电位转换为低电位。换句话说，测量信号的频率理论上是等同于转动频率。然而，如果转子1100因为振动而有了位置的偏移，则可能当转子1100的磨砂区域正对着光耦合器1220’的时候，转子1100太过于靠近光耦合器1220’，使得光耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转子驱动系统，其特征在于，包含：一转子；一转速感测器，感测该转子的转速以产生一测量信号；一感测电路，电性连接该转速感测器，将该测量信号转换为一当前转速测量值；一控制器，电性连接该感测电路，用于依据一历史转速测量值、该当前转速测量值与一参考值，产生一估计转速值，并依据该估计转速值与一转速控制信号，产生一转子驱动信号；以及一转子驱动器，电性连接该控制器，依据该转子驱动信号，驱动该转子转动。

【技术特征摘要】
2017.05.17 TW 1061163811.一种转子驱动系统，其特征在于，包含：一转子；一转速感测器，感测该转子的转速以产生一测量信号；一感测电路，电性连接该转速感测器，将该测量信号转换为一当前转速测量值；一控制器，电性连接该感测电路，用于依据一历史转速测量值、该当前转速测量值与一参考值，产生一估计转速值，并依据该估计转速值与一转速控制信号，产生一转子驱动信号；以及一转子驱动器，电性连接该控制器，依据该转子驱动信号，驱动该转子转动。2.如权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，该转子驱动器是接触式转子驱动器。3.如权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，该转子驱动器是非接触式转子驱动器。4.如权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，该控制器依据该估计转速值与该转速控制信号，以偏心力抑制技术产生该转子驱动信号。5.如权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，该控制器依据该当前转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆芸，叶记廷，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71